Prostaglandins struktur, syntes, funktioner, hämmare

De prostaglandiner De är ämnen som liknar produktionshormoner och lokal verkan, av extremt kort liv, sammansatt av fleromättade och syresyror, med ett brett spektrum av potenta effekteffekter. De produceras av de flesta eukaryoter och nästan alla organ och celltyper.

Prostaglandins (förkortade PG) är skyldiga sitt namn som de först isolerades från fårprostata. De är medlemmar i en familj av essentiella fettsyror som kallas eikosanoider, som hänvisar till deras kännetecken för att ha 20 kol (den grekiska roten "eikosi", som används för att bilda denna term, betyder tjugo).

Källa: Calvero. [Allmängods]

Trots deras multifunktionalitet har alla prostaglandiner samma grundläggande molekylstruktur. De härstammar från arakidonsyra, som i sin tur härstammar från fosfolipider av cellmembran.

Vid behov släpps, används och bryts de till inaktiva föreningar, allt utan att migrera från vävnaderna där de syntetiseras.

Prostaglandiner skiljer sig från hormoner i: 1) att inte produceras av specialiserade körtlar; och 2) inte lagras och inte transporteras bort från din syntesplats. Detta sista faktum beror på att de försämras på några sekunder. Men ibland kallas de autokoider eller vävnadshormoner.

[TOC]

Historia

1930, r. Kurzrok och C. C. Lieb sa att den mänskliga livmodern endometrium kontrakterade och avslappnad rytmiskt när den utsågs för sperma. 1935, u. S. Von Euler sa att denna typ av sammandragning berodde på verkan av en typ av omättad lipid fram till dess okänd, som han kallade prostaglandin.

1957, s. Bergström och J. Sjövall hänvisade först till syntesen från arakidonsyra och isoleringen i dess kristallina form av en prostagandin (PGF_2a). 1960 sa dessa författare att ha renat en andra prostaglandin (PGE₂).

Mellan 1962 och 1966 är S -lag. Bergström (i samarbete med B. Samuelsson) och D. TILL. Van Dorp sa att han hade uppnått syntesen av PGE₂ från araquidonsyra och har belyser de kristallina strukturerna i PGF_2a Och PGE₂.

Dessa upptäckter tillät syntes av prostaglandiner i tillräckliga mängder för att genomföra farmakologiska studier. 1971, j. R. Vane sa att aspirin och icke -steroidala antiinflammatoriska medel hämmar syntesen av prostaglandiner.

För hans forskning om prostaglandiner, s. von Euler 1970 och S. Bergström, f. Samuelsson och R. Vane 1982 fick de Nobelpriset inom medicin och fysiologi.

Strukturera

Prostaglandiner härstammar från en hypotetisk lipid, kallad prostansyra, med 20 kolatomer, av vilka de numrerade från 8 till 12 bildar en cyklopentano -ring, och de som är numrerade från 1 till 7, och från 12 till 20, de bildar två kedjor paralleller ( kallas R1 och R2) som börjar från nämnda ring.

Det finns 16 eller fler prostaglandiner, mestadels avsedda med förkortningen PG, till vilken en tredje bokstav (A-I) läggs till att betecknar substituenterna i cyklopentano-ringen, och ett subscript som består av ett nummer som betecknar mängden dubbla länkar i R1 och R2, och ibland också för en symbol, som betecknar andra strukturella detaljer.

Cycopentano -ringsubstitut kan till exempel vara: a = ketoner a,p-omättad (PGA); E = p-Hydroxicotoner (PGE); F = 1,3-dioles (PGF). PGA-PGI är de primära prostaglandinsgrupperna.

När det gäller PGF₂, Förkortningen indikerar att det är en prostaglandin i F -gruppen med två dubbelbindningar i R1 och R2. När det gäller PGF_a, a Indikerar att OH Carbon 9 -gruppen är på samma sida av cyklopentano -ringen som R1, medan i PGF_p, p Indikerar något annat.

Kan tjäna dig: Pollination: Process, typer och betydelse för miljön

Syntes

Prostaglandinsyntes ökar i svarstimuli som stör cellmembranen, såsom kemiska irritationsmedel, infektioner eller mekaniska traumor. Inflammatoriska mediatorer, såsom cytokiner och komplement, utlöser denna process.

Fosfolipashydrolys till₂ Gör fosfolipider av cellmembranet förvandlas till arakidonsyra, föregångare till de flesta eikosanoider. Cyklooxygenaskatalys (COX -enzymer), även kallad prostaglandinsyntes₂.

Mänskliga celler producerar två cyklooxygenasisoformer, COX-1 och COX-2. Dessa delar 60% homologi på aminosyranivån och liknar i tre dimensionell struktur, men de kodas av olika kromosomergener.

COX-1 och COX-2 katalyserar två reaktionssteg: 1) Cykelringbildning och tillsats av två eller₂, Att bilda PGG₂; 2) Omvandling av en hydroperoxidgrupp i en OH -grupp, för att bilda PGH₂. Genom verkan av andra enzymer, PGH₂ Det förvandlas till de andra prostaglandinerna.

Trots att de katalyserar samma reaktionssteg, bestämmer skillnader i cellplats, uttryck, reglering och substratkrav mellan COX-1 och COX-2 att var och en initierar syntesen av strukturellt och funktionellt olika prostaglandiner.

Funktioner

Eftersom spektrumet för dess verkningsmetoder och fysiologiska effekter är mycket brett är det svårt att utarbeta en uttömmande och detaljerad lista över prostaglandinfunktionerna.

I allmänhet kan dessa funktioner klassificeras baserat på de två COX -enzymerna (nyligen har förekomsten av ett tredje COX -enzym) tagits upp.

COX-1 främjar den permanenta syntesen av prostaglandiner, nödvändig för daglig kroppshomeostas, som modulerar blodflöde, sammandragning och avkoppling av muskler i matsmältning och andningsorgan, temperatur, spridning av gastriska och tarmslemhinnor, driften av blodplätten och antitrombogenes.

COX-2 promotes the transient synthesis of prostaglandins, necessary for eventual physiological processes or for the healing of diseases or traumatic damage, which modulate inflammation, fever, pain, healing, adaptation to renal stress, the deposition of trabecular bone , ovulation, placentation, livmoders sammandragningar och arbetskraft.

Receptorer

För att uppfylla sitt stora utbud av funktioner måste prostaglandiner vara skyldiga till receptorer (ytproteiner som de är fixerade) specifika för målcellerna. Prostaglandins verkningssätt beror kanske mindre på deras molekylstruktur än på dessa receptorer.

Det finns prostaglandinreceptorer i alla kroppsvävnader. Även om dessa receptorer har vanliga strukturella egenskaper, visar de specificitet mot primära prostaglandinsgrupper.

Till exempel PGE₂ binder till DP -receptorer, EP_1, Episk₂, Episk₃ och EP₄; Pgi₂ binder till IP -mottagaren; Pgf_2a går med i FP -mottagaren; Txa₂ binder till TP -mottagaren.

Prostaglandiner och dessa receptorer verkar i samband med en grupp regleringsmolekyler som kallas G -proteiner, som kan skicka signaler genom cellmembran, som kallas transduktion.

Genom en komplex molekylmekanism fungerar G -proteiner som omkopplare som kan stängas av eller på.

Det kan tjäna dig: Toronjil: Egenskaper, livsmiljöer, egenskaper, odling, vård

Inflammation

De fyra klassiska symtomen på inflammation är ödem, rodnad, hög temperatur och smärta. Inflammation Ett immunsystemets svar på mekaniska traumor, kemiska medel, brännskador, infektioner och olika patologier. Det är en anpassning som normalt gör det möjligt att läka vävnader och återställa fysiologisk balans.

Persistent inflammation kan vara involverad i utvecklingen av vävnad och organisk skada, artrit, cancer och autoimmun, hjärt- och neurodegenerativa sjukdomar. Tre prostaglandiner, särskilt PGE₂, Pgi₂ och PGD₂, De har en grundläggande roll i utvecklingen och varaktigheten av inflammation.

Pge₂ Det är den vanligaste och funktionellt olika prostaglandin. Det är av stort intresse eftersom det är involverat i de fyra klassiska symtomen på inflammation.

Orsaka ödem, rodnad och temperaturökning eftersom arteriell utvidgning och vaskulär permeabilitet ökar. Producerar smärta eftersom det verkar direkt på nervsystemet.

Pgi₂ Det är en kraftfull vasodilator av stor betydelse i regleringen av hjärthomeostas. Det är det vanligaste prostaglandinet i synovialvätskan i artritiska leder. Pgd₂ Det finns i nervsystemet och i perifera vävnader. Båda prostaglandiner orsakar akut ödem och smärta.

Hämmare

Acetylsalicylsyra (AAC) eller aspirin, var köpman från 1899 av det tyska läkemedelsföretaget Bayer. 1971 fastställdes att aspirin verkar som hämmar syntesen av prostaglandiner.

AAC-form, genom acetylering, en kovalent bindning med det aktiva stället för cykloxygenasenzymerna (COX-1, COX-2). Denna reaktion är irreversibel och genererar ett inaktivt AAC-Cox-komplex. I detta fall måste cellerna producera nya Cox -molekyler för att återuppta prostaglandinsproduktionen.

Hämning av prostaglandinproduktion minskar inflammation och smärta orsakad av dem. Men andra viktiga funktioner påverkas också.

Prostaglandins modulerar regenereringen av magslemhinnan som skyddar magen på sina egna syror och enzymer. Förlusten av integriteten hos denna slemhinnan kan orsaka sårens utseende.

Förutom AAC handlingar många andra icke -steroida antiinflammatorier (NSAID) som hämmar syntesen av prostaglandiner genom inaktivering av COX -enzymer.

Flera NSAID (inom parentes några av deras kommersiella namn) av vanligt bruk är: acetaminophen eller paracetamol (tylenol^®), Diclofenac (Voltaran^®), Etodolac (lodin^®), Ibuprofen (Motrin^®), Indometacin^®), Ketoprofen (orudis^®), Meloxicam (movimex^®), Naproxen (naprosyn^®), Piroxicam (Feldene^®).

Relaterade sjukdomar

Störningar i produktion och verkan av prostaglandiner är involverade i reproduktionsproblem, inflammatoriska processer, hjärt -kärlsjukdomar och cancer.

Prostaglandiner är mycket viktiga i: 1) sammandragningen av glatt muskel och inflammation, vilket påverkar menstruationscykeln och arbetet; 2) immunsvaret, som påverkar implementeringen av ägglossningen och underhåll av graviditet; 3) Den vaskulära tonen, som påverkar blodspänningen under graviditeten.

Bland reproduktionsproblemen orsakade av misslyckanden i regleringen av prostaglandiner är dysmenorré, endometrios, menorrhagi, infertilitet, spontan abort och graviditetshypertoni.

Prostaglandins kontrollerar kroppens inflammatoriska processer och bronkiens sammandragning. När inflammation sträcker sig mer än normalt kan reumatoid artrit, uveit (ögoninflammation) och olika allergiska sjukdomar, inklusive astma, utvecklas.

Prostaglandins kontrollerar kardiovaskulär homeostas och vaskulär cellaktivitet. När prostaglandinaktivitet är defekt kan infarkt, trombos, trombofili, onormal blödning, åderförkalkning och perifer kärlsjukdom förekomma.

Kan tjäna dig: relativ överflöd

Prostaglandiner har immunsuppressiva effekter och kan aktivera cancerframkallande ämnen, vilket gynnar cancerutveckling. Överuttrycket av COX-2-enzymet kan påskynda tumörprogression.

Klinisk användning

Prostaglandins bröt in i den kliniska scenen från 1990. De är grundläggande för behandling av glaukom på grund av deras kraftfulla förmåga att minska intraokulärt tryck.

Prostaciclina (PGF₂) är den mest kraftfulla hämmaren av blodplättaggregering. Bortse från blodplättaggregeringar som redan finns i cirkulationssystemet. Prostaciclin är fördelaktigt vid behandling av patienter med lunghypertoni.

PGE₁ Och pge₂ Syntet används för att inducera arbetskraft. PGE₁ Det används också för att behålla ductus arteriosus I fall av medfödd hjärtsjukdom.

Behandling med exogena prostaglandiner kan hjälpa till i fall där produktionen av endogena prostaglandiner är dålig.

Exempel på prostaglandiner

Pge₂ Det är det prostaglandin som finns i den största variationen av vävnader, så den har mycket varierande funktioner. Det ingriper i svaret på smärta, vasodilatation (skyddar från ischemi) och bronkokonstriktion, gastriskt skydd (modulerar utsöndring av syra och blodflöde i magen), produktion av slem och feber.

I endometrium, PGE -koncentrationen₂ Det ökar i lutefasen i menstruationscykeln, vilket når sitt maximum under menstruationen, vilket indikerar att detta prostaglandin har en viktig roll i kvinnlig fertilitet.

PGD₂ Det finns i centrala nervsystemet och i perifera vävnader. Den har homeostatisk och inflammatorisk kapacitet. Ingriper i sömnkontroll och smärtuppfattning. Det är involverat i Alzheimers sjukdom och astma.

Pgf_2a Det finns i de glatta musklerna i bronki, blodkärl och livmoder. Ingriper i bronkokonstriktion och vaskulär ton. Det kan orsaka aborter.

Tromboxaner a₂ och b₂ (TXA₂, Txb₂) De är prostaglandiner närvarande i blodplättar. Prostaciclina (PGF₂) är ett prostaglandin närvarande i det arteriella endotelet.

Txa₂ och TXB₂ De är vasokonstriktorer som främjar blodplättaggregering. Pgf₂ är motsatsen. Homeostasen i cirkulationssystemet beror på interaktionen mellan dessa prostaglandiner.

Referenser

1. Curry, s. L. 2005. Icke -steroida anti -inflammatoriska läkemedel: en översyn. Journal of the American Animal Hospital Association, 41, 298-309.
2. Díaz-González, f., Sánchez-madrid, f. 2015. NSAID: Lär dig nya tricks från gamla droger. European Journal of Immunology, 45, 679-686.
3. Golan, D. OCH., Armstrong, E. J., Armstrong, a. W. 2017. Principer för farmakologi: Den patofysiologiska grunden för läkemedelsbehandling. Wolters Kluwer, Philadelphia.
4. Greley, w. J. 1987. Prostaglandins och hjärt -kärlsystemet: En recension och uppdatering. Journal of Cardiothoracic Anesthesia, 1, 331-349.
5. Märken, f., Furstenberger, g. 1999. Prostaglandins, leukotriener och andra eikosanoider - från biogenes till klinisk tillämpning. Wiley-VCH, Weinheim.
6. Miller, s. B. 2006. Prostaglandins i hälsa och sjukdom: En översikt. Seminarier i artrit och reumatism, 36, 37-49.
7. Pace-Asciak, C., Grastrom, E. 1983. Prostaglandiner och relaterade ämnen. Elsevier, Amsterdam.
8. Ricti, e., Fitzgerald, g. TILL. 2011. Prostaglandiner och inflammation. Arterioskleros, trombos och vaskulär biologi, doi: 10.1161/atvbaha.110.207449.
9. Silpa, s. R. 2014. Prostaglandiner och dess typer. Pharmatutero, 2; 31-37.
10. Voet, D., Voet, j. G., Pratt, C. W. 2008. Fundamentals of Biochemistry - Life på molekylnivå. Wiley, Hoboken.