Tutustu prostaglandiiniin ja siihen liittyviin sairauksiin

Prostaglandiini on ryhmä bioaktiivisia lipidejä, joilla on ratkaiseva rooli ihmiskehon erilaisissa fysiologisissa prosesseissa. Vaikka prostaglandiini löydettiin ensin siemenesteestä, se tunnustetaan nyt laajalle levinneestä vaikutuksestaan ​​lukuisissa biologisissa toiminnoissa, tulehduksen säätelystä verenvirtauksen hallintaan. Tämä artikkeli selittää, mikä prostaglandiini on, mitkä sen roolit ovat, prostaglandiinisynteesi ja prostaglandiiniin liittyvät terveysongelmat.

Mikä on prostaglandiini?

Prostaglandiini on ryhmä hormonimaisia ​​aineita, jotka ovat peräisin rasvahapoista, pääasiassa arakidonihaposta. Prostaglandiini kuuluu laajempaan molekyyliluokkaan, joka tunnetaan nimellä eikosanoidit, joka sisältää myös leukotrieenit ja tromboksaanit. Toisin kuin perinteiset hormonit, joita tuotetaan spesifisissä rauhasissa ja vaikuttavat etäisiin elimiin, prostaglandiini syntetisoidaan paikallisesti melkein jokaisessa kehon kudoksessa ja vaikuttavat sen läheisiin soluihin.

Rakenteellisesti prostaglandiinit sisältävät 20 hiiliketjun ja syntetisoidaan arakidonihapon entsymaattisen muuntamisen kautta. Lipidiliukoisen luonteensa vuoksi prostaglandiinit voivat diffundoitua solukalvojen välillä ja sitoutua naapurisolujen spesifisiin reseptoreihin aloittaen biologisten vasteiden kaskadin.

Onko prostaglandiini hormoni?

Prostaglandiinia kuvataan usein hormonin kaltaiseksi aineeksi, mutta se ei ole teknisesti hormoni perinteisessä mielessä. Termi ”hormoni” viittaa tyypillisesti kemikaaleihin, joita tuottavat spesifiset rauhaset, kulkevat verenkiertoon ja vaikuttavat kaukaisiin kohdeelimiin. Sitä vastoin prostaglandiinit ovat paikallisia sovittelijoita, jotka syntetisoidaan vasteena ärsykkeille ja vaikuttavat läheisiin soluihin samassa kudoksessa tai elimessä.

Vaikka hormonit tuottavat yleensä endokriiniset rauhaset (kuten kilpirauhaset tai lisämunuaiset) ja niillä on laajalle levinneet vaikutukset, prostaglandiini syntetisoidaan melkein jokaisessa kudoksessa ja elimessä, ja sen vaikutukset rajoittuvat yleensä ympäröivään alueeseen, jossa sitä tuotettiin.

Siksi, vaikka prostaglandiinilla on joitain funktionaalisia samankaltaisuuksia hormonien kanssa – kuten erilaisten fysiologisten prosessien säätäminen – sen paikallinen toiminta ja tapa, jolla se tuotetaan ja hajautettu, eroaa sen perinteisistä hormonista.

Prostaglandiinin synteesi

Prostaglandiini syntetisoidaan arakidonihaposta – useimpien kudosten solukalvoista löytyvä monityydyttymätön rasvahappo. Kun soluja stimuloivat erilaiset signaalit – kuten vamma, infektio tai tulehdukset – fosfolipaasi A2 aktivoidaan, vapauttaen arakidonihappoa kalvon fosfolipideistä.

Saatuaan vapautumisen, arakidonihappo muunnetaan prostaglandiiniksi syklooksigenaasien (COX) entsyymien vaikutuksella. COX-entsyymissä on kaksi päämuotoa: Cox-1 ja COX-2.

• COX-1 ekspressoituu konstitutiivisesti useimmissa kudoksissa ja vastaa prostaglandiinien tuotannosta, jotka ylläpitävät normaaleja fysiologisia toimintoja, kuten mahalaukun limakalvon suojausta ja verihiutaleiden aggregaatiota.
• COX-2 on indusoitavissa ja ekspressoitu pääasiassa tulehduksen aikana, missä se tuottaa prostaglandiineja, jotka välittävät kipua, kuumetta ja tulehdusta.

Prostaglandiinin tuotantoa säätelevät myös muut entsyymit, kuten prostaglandiinidehydrogenaasi, joka inaktivoi prostaglandiinin sen vapautumisen jälkeen.

Prostaglandiinien tyypit

Prostaglandiineja on useita tyyppejä; Jokaisella tyypillä on ainutlaatuiset toiminnot kudoksesta ja reseptorista riippuen. Ihmisten tärkeimpiin prostaglandiineihin kuuluu:

• PGE2 (prostaglandiini E2): liittyy usein tulehdukseen, kuumeeseen ja kipuun. PGE2: lla on avainrooli tulehduksellisessa vasteessa ja se osallistuu verenpaineen ja immuunitoiminnan säätelyyn.
• PGF2a (prostaglandiini F2-alfa): osallistuvat kohdun supistuksiin syntymätyön aikana ja kuukautiskierron säätelyssä. PGF2a: lla on myös rooli sileän lihaksen supistumisessa keuhkoissa ja verisuonissa.
• PGI2 (prostasykliini): tuotettu pääasiassa endoteelisoluissa ja toimii laajentamaan verisuonia ja estämään verihiutaleiden aggregaatiota. PGI2 on ratkaisevan tärkeä verenvirtauksen säätelemiseksi ja veren hyytymän muodostumisen estämiseksi.
• TXA2 (tromboksaani A2): TXA2 edistää pääasiassa verihiutaleissa verihiutaleiden aggregaatiota ja verisuonten supistumista, joilla on kriittinen rooli verihyytymän muodostumisessa.
• PGD2 (prostaglandiini D2): tuotettu ensisijaisesti syöttösoluissa ja mukana immuunivasteiden säätelyssä sekä allergisten reaktioiden sovittelussa.

Jokainen prostaglandiinityyppi toimii spesifisen reseptorinsa kautta. Tämä reseptori on G-proteiiniin kytketty reseptori (GPCR), joka aloittaa alueen solunsisäisiä signalointireittejä.

Prostaglandiinin biologiset toiminnot

Prostaglandiinilla on keskeinen rooli monien fysiologisten prosessien säätelyssä. Joitakin tärkeitä prostaglandiinin tehtäviä ovat:

Tulehdus ja immuunivaste

Prostaglandiinit, erityisesti PGE2, ovat tulehduksen keskeisiä välittäjiä. Prostaglandiinia tuotetaan vasteena kudosvauriolle tai infektiolle ja se myötävaikuttaa tyypillisiin tulehduksen oireisiin: punoitus, turvotus, lämpö ja kipu. Edistämällä verisuonten laajenemista ja kasvavaa verisuonten läpäisevyyttä, prostaglandiini auttaa valkosoluja ja ravintoaineita saavuttamaan kärsivällinen kudos.

PGE2: lla on myös rooli kuumeessa. Tämäntyyppinen prostaglandiini vaikuttaa hypotalamukseen nostamaan kehon asetettua pistemämpötilaa, mikä johtaa kuumeeseen osana immuunivastetta. Lisäksi prostaglandiini auttaa moduloimaan immuunijärjestelmää vaikuttamalla erilaisten immuunisolujen, mukaan lukien makrofagien, T-solujen ja dendriittisolujen, aktiivisuuteen.

Lisääntymisjärjestelmä

Prostaglandiini on välttämätöntä useille lisääntymisprosesseille. Naisilla PGF2a ja PGE2 säätelevät kuukautiskierrosta moduloimalla kohdun sileän lihaksen aktiivisuutta. Kuukausien aikana prostaglandiini stimuloi kohdun supistuksia helpottaen kohdun vuorauksen karkottamista. Prostaglandiini myötävaikuttaa myös kuukautisiin liittyvään kipuun (Dysmenorrhea).

Prostaglandiinilla on myös kriittinen rooli syntymätyössä. PGF2a indusoi synnytykselle tarvittavat kohdun supistukset, kun taas PGE2 auttaa pehmentämään kohdunkaulaa (kohdunkaulan kypsyminen) syntymän synnytyksen valmistuksessa.

Kardiovaskulaarinen järjestelmä

Sydän- ja verisuonijärjestelmässä prostaglandiini auttaa säätelemään verenpainetta ja vaskulaarista sävyä. PGI2, jota tuottavat endoteelisolut, jotka vuoraavat verisuonet, laajentaa verisuonia ja estää verihiutaleita rypistymästä yhteen. Sitä vastoin verihiutaleiden tuottama TXA2 aiheuttaa verisuonten supistumisen ja edistää verihiutaleiden aggregaatiota, mikä on välttämätöntä veren hyytymän muodostumiselle.

PGI2: n ja TXA2: n välinen tasapaino auttaa ylläpitämään normaalia hemostaasia ja verenpainetta. Tämän tasapainon häiriöt, kuten TXA2: n ylituotanto, voi vaikuttaa sydän- ja verisuonisairauksiin, mukaan lukien verenpaine ja ateroskleroosi.

Maha -suolikanavajärjestelmä

Prostaglandiinilla on myös tärkeä rooli maha -suolikanavan suojelemisessa. Esimerkiksi PGE2 auttaa ylläpitämään mahalaukun limakalvojen eheyttä edistämällä liman ja bikarbonaatin eritystä, jotka suojaavat mahalaukun syövyttäviä vaikutuksia mahahapon. Lisäksi prostaglandiini estää mahahapon eritystä ja edistää verenvirtausta mahalaukun vuoraukseen, mikä edistää haavaumaa.

Munuaiset

Munuaisissa prostaglandiini säätelee munuaisten verenvirtausta ja glomerulaarisen suodatusnopeutta (GFR) varmistaen munuaisten asianmukaisen toiminnan. PGE2 ja PGI2 auttavat verisuonisodilaattia munuaisveren verisuonia, edistämään verenvirtausta ja jätetuotteiden suodattamista. Prostaglandiini vaikuttaa myös natrium- ja vesitasapainoon vaikuttaen siten nesteiden retentioon ja elektrolyyttien homeostaasiin.

Prostaglandiiniin liittyvät sairaudet

Prostaglandiinin tuotannon epätasapaino liittyy useisiin sairauksiin ja olosuhteisiin.

Krooninen tulehdus ja autoimmuunisairaudet

Prostaglandiinit, erityisesti PGE2, osallistuvat krooniseen tulehdukseen, joka on autoimmuunisairauksien, kuten nivelreuman, lupuksen ja astman, tunnusmerkki. Prostaglandiinien ylituotanto pahentaa kudosvaurioita, kipua ja turvotusta näissä olosuhteissa.

Syöpätauti

Tietyissä syövissä prostaglandiinien – etenkin PGE2: n – on osoitettu edistävän kasvaimen kasvua ja etäpesäkkeitä. Kohonneet PGE2 -tasot kasvaimen mikroympäristössä voivat helpottaa uusien verisuonten muodostumista (Angiogenesis), tukahduttavat immuunivasteet ja edistävät syöpäsolujen lisääntymistä. Siksi prostaglandiinisynteesin estämisestä on tullut syöpähoidon kiinnostava alue.

Kardiovaskulaariset häiriöt

Prostaglandiinilla on myös rooli sydän- ja verisuonisairauksissa. TXA2: n liiallinen tuotanto voi johtaa epänormaaliin veren hyytymän muodostumiseen, mikä edistää sydänkohtauksia ja aivohalvauksia. Samoin prostasykliinin (PGI2) ja tromboksaanin välinen epätasapaino voi edistää ateroskleroosin ja verenpainetaudin kehittymistä.

Maha -suolikanavan häiriöt

Prostaglandiini on mukana maha -suolikanavan, erityisesti peptisten haavojen patogeneesissä. Eturauhasen synteesin estäminen ei-steroidisten anti-inflammatoristen lääkkeiden (NSAID) avulla voi johtaa vähentyneeseen limakalvojen suojaamiseen, mikä lisää haavauman muodostumisen ja maha-suolikanavan verenvuodon riskiä.

Prostaglandiinin käyttötautien hoidossa

Prostaglandiinilla ja sen analogeilla on monipuolisia roolia ihmisen fysiologiassa terapeuttisia sovelluksia eri lääketieteellisillä aloilla.

Prostaglandiinianalogit ja niiden käyttö

Prostaglandiinianalogit ovat synteettisiä yhdisteitä, jotka on suunniteltu jäljittelemään luonnollisten prostaglandiinien vaikutuksia. Näitä lääkkeitä käytetään monissa hoidoissa:

• Syntymätyövoiman ja abortin indusointi: Prostaglandiinianalogeja, kuten misoprostolia Misoprostolia käytetään myös lääketieteellisessä abortissa.
• Glaukooman hoito: Lääkkeet, kuten latanoprost – prostaglandiini F2a -analogi – vähentävät silmänsisäistä painetta glaukoomassa lisäämällä vesipitoisen huumorin ulosvirtaa.
• Keuhkoverenpaine: Prostasykliiniaalogeita, kuten epoprostenolia, käytetään keuhkovaltimoiden verenpainetaudin hoitoon laajentamalla verisuonia ja vähentämällä keuhkojen verenpainetta.

Ei-steroidiset tulehduksen vastaiset lääkkeet (tulehduskipulääkkeet)

Tulehduskipulääkkeet, kuten aspiriini, ibuprofeeni ja naprokseeni, estävät Cox -entsyymejä, vähentäen siten prostaglandiinien synteesiä. Vähentämällä prostaglandiinin tuotantoa nämä lääkkeet lievittävät kipua, vähentävät tulehduksia ja alhaisempaa kuumetta. NSAID: n pitkäaikainen käyttö voi kuitenkin johtaa maha -suolikanavan sivuvaikutuksiin, kuten haavaumiin ja verenvuotoon, johtuen vatsassa suojaavien prostaglandiinien estämisestä.

Prostaglandiini tutkimuksessa

Prostaglandiini on edelleen aktiivisen tutkimuksen kohteena, etenkin sen roolin ymmärtämisessä taudissa ja uusien hoitomuotojen kehittämisessä. Tutkijat tutkivat uusia prostaglandiinin estäjiä ja prostaglandiinianalogeja sairauksien, syövän, sydän- ja verisuonisairauksien ja neurodegeneratiivisten häiriöiden hoidossa. Lisäksi prostaglandiinin roolia ikääntymisessä ja immuunitoiminnassa tutkitaan terapeuttisten interventioiden mahdollisten kohteiden tunnistamiseksi.