Prostaglandyny, PGs – grupa hormonów , pochodnych kwasu arachidonowego należących tym samym do grupy eikozanoidów . Należą one do hormonów parakrynowych (działających miejscowo), są regulatorami procesów fizjologicznych , powstają wskutek pobudzenia nerwowego . Występują we wszystkich tkankach oraz płynach ustrojowych. Wykazują bardzo dużą aktywność biologiczną.

Chemiczna struktura prostaglandyny E₁ (PGE₁)

Historia odkrycia i etymologia

• 1930 r. dwaj niemieccy ginekolodzy Kurzok i Lieb odkryli, że macica ludzka po kontakcie z nasieniem mężczyzny kurczy się silnie i rozkurcza
• Ulf von Euler , laureat nagrody Nobla , badając odkryte przez Niemców zjawisko wywnioskował, że skurcze macicy wywołuje produkowana przez gruczoł krokowy niezidentyfikowana substancja. Euler nazwał tę substancję prostaglandyną od łacińskiego określenia gruczołu krokowego glandula prostatae; obecnie wiadomo, że Euler był w błędzie, ponieważ prostaglandyny produkują pęcherzyki nasienne
• około 1945 r. Bergström i współpracownicy wyizolowali z nasienia dwie prostaglandyny nazywając je PGE i PGF.

Biosynteza

Po zadziałaniu na komórkę czynników fizjologicznych takich jak hormony i neuroprzekaźniki , lub patologicznych, takich jak toksyny , czynniki drażniące, mikroorganizmy , następuje uwalnianie hormonów tkankowych. Powodują one zaburzenia wewnątrz komórki, m.in. uszkadzają błonę lizosomów , których enzymy lityczne, po przedostaniu się do cytozolu niszczą organelle i błony. Hydrolazy mogą hydrolizować wiązania estrowe fosfolipidów błonowych, czego efektem jest uwolnienie wolnych kwasów tłuszczowych do cytoplazmy . Jeżeli uwolnionym kwasem jest kwas arachidonowy , ulega on kaskadzie kwasu arachidonowego, w wyniku czego powstają PGs.

Kaskada kwasu arachidonowego

Kwas ulega przemianom przez zespół enzymów zwanych syntetazą prostaglandynową, w której skład wchodzą:

• cyklooksygenaza – hydro peroksydacja na węglu jedenastym i cyklizacja łańcucha;
• lipooksygenaza – karboksylacja;
• izomeraza – specyficzne komórkowo i tkankowo enzymy, które odpowiadają za wytworzenie poszczególnych PGyn.

COX

Prostaglandyny syntetyzowane są przez enzym zwany cyklooksygenazą (COX). Istnieją dwie formy enzymu COX: COX-1 i COX-2 . Obie formy syntetyzują prostagladyny, z tym, że ich funkcja jest nieco inna:

• prostaglandyny COX-1 – m.in. chronią błonę wyściełającą żołądek , zmniejszając wytwarzanie kwasu żołądkowego , regulując wydzielanie śluzu oraz prawidłowe ukrwienie żołądka
• prostaglandyny COX-2 – uczestniczą w procesach zapalnych i przyczyniają się do powstania bólu , gorączki i obrzęków.

Działanie biologiczne

Prostaglandyny działają w miejscu wytwarzania lub wydzielane są do krwi. Nie są nigdzie magazynowane, a ich czas połowicznego rozpadu jest stosunkowo krótki, dochodzący maksymalnie do kilku minut. Dlatego działają parakrynnie – są hormonami lokalnymi.

Działanie jest silne i różnorodne, często przeciwstawne:

• pobudzenie lub hamowanie skurczy mięśni gładkich:
  • macicy
  • przewodu pokarmowego
  • przewodu oddechowego
  • naczyń krwionośnych
• hamowanie wydzielania soku żołądkowego
• pobudzenie ruchliwości plemników
• należą do mediatorów odczynu zapalnego; kwas acetylosalicylowy, czyli aspiryna , w wyniku inhibicji cyklooksygenazy zmniejsza produkcję prostaglandyn zmniejszając przez to stan zapalny
• działają chemotaktycznie na leukocyty
• przeciwdziałają zamknięciu się przewodu tętniczego (Botalla) - ważne w przypadku zespołu hipoplazji lewego serca.

Enzym rozkładający PGs: 15- dehydrogenaza .

Rodzaje prostaglandyn

Znanych jest obecnie ponad 16 rodzajów PGyn u człowieka oznaczonych literami:

• PGA, PGB, PGD, PGE, PGF, PGG, PGH, PGI: PGI2

a także cyframi, które oznaczają liczbę wiązań nienasyconych w łańcuchu:

• PGA₂, PGE₂, PGH₂.

Zastosowanie

Z dotychczasowych badań wynika, że mogą stać się mało toksycznymi wielokierunkowymi lekami oraz hormonalnymi stymulatorami i mediatorami fizjologii rozrodu.

Zobacz też

• Prostacyklina
• Eikozanoidy
• Tromboksany

Bibliografia

• Biochemia - Edward Bańkowski, Wydawnictwo Medyczne Urban&Partner Wrocław
• Małgorzata Wiśniewska (red.), Encyklopedia dla wszystkich Chemia, Wydawnictwo Naukowe i Techniczne Warszawa, str. 304-305