У человека простагландины образуются из. Простагландины в организме и в препаратах. Влияние простагландинов на физиологические эффекты вазопрессина
Простагландины -- биологически активные вещества, представляющие собой производные полиненасыщенных жирных кислот, молекула которых содержит 20 углеродных атомов. Биологическое действие П. многообразно; один из основных биологических эффектов П. заключается в их выраженном действии на тонус гладкой мускулатуры различных органов. П. снижают выделение желудочного сока и уменьшают его кислотность, являются медиаторами воспаления и аллергических реакций,принимают участие в деятельности различных звеньев репродуктивной системы, играют важную роль в регуляции деятельности почек, оказывают влияние на различные эндокринные железы. Нарушение биосинтеза П. может стать причиной развития тяжелых патологических состояний. Синтетические и полусинтетические П. используют в качестве лекарственных средств.
В 70х гг. 20 в. было обнаружено, что в организме человека и животных образуются и другие биологически активные производные полиненасыщенных жирных кислот,в тромбоцитах -- тромбоксаны (ТХ), влейкоцитах -- лейкотриены (ЛТ). От простагландинов тромбоксаны отличаются наличием в молекуле вместопятичленного цикла шестичленного оксанового кольца, в зависимости от структуры которого различаюттромбоксаны А и В (ТХА и ТХВ). Тромбоксаны обоих типов, в свою очередь, делят на 1-ю, 2-ю и 3-ю серии по томуже принципу, что и простагландины.
Особенностью строения лейкотриенов является отсутствие в молекуле циклической структуры.
В организме человека и животных простагландины, тромбоксаны и лейкотриены образуются из общего предшественника --незаменимых полиненасыщенных жирных кислот с соответствующим числом углеродных атомов и двойных связей в молекулах, в т.ч. из линолевой и арахидоновой кислот. Фактором, лимитирующим скорость биосинтеза простагландинов,является общее количество (пул) свободных жирных кислот, поэтому вещества, влияющие на гидролитическое расщепление триглицеридов, фосфолипидов и эфиров холестерина, в состав которых входят полиненасыщенные жирные кислоты, могут регулировать интенсивностьобразования простагландинов. Так, катехоламины, брадикинин, ангиотензин II вызывают усиление освобождения жирных кислот ворганизме, тем самым косвенно стимулируя образование простагландинов. Потвидимому, таков же механизм стимуляции биосинтеза ростагландинов, тромбоксанов и лейкотриенов при ишемии или механическом воздействии на клетки.Кортикостероидные гормоны, напротив, подавляют биосинтез простагландинов, тромбоксанов и лейкотриенов, т.к. они ингибируют освобождение жирных кислот. Некоторые соединения влияют на образование отдельных типов простогландинов и тромбоксанов,например перекиси жирных кислот специфически угнетают биосинтез простагландина I2-(простагландина I2 илипростациклина), а имидазол -- образование тромбоксана А2. Ряд лекарственных средств оказывает выраженное действие на образование простагландинов, тромбоксанов и лейкотриенов, изменяя не только их общее количество, но и соотношение между отдельными типами и сериями. например, лекарственные средства, обладающиепротивовоспалительным действием, -- салицилаты, индометацин (метиндол), бруфен и др. -- ингибируютциклооксигеназу, катализирующую первый этап биосинтеза П. Это приводит к уменьшению образования П. итромбоксанов, повышению выхода лейкотриенов. В то же время некоторые флавоноиды (например, рутин)подавляют биосинтез лейкотриенов. Изменение соотношения образующихся простагландинов имеет важное значение, поскольку индивидуальные простагландины обладают разным, а нередко и противоположным по характеру биологическим действием.
Простагландины и тромбоксаны являются короткоживущими соединениями,время полужизни некоторых из них исчисляется секундами. Быстрое разрушение простагландинов обусловливает локальность их эффектов -- простагландины действуют главным образом в месте их синтеза. Метаболизм простагландинов, приводящий к их быстрой инактивации, осуществляется во всех тканях, но особенно активно в легких, печени и почках.
Исключительно важна роль простагландинов и тромбоксанов(сейчас их объединяют под общим названием простаноиды) в работе кровеносной системы, в репродуктивной функции, они принимают участие в развитии воспалительных процессов и иммунного ответа. С действинм простагландинов связаны побочные эффекты(язвенная болезнь и язва желудка)аспирина-всем известного жаропонижающего и болеутоляющего средства, возможно, и одна из форм гемофилии.
Биологическое действие простагландинов многообразно благодаря не только биологической поливалентности индивидуальных простагландинов,но и большому их разнообразию. Простагландины F1 и D2 вызывают сокращение бронхов, а простагландин Е2 -- их расслабление. Тромбоксан А2 сокращает стенки кровеносных сосудов и повышает АД, а простагландин I2оказывает сосудорасширяющее действие, сопровождающееся гипотензивным эффектом. Антагонистические взаимоотношения между тромбоксаном А2 и простагландином I2 проявляются и при их действии на систему свертывания крови: тромбоксан А2 является мощным природным индуктором агрегации тромбоцитов, а простагландин I2, синтезирующийся в стенках кровеносных сосудов, выполняет в организме человека и животных роль ингибитора агрегации тромбоцитов. Соотношение простагландина I2 и тромбоксана А2 имеет важное значениедля нормального функционирования сердечно-сосудистой системы.
Простагландины необходимы для процесса овуляции; они влияют на продвижение яйцеклетки и подвижность сперматозоидов, на сократительную деятельность матки, а также необходимы для нормальной родовой деятельности: слабую родовую активность и перенашивание беременности связывают с недостатком простагландинов, а повышенное образование простагландинов может стать причиной самопроизвольных абортов и преждевременных родов. У новорожденных простагландины регулируют закрытие сосудов пуповины и артериального протока.
Простагландины помимо воздействия на специфические рецепторы способны непосредственно влиять на функциональные структуры клетки. В качестве лекарственных средств простагландины используются для вызывания родов, возбуждения и стимуляции родовой деятельности, прерывания беременности. В терапевтических дозах простагландины не оказывают неблагоприятного влияния на мать и плод. Чувствительность матки к введению простагландинов различна на разных сроках беременности; на очень ранних и на поздних сроках стимулирующий эффект вызывается легко, а впромежутке между ними на введение препаратов простагландинов миометрий реагирует слабо.
Для искусственного прерывания беременности применяют внутривенное, внутримышечное, вагинальное,пероральное, экстра- и интраамниальное введение простагландинов. При прерывании беременности на ранних сроках наиболее эффективно введение 15-метил-ПГF2б (метилового эфира простагландина F2б) в виде свечей (3 мг) или внутримышечно (по 200--300 мкг 5 раз через каждые 3 ч); при беременности сроком 13--14 нед. --экстраамниальное однократное введение 15-метил-ПГF2б (2,5 мг) с вяжущим веществом (гискон) или в виде свечей(3 мг); после 15-й недели беременности -- интраамниальное введение 2,5 мг 15-метил-ПГF2б или 40--50 мг ПГF2б,а также свечи с 15-метил-ПГF2б (3 мг).
Для возбуждения и стимуляции родовой деятельности препараты простагландинов можно вводить внутривенно, перорально,экстраамниально, вагинально и ректально; наибольшее распространение поручило внутривенное капельное введение раствора ПГР, в разведении 5 мг на 500 мл изотонического раствора хлорида натрия или 5% раствораглюкозы и раствора ПГF2б в разведении 1 мг на 500 мл тех же растворителей. Приготовленный раствор вводят соскоростью от 6--8 до 40 капель в 1 мин.
В акушерской практике ПГF2б и ПГF2б в виде свечей или раствора вводят в канал шейки матки или нижний сегментматки женщины с целью родовозбуждения. При использовании препаратов П. в акушерской и гинекологическойпрактике иногда отмечают гипертонус и спастические сокращения матки, нарушение сердечной деятельностиплода; наблюдаются такие побочные реакции, как ознобы, рвота, поносы. Побочные реакции и осложнения чащебывают при прерывании беременности, т.к. а этих случаях применяют большие дозы препаратов, дляпрофилактики, лечения побочных реакций и осложнений рекомендуется препарат ритодрин.
Противопоказаниями к использованию П. с целью вызывания аборта, возбуждения и стимуляции родовойдеятельности являются тяжелые соматические заболевания, аллергические реакции на препаратыпростагландинов, бронхиальная астма, эпилепсия, рубец на матке, анатомически и клинически узкий таз,предлежание плаценты и преждевременная отслойка нормально расположенной плаценты.
ПРОСТАГЛАНДИНЫ (PG), биологически активные липи-ды, представляющие собой производные гипотетич. про-становой кислоты (формула I) и различающиеся положением заместителей и двойных связей в циклопентановом кольце и боковых цепях.
Молекулы ПРОСТАГЛАНДИНЫ имеют скелет из 20 атомов углерода и содержат обычно в положении 15 гидроксигруппу. В зависимости от строения цикла и характера (боковых групп) в нем различают ПРОСТАГЛАНДИНЫ типов А, В, С, D, Е, F, H, I и J (типы колец приведены на формулах II-X; ПРОСТАГЛАНДИНЫ G, или PGG, отличаются от PGH наличием в положении 15 группы ООН вместо группы ОН). Цифры в нижнем индексе букв обозначают количество двойных связей в боковых цепях (у ПРОСТАГЛАНДИНЫ типа F иногда в нижнем индексе ставится также греческого буква a или b-соответственно за или перед плоскостью цикла)-см., например формулы соединение РGF2a (XI) и PGE1 (XII).
Простагландины и их производные обнаружены практически во всех клетках млекопитающих [впервые выделены из пузырьковидной (везикулярной) железы]. Найдены также у многие др. позвоночных и беспозвоночных чески во всех клетках млекопитающих (например, у птиц, лягушек, карпов, акул, крабов, коралловых полипов, у некоторых насекомых) и в ряде растений.
Их содержание в большинстве тканей невелико (несколько мкг/г и менее). Единственный богатый природный источник простагландина-горгониевые кораллы (Plexaura homo-malla), в которых содержание PGA2 и его производных достигает 1,5-2% от сухого веса. В кораллах найдены также биологически активные простагландиноподобные вещества (простаноиды), отличающиеся от ПРОСТАГЛАНДИНЫ расположением функциональных групп, например клавулон I(ХIII) и пунагландин (XIV).
Индивидуальные простагландины-кристаллы или вязкие жидкости, плохо растворим в воде, растворим в большинстве органическое растворителей. Для PGE1 температура плавления 115-116°С, -61,6° (концентрация 0,56 г в 100 г ТГФ); для PGE2 температура плавления 66-68 °С, -61° (концентрация 1 г в 100 г ТГФ); для PGF2? температура плавления 30-35 °С, + 23,5° (концентрация 1 г в 100 г ТГФ). ПРОСТАГЛАНДИНЫ, содержащие в цикле оксогруппу, поглощают в УФ области (для ПРОСТАГЛАНДИНЫ типов А, В, С и J ?<0:A. соответственно 218, 278, 234 и 216 нм). Для большинства ПРОСТАГЛАНДИНЫ в кристаллич. состоянии характерна так называемой щпилечная конформация с приблизительно параллельным расположением боковых цепей. ПРОСТАГЛАНДИНЫ типов Е и D легко дегидратируются в водных растворах при рН < 4 или рН > 8, причем в ПРОСТАГЛАНДИНЫ типа D происходит миграция транс-двойной связи в положение 12-13. Бициклические ПРОСТАГЛАНДИНЫ нестабильны в водных растворах. Так, для PGI2 (простациклина, XV) период полураспада в воде при рН 7,6 составляет 5-10 мин; он гидролизуется до 6-оксо-РGF1?.
ПРОСТАГЛАНДИНЫ не накапливаются в тканях, а синтезируются в ответ на биологическое стимул из полиненасыщенные жирных кислот: ПРОСТАГЛАНДИНЫ с одной двойной связью в боковых цепях-из эйкозатриеновой (ди-гомо-у-линоленовой), с двумя-из эйкозатетраеновой (ара-хидоновой), с тремя-из эйкозапентаеновой (тимнодоновой) кислот. Свободная эйкозаполиеновые кислоты (эндогенные из фосфоли-пидов или экзогенные) окисляются кислородом в присутствии комплекса ферментов. Вначале циклооксигеназа катализирует стереоспецифический присоединение пероксидных радикалов в положения 11 и 15 с последующей образованием перок-сидного мостика и циклопентанового кольца; образовавшийся PGG восстанавливается пероксидазой до более стабильного PGH - исходного соединения для биосинтеза ПРОСТАГЛАНДИНЫ остальных типов, например:
В ряде клеток из PGH2 образуется так называемой тромбоксан (ТХ) типа А2 (формула XVI)-очень нестабильное бициклический соединение с высокой биологическое активностью. В воде ТХА2 быстро гидролизуется (период полураспада 32 с, при 37 °С) с образованием стабильного ТХВ2-формула XVII, температура плавления 95-96°С, + 57,4° (концентрация 0,26 г в 100 г этилацетата).
Все ПРОСТАГЛАНДИНЫ быстро инактивируются в организме и поэтому их концентрация в плазме кровимала (например, 40-50 цг/мд для PGE), тогда как количество неактивных метаболитов, выделенных с мочой, может достигать 330 мкг в сутки. Катаболизм ПРОСТАГЛАНДИНЫ начинается с их окисления НАД-зависимой 15-оксипрос-тагландиндегидрогеназой, обнаруженной в цитозоле многие клеток млекопитающих (наиболее активность фермент проявляет в тканях легких, плаценты, печени, почек). Образующиеся 15-оксо-П. быстро восстанавливаются до 13,14-ди-гидропроизводных, которые далее подвергаются?- 8 ?-окис-лению (?->:8A;5=85 - >:8A;5=85:0@1>:A8;A>45@60I8E:>=F>2 1>:>2KE F5?59 A >BI5?;5=85< >B =8E 0F5B8;0 2 2845 ацетил-кофермента А, ?->:8A;5=85 - >:8A;5=85 0B><0 С в положении 20 до карбоксильной группы). Известны ферменты, катализирующие взаимопревращения ПРОСТАГЛАНДИНЫ (например, PGE2 в PGF2?, PGA2 в PGC2).
ПРОСТАГЛАНДИНЫ обладают разнообразной физиол. активностью, активны в низких концентрациях (10-9 М и менее). Они участвуют в поддержании гомеостаза организма (относит. динамич. постоянства внутр. среды и устойчивости основные физиол. функций), в воздействии на болевые рецепторы, регулировании иммунного ответа (например, PGE1), в родовой деятельности (например, PGE2стимулирует роды, PGF2? снижает секрецию прогестерона, необходимого для имплантации в матке оплодотворенной яйцеклетки), поддерживают в открытом состоянии грудной проток плода во время беременности, вызывают сокращение (П. типа F) или расширение (П. типа Е) бронхов и трахеи, усиливают воспалит. реакцию, вызванную ожогами или др. повреждениями (способность аспирина ослаблять воспалит. состояние связана с тем, что он необратимо ингибирует циклооксигеназу).
Кроме того, ПРОСТАГЛАНДИНЫ обусловливают повышение температуры тела, оказывают седатив-ное и транквилизирующее действие, стимулируют секрецию ферментов поджелудочной железой, тормозят желудочную секрецию, способны опосредовать и модулировать действие др. биологическое стимулов, ПРОСТАГЛАНДИНЫ разных типов могут действовать как синергисты или антагонисты. Так, баланс между уровнем простациклина PG12 (ингибирует агрегацию тромбоцитов, расширяет артерии) и тромбоцитарным ТХА2 (индуцирует агрегацию тромбоцитов, сужает артерии) - важный компонент гемостаза (поддерживает постоянный состав крови). П, типов A, J и D оказывают противовирусное действие, а ПРОСТАГЛАНДИНЫ типов J, D и их А -производные проявляют высокую прртивоопухолевую активность. Вследствие чрезвычайно быстрого распада в организме ПРОСТАГЛАНДИНЫ действуют, в отличие от гормонов, вблизи места секреции.
Механизмы физиол. действия ПРОСТАГЛАНДИНЫ разнообразны. Л. взаи-мод. со специфический рецепторами цитоплазматических мембран, что приводит к изменению (увеличению или уменьшению) концентрации внутриклеточных циклический нуклеотидов (например, циклический аденозинмонофосфата), способны проникать через мембраны (включая гематоэнцефалич. барьер) и связываться С внутриклеточными компонентами, влияя, например, на синтез ДНК. Нек-рыс ПРОСТАГЛАНДИНЫ индуцируют перенос катионов через биологическое мембраны, изменяя физиол. состояние клетоколо
Полный химический синтез ПРОСТАГЛАНДИНЫ основан на стереоспецифический конденсации промежуточные продуктов, содержащих фрагменты молекулы ПРОСТАГЛАНДИНЫ Так, PGE2 с выходом 78% можно синтезировать по схеме:
Последняя стадия в получении PGE2-снятие защитных групп. Комбинируя промежуточные продукты, получают разнообразные аналоги ПРОСТАГЛАНДИНЫ, обладающие большей стабильностью, эффективностью и селективностью действия, чем природные.
Для количественное определения ПРОСТАГЛАНДИНЫ, тромбоксанов и их метаболитов в биологическое образцах обычно используют хроматографию (тонкослойную, газо-жидкостную и высокоэффективную жидкостную) и масс-спектрометрию. Наиб. точность определения достигается сочетанием методов газо-жидкост-ной или высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрией.
Препараты ПРОСТАГЛАНДИНЫ и их производных используют в эксперим. и клинич. медицине для прерывания беременности и для родовспоможения, терапии язвы желудка, бронхиальной астмы и некоторых сердечно-сосудистых заболеваний, коррекции гемостаза, как антикоагулянты при операциях с искусств. кровообращением и при гемодиализе. Некоторые производные ПРОСТАГЛАНДИНЫ используют для синхронизации полового цикла при искусств. осеменении в ветеринарии.
Обмен полиненасыщенных жирных кислот
Полиненасыщенные жирные кислоты – линолевая, линоленовая (С18:3) и арахидоновая (С20:4) не синтезируются в организме человека и должны поступать с пищевыми продуктами. В клетках тканей и органов эти кислоты, в основном, являются составной частью глицерофосфолипидов, участвующих в организации липидного бислоя мембран.
Обмен арахидоновой кислоты
Отщепление арахидоновой кислоты от 2-го углеродного атома фосфолипида катализируется фосфолипазой А 2 . В случае гидролиза фосфатидилинозитола фосфолипазой С образуется 1,2-диацилглицерол, который распадается до моноацилглицерола и арахидоновой кислоты под действием диацилглицероллипазы. Арахидоновая кислота может освобождаться также из фосфатидной кислоты, полученной в киназной реакции из 1,2-диацилглицерола (рис. 1).
Следует отметить, что эйкозатетраеновая кислота может быть образована в организме из ПНЖК с меньшим числом атомов углерода и двойных связей и, в свою очередь, служит предшественником эйкозопентаеновой кислоты (рис. 2).
Из полиненасыщенных жирных кислот, содержащих 20 углеродных атомов, образуются биологически активные вещества, получившие название эйкозаноиды (эйкозо – двадцать). Они синтезируются почти во всех клетках, за исключением эритроцитов. К эйкозаноидам относят простагландины (PG) и родственные им соединения – простациклины, тромбоксаны, лейкотриены и мепоксины. Эйкозаноиды, воздействуя на G-белки рецепторов, вызывают образование цАМФ, являющегося вторичным посредником. Таким образом, они подобно гормонам, регулируют метаболические процессы в клетке в очень малых концентрациях.
Различают три ряда простагландинов с разным биологическим действием (рис. 3)
Синтез простагландинов
На первой стадии циклического пути эйкозаноидов метаболизм катализируется простагландин-Н-синтазой (PGHS). Этот гемсодержащий фермент обладает двумя каталитическими активностями: циклооскигеназной и пероксидазной. В процессе просоединения двух молекул кислорода к арахидоновой кислоте образуется простагландин G 2 (PGG 2), которой далее в пероксидазной реакции превращается в PGH 2 . Простагландин Н 2 является предшественником простагландинов второй серии – PGE 2 , PGE 2 ά и PGD 2 простоциклинов и тромбоксанов (рис. 3). Циклооксигеназная активность этого фермента получила общее название циклооксигеназа (СОХ).
Тромбоциты содержат тромбоксансинтазу, которая непосредственно формирует из PGH 2 тромбоксан А 2 (ТхА 2). Тромбоксин А 2 является вазоконстриктором и стимулирует агрегацию тромбоцитов. В клетках эндотелия сосудов присутствует простациклинсинтаза. Она катализирует синтез простациклинов I 2 (PGI 2) – образующиеся простациклины являются вазодилятаторами и ингибируют агрегацию тромбоцитов. Тромбоциты и простоциклины действуют противоположно, и таким образом поддерживают баланс в сердечно-сосудистой системе.
МБХ. В записную книжку врача
Простагландинсинтаза имеет две изоформы, циклооксигеназу -1 (СОХ-1) и циклооксигеназу -2 (СОХ-2), которые имеют 60% идентичности по аминокислотному составу и структурной гомологии. СОХ-1 постоянно присутствует в большинстве, если не во всех клетках млекопитающих, таким образом, поддерживая уровни синтеза простагландинов, необходимого для гомеостаза в частности, в клетках слизистой желудочно-кишечного тракта. Напротив, экспрессия СОХ-2 происходит только в определенных тканях в ответ на воспалительные стимулы, такие как цитокины, белковые факторы роста и эндотоксины и, следовательно, ответственна за повышение уровня простагландинов в случае воспаления. Нестероидные противовоспалительные препараты избирательно ингибируют СОХ-2, но не СОХ-1. Нестероидные противовоспалительные препараты могут оказывать неблагоприятный эффект, в большинстве случаев в виде язв желудочно-кишечного тракта, когда их используют при лихорадке или воспалении. Поэтому были созданы препараты, которые связываются с СОХ-2, но не СОХ-1. Эти препараты Rofecoxib (Vioxx) и Сelecoxib (Celebrex), которые используются в лечении артритов. Лекарственный препарат аспирин (ацетилсалициловая кислота) обладает аналгезирующим, антипирогенным и противовоспалительным действием. Аспирин связывается с циклооксигеназой и происходит ацетилирование фермента путем присоединения остатка уксусной кислоты к гидроксильной группе серина. Фермент превращается в неактивную форму (рис. 4). Низкие дозы аспирина избирательно ингибируют агрегацию тромбоцитов. Это связано с тем, что эти клетки, лишенные ядра, имеют короткое время жизни и циркулируют около 10 дней, они не могут ресинтезировать инактивированные ферменты. Эндотелиальные клетки сосудов не подвергаются столь сильному действию, поскольку они большей частью находятся в отдалении от того места, где абсорбируется аспирин и, в ряде случаев, могут синтезировать диполнительные простагландины.
Синтез лейкотриенов
Первые две реакции в превращении арахидоновой кислоты в лейкотриены катализируются 5-липооксигеназой, которая содержит негемовое железо, Fe(III). Эти реакции представлены на рис.
Образующийся интермедиат 5-гидропероксиэйкотетраеновая кислота затем превращается в лейкотриен А 4 (LTA 4).
В свою очередь лейкотриен А 4 в реакции, катализируемой лейкотриен С 4 -синтазой и глутатион-С-трансферазой превращается в пептидолейкотриен С 4 (LTС 4). Лейкотриен С 4 в свою очередь в -глутамилтрансферазной реакции превращается в лейкотриен Е 4 , который после отщепления глицина, превращается в лейкотриен В 4 . Лейкотриен В 4 вызывает хемотаксис белых клеток крови к очагу воспаления (рис.).
Рис. Строение некоторых пептидолейкотриенов.
МБХ. В записную книжку врача
Пептидолейкотриены являются компонентами медленно реагирующей анафилактической субстанцией, которая освобождается из сенсибилизированных тканей легкого. Они действуют в очень малых концентрациях и вызывают спазм гладких мышц сосудов, дыхательных путей и тонкого кишечника. Они оказывают более мощное действие, чем гистамин. В дыхательной системе они вызывают спазм бронхов, повышают секрецию слизи, и поэтому, их рассматривают в качестве медиаторов, участвующих в развитии бронхиальной астмы.
Простагландин — соединение, которым пронизан в буквальном смысле весь наш организм, его влияние отражается на всех уровнях регулировки и контроля физиологических реакций и процессов нашего тела, таких сложных, как, например, стимуляции беременности. Простагландины имеют способность менять интенсивность ферментов, активизировать производство гормонов и направлять их действие на все наши физиологические процессы. Нарушение баланса этих элементов мгновенно приводит к развитию целого ряда болезней нашего организма.
Что же это за элементы, к какому виду физиологически активных компонентов они относятся? В каждом живом организме бесконечное множество одних элементов переходят в другие, и этот постоянный поток элементов определяет физическое существование жизни. Микробиологические процессы в теле человека очень хорошо выстроены и строго сбалансированы, конкретно определен материальный и временный график и очередь событий систем.
Как же устроен такой точный порядок в бесконечно сложных биологических системах? Какие функции организма позволяют ему поддерживать упорядоченность операций? Ответ будет таков – эта точная и строгая очередность физиологических процессов возможна лишь благодаря действию такого регулятора, как простагландин. Он участвует в таких важнейших процессах, как стимуляции беременности, вызывание родов и многих других.
Как происходит образование простагландинов? Биосинтез простагландинов выглядит следующим образом. В одном виде клетки всегда воспроизводится только один определенный тип простагландинов и соответствующий гормон. В отдельно взятом человеческом органе простагландины всегда присутствуют парами с взаимно противоположным действием, как два полюса у магнита. Воспроизводство простагландинов ведет к тому, что количество в органе каждого из этих элементов пары как раз и определяет состояние органа, эго нормальное или нарушенное функционирование.
Например, в клетках дыхательной системы производятся простагландины F2 и простагландины E2. Гормон простагландин F2 воспроизводится в ткани легких и предназначен для стимуляции тканей бронхов, а простагландины Е2 — в бронхах, но выполняют прямо противоположную функцию – подавляют активность мышц бронхов.
Современные научные эксперименты показали, что активизация производства простагландина F2a и снижение количества E2 ведет к появлению и прогрессированию всевозможных видов бронхиальной астмы. Так, ненормальное соотношение количества простагландин F2а и простагландин E2 наблюдается и у пациентов, страдающих пневмонией и бронхитом и у пациенток, нуждающихся в стимуляции беременности.
В нашей крови воспроизводится гормон простагландин I2 и гормон простагландин A2, которые по своей природе воздействия тоже являются антагонистами. Производимый в клетках стенок кровеносных сосудов гормон простациклин не допускает приклеивание тромбоцитов к стенкам и создание тромбов, а гормон тромбоксан, наоборот, увеличивает их липучесть, то есть способствует процессам сворачивания крови, что обеспечивает остановку кровотечений.
В здоровом режиме совместное противодействие простациклина и тромбоксана уравновешено, что позволяет крови иметь одновременно и жидкое состояние, и быструю сворачиваемость и заживляемость стимуляции беременности.
В мозге человека находятся простагландины практически всех, изученных наукой групп. В мозге синтезируется в основном простагландин D2, который считается основным простагландином именно нервных тканей. Произведенные в мозге простагландины обеспечивают полноценное сердцебиение, частоту работы легких, термостатическую функцию тела, участвуют в стимуляции беременности и другие важнейшие процессы в теле человека.
В детородных органах синтезируются, как правило, те же простагландины, что и в органах легочной системы — F2 и E2, но в половых органах их концентрация значительно выше, чем в каких-либо других системах организма. В настоящее время учеными бурно изучается роль простагландинов, производящихся в семенной жидкости.
Последние научные исследования показывают, что во время беременности подготовка шейки матки выполняется не только под действием гормонов, но и в немаловажной степени под влиянием простагландинов. В случае беременности можно говорить о двух разновидностях: гормон Е2 и гормон F2α. Установлено, что простагландин Е2, как и другие препараты ингибиторы, синтезируется не только во внутренней части плаценты, но и в теле плода, а еще больше его в тканях шейки матки, особенно при ее стимуляции.
Простагландины влияют на модификацию структуры тканей шейки матки, прогрессируя ее развитие, а также эти препараты стимулируют важное тонизирующее действие на перешеек при стимуляции беременности, шейку и нижнюю часть матки во время стимуляции беременности. При наличии характерной ступени развития шейки матки, под действием Е2 плавно начинается активизация родовой деятельности. А значит, именно Е2 принадлежит стартовая роль в наступлении родов.
Ингибиторы и простагландин F2α синтезируются в гендерной части плаценты и в тканях матки. Этот гормон, как и другие препараты (ингибиторы), сопровождает процесс протекания родовой деятельности, выполняя очень сильное и сужающее воздействие, способствуя уменьшению потери крови при схватках и родах.
Приготовление шейки матки к родам требует применения самых биологически обоснованных активаторов процесса родовой деятельности, чаще всего лекарственных средств, содержащих простагландины. Применение простагландина Е2 ведет не только к развитию шейки матки, но и стимулирует сжатие миометрии, что служит стартовым механизмом для начала родов.
Наибольшее развитие метод применения Е2 получил тогда, когда были придуманы уникальные гели, имеющие различные названия, в состав которых включалась специальная точная концентрация препарата. Как правило, чтобы получить необходимую степень зрелости шейки матки и готовности ее к родам, такой гель вводят в канал шейки матки. Но чтобы препарат применялся эффективно и не вызывал различных осложнений, при его использовании нужно выполнять целый ряд правил и соблюдать требуемые противопоказания.
Обоснование для применения геля при подготовке шейки матки возникает при торможении физиологической готовности пациентки к родам. Другим обоснованием может быть показание для экстренных родов при всевозможных операционных или других нарушениях.
Фармакология
Широкое значение в медицине имеют все препараты групп E2 и F2, даже с учетом их баснословной цены. Их применяют для искусственного вызова родов и прерывания беременности. ВОЗ даже открыла уникальную Программу по применению гормонов для медикаментозного прерывания беременности. Очень высокая цена простагландинов, которые выводили биосинтетическим путем, вынудила проводить многочисленные научные изыскания по поиску более доступных способов синтеза.
Препараты E2 и F2 синтезируют биохимическими методами, но область применения их так широка и потребность в таких препаратах настолько высока, что до сегодняшнего дня их так и не хватает. На сегодняшний день эти гормоны рассматриваются как некая новая группа медицинских препаратов: кроме акушерства, их широко используют для помощи больным с сердечно-сосудистыми заболеваниями и нарушениями дыхательной системы. Их даже начали пробовать использовать в сельском хозяйстве для ускорения селекции.
Но использование гормонов высокой степени очистки не просто очень дорого – очень сложно достичь правильного эффекта их действия. Они очень нестабильны и по этой причине, не имея возможности использования гормонов высокой очистки, ученые пытаются найти области применения, где смогут быть эффективны их искусственные аналоги. Это направление медицинской науки быстро развивается, и есть надежда, что не за горами время, когда такие необходимые препараты станут общедоступными и дешевыми.
Самое известное использование в медицине принадлежит E1 . В малых медикаментозных дозах он угнетает образование тромб, а значит служит панацеей от всех самых ужасных разновидностей сердечно-сосудистых заболеваний, ставших основной проблемой нашего времени, не щадящей ни пожилых, ни молодых.
Простагландины в числе прочих соединений называют медиаторами боли, воздействующих на болевые рецепторы (ноцицепторы) . Анальгетики снижают уровень простагландинов.
История
Впервые простагландин был выделен в 1935 году шведским физиологом Ульфом фон Эйлером из семенной жидкости , поэтому термин «простагландин» происходит от латинского названия предстательной железы (лат. glandula prostatica ) . Позже оказалось, что простагландины синтезируются во многих тканях и органах. В 1971 году Джон Вейн обнаружил, что аспирин является ингибитором синтеза простагландинов. За исследование простагландинов он и шведские биохимики Суне Бергстрём и Бенгт Самуэльсон получили в 1982 Нобелевскую премию по физиологии и медицине .
Биохимия
Биосинтез
Простагландины находятся практически во всех тканях и органах. Они являются аутокринными и паракринными липидными медиаторами, которые воздействуют на тромбоциты , эндотелий , матку , тучные клетки и другие клетки и органы. Простагландины синтезируются из незаменимых жирных кислот (НЖК) .
| Жирная кислота | Тип НЖК | Тип |
| Гамма-линоленовая кислота (GLA) через ДГЛК | ω-6 | Тип 1 |
| Арахидоновая кислота (AA) | ω-6 | Тип 2 |
| Эйкозапентаеновая кислота (ЭПК) | ω-3 | Тип 3 |
Промежуточный продукт образуется под действием фосфолипазы A2 , который затем преобразуется либо по циклооксигеназному , либо по липоксигеназному пути. Циклооксигеназный путь синтезирует тромбоксаны , простациклин и простагландины D, E и F. Липоксигеназный путь синтеза, который активен в лейкоцитах и макрофагах , образует лейкотриены .
Секреция из клетки
Ранее считалось, что после синтеза простагландины выходят из клетки за счёт пассивной диффузии , так как они обладают значительной липофильностью . Однако, позже был обнаружен белок -переносчик простагландина (PGT, SLCO2A1), который опосредует клеточный захват простагландинов. Секреция же осуществляется другими белками: multidrug resistance protein 4 (MRP4, ABCC4) из семейства ATP-binding cassette transporter и, возможно, другими переносчиками, которые пока неизвестны.
Циклооксигеназы
Синтез простагландинов осуществляется в два этапа: окисление под действием циклоксигеназы и конечной простагландинсинтазы. Существует два типа циклооксигеназ: ЦОГ-1 и ЦОГ-2. Считается, что ЦОГ-1 определяет базальный уровень простагландинов, а ЦОГ-2 запускает синтез простагландинов при стимуляции (например, при воспалении).
Простагландин E-синтаза
Простагландин E 2 (ПГE 2) образуется простагландин E-синтазой из простагландина H 2 (ПГH 2). Обнаружено несколько простагландин E-синтаз. Считается, что микросомальная простагландин E-синтаза-1 является ключевой формой фермента, синтезирующего ПГE 2 .
Функции
Сравнение различных типов простагландинов простациклина, простагландина E 2 (динопростон) и простагландина F 2α .
| Тип | Рецептор | Функция |
|---|---|---|
| Простациклин | IP |
|
| Простагландин E 2 | EP 1 |
|
| EP 2 |
|
|
| EP 3 | ||
| ЕРО | ||
| Простагландин F 2α | FP |
|
См. также
Напишите отзыв о статье "Простагландины"
Примечания
Ссылки
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Отрывок, характеризующий Простагландины
Возвратившись в этот раз из отпуска, Ростов в первый раз почувствовал и узнал, до какой степени сильна была его связь с Денисовым и со всем полком.
Когда Ростов подъезжал к полку, он испытывал чувство подобное тому, которое он испытывал, подъезжая к Поварскому дому. Когда он увидал первого гусара в расстегнутом мундире своего полка, когда он узнал рыжего Дементьева, увидал коновязи рыжих лошадей, когда Лаврушка радостно закричал своему барину: «Граф приехал!» и лохматый Денисов, спавший на постели, выбежал из землянки, обнял его, и офицеры сошлись к приезжему, – Ростов испытывал такое же чувство, как когда его обнимала мать, отец и сестры, и слезы радости, подступившие ему к горлу, помешали ему говорить. Полк был тоже дом, и дом неизменно милый и дорогой, как и дом родительский.
Явившись к полковому командиру, получив назначение в прежний эскадрон, сходивши на дежурство и на фуражировку, войдя во все маленькие интересы полка и почувствовав себя лишенным свободы и закованным в одну узкую неизменную рамку, Ростов испытал то же успокоение, ту же опору и то же сознание того, что он здесь дома, на своем месте, которые он чувствовал и под родительским кровом. Не было этой всей безурядицы вольного света, в котором он не находил себе места и ошибался в выборах; не было Сони, с которой надо было или не надо было объясняться. Не было возможности ехать туда или не ехать туда; не было этих 24 часов суток, которые столькими различными способами можно было употребить; не было этого бесчисленного множества людей, из которых никто не был ближе, никто не был дальше; не было этих неясных и неопределенных денежных отношений с отцом, не было напоминания об ужасном проигрыше Долохову! Тут в полку всё было ясно и просто. Весь мир был разделен на два неровные отдела. Один – наш Павлоградский полк, и другой – всё остальное. И до этого остального не было никакого дела. В полку всё было известно: кто был поручик, кто ротмистр, кто хороший, кто дурной человек, и главное, – товарищ. Маркитант верит в долг, жалованье получается в треть; выдумывать и выбирать нечего, только не делай ничего такого, что считается дурным в Павлоградском полку; а пошлют, делай то, что ясно и отчетливо, определено и приказано: и всё будет хорошо.
Вступив снова в эти определенные условия полковой жизни, Ростов испытал радость и успокоение, подобные тем, которые чувствует усталый человек, ложась на отдых. Тем отраднее была в эту кампанию эта полковая жизнь Ростову, что он, после проигрыша Долохову (поступка, которого он, несмотря на все утешения родных, не мог простить себе), решился служить не как прежде, а чтобы загладить свою вину, служить хорошо и быть вполне отличным товарищем и офицером, т. е. прекрасным человеком, что представлялось столь трудным в миру, а в полку столь возможным.
Ростов, со времени своего проигрыша, решил, что он в пять лет заплатит этот долг родителям. Ему посылалось по 10 ти тысяч в год, теперь же он решился брать только две, а остальные предоставлять родителям для уплаты долга.
Армия наша после неоднократных отступлений, наступлений и сражений при Пултуске, при Прейсиш Эйлау, сосредоточивалась около Бартенштейна. Ожидали приезда государя к армии и начала новой кампании.
Павлоградский полк, находившийся в той части армии, которая была в походе 1805 года, укомплектовываясь в России, опоздал к первым действиям кампании. Он не был ни под Пултуском, ни под Прейсиш Эйлау и во второй половине кампании, присоединившись к действующей армии, был причислен к отряду Платова.
Отряд Платова действовал независимо от армии. Несколько раз павлоградцы были частями в перестрелках с неприятелем, захватили пленных и однажды отбили даже экипажи маршала Удино. В апреле месяце павлоградцы несколько недель простояли около разоренной до тла немецкой пустой деревни, не трогаясь с места.
Была ростепель, грязь, холод, реки взломало, дороги сделались непроездны; по нескольку дней не выдавали ни лошадям ни людям провианта. Так как подвоз сделался невозможен, то люди рассыпались по заброшенным пустынным деревням отыскивать картофель, но уже и того находили мало. Всё было съедено, и все жители разбежались; те, которые оставались, были хуже нищих, и отнимать у них уж было нечего, и даже мало – жалостливые солдаты часто вместо того, чтобы пользоваться от них, отдавали им свое последнее.
Павлоградский полк в делах потерял только двух раненых; но от голоду и болезней потерял почти половину людей. В госпиталях умирали так верно, что солдаты, больные лихорадкой и опухолью, происходившими от дурной пищи, предпочитали нести службу, через силу волоча ноги во фронте, чем отправляться в больницы. С открытием весны солдаты стали находить показывавшееся из земли растение, похожее на спаржу, которое они называли почему то машкин сладкий корень, и рассыпались по лугам и полям, отыскивая этот машкин сладкий корень (который был очень горек), саблями выкапывали его и ели, несмотря на приказания не есть этого вредного растения.
Весною между солдатами открылась новая болезнь, опухоль рук, ног и лица, причину которой медики полагали в употреблении этого корня. Но несмотря на запрещение, павлоградские солдаты эскадрона Денисова ели преимущественно машкин сладкий корень, потому что уже вторую неделю растягивали последние сухари, выдавали только по полфунта на человека, а картофель в последнюю посылку привезли мерзлый и проросший. Лошади питались тоже вторую неделю соломенными крышами с домов, были безобразно худы и покрыты еще зимнею, клоками сбившеюся шерстью.
Большинство процессов в нашем организме зависит от простагландинов, которые продуцируются практически всеми тканями. Нередко их причисляют к гормонам, однако, они таковыми не являются. Они действуют преимущественно в месте синтеза, после чего подвергаются разрушению. Гормоны же оказывают свое влияние на расстоянии и выделяются только железами внутренней секреции, а не большей частью тканей.
Синтез простагландинов
Давайте рассмотрим процесс образования этого вещества в организме. Простагландин - это вещество, образующееся в процессе метаболизма арахидоновой кислоты, они относятся к эйкозаноидам. Жирные кислоты входят в состав фосфолипидов, которые имеются во всех тканях. Под действием фосфолипазы A2 происходит распад арахидоновой кислоты, после чего она встает на циклооксигеназный или липооксигеназный пути метаболизма. Простагландины являются продуктом первого.
Какова роль в организме?
Эйкозаноиды выполняют множество функций. Простагландин - это вещество, которое принимает активное участие в большинстве процессов, происходящих в нашем организме. Например, простагландин E обладает депрессорным действием, то есть способствует снижению артериального давления, влияя на тонус сосудов. Кроме того, простагландины (препараты и природные) активируют сократительную функцию миометрия, за счет чего их применяют для стимуляции родовой деятельности. Эти вещества способствуют повышению синтеза слизи, которая вырабатывается желудка. Слизь выполняет защитную функцию, препятствуя действию агрессивных факторов на слизистую оболочку. Помимо этого, благодаря этим веществам подавляется образование пепсина и соляной кислоты, что эффективно используется в терапии заболеваний желудка, связанных с повышенной секрецией этих веществ. Также они влияют на крови, подавляя агрегацию тромбоцитов. Простагландин E влияет на гладкомышечные клетки трахеи и бронхов, он способствует их расслаблению, а, следовательно, расширению дыхательных путей. Немаловажна роль простагландинов в воспалении и болевом синдроме. Эти вещества не только непосредственно влияют на нервные окончания и волокна, но и участвуют в появлении других признаков воспаления. Изменение тонуса сосудов под действием простагландинов ведет к гиперемии, а увеличение проницаемости их стенки - причина формирования отеков. Простагландины, помимо всего, влияют на вызывая тошноту и рвоту. С таким побочным явлением часто сталкиваются пациенты. Простагландины - препараты (названия ниже) применяются только по строгим показаниям.
Взаимодействие простагландинов и противовоспалительных препаратов
Простагландин - это непосредственный участник воспалительного процесса. Действие основано на уменьшении их синтеза (блокируется фермент циклооксигеназа). Длительный прием НПВП ведет к недостатку простагландинов, в результате чего нарушается барьерная функция желудка - уменьшение секреции слизи. Это является основным побочным эффектом этих лекарственных препаратов.
Простагландины - препараты: названия
Такие лекарственные средства применяются преимущественно при заболеваниях желудка и двенадцатиперстной кишки эрозивно-язвенной природы. Кроме того, их назначают для стимуляции сокращения миометрия и улучшения реологии крови.
"Мизопростол"
Простагландины (препараты) широко распространены в терапии язвы желудка и двенадцатиперстной кишки за счет своей антисекреторной активности. Это действие связано с воздействием на простагландиновые рецепторы, которые расположены на желудка. Таким образом, "Мизопростол" выполняет функции природного простагландина. Стимуляция слизеобразования способствует защите слизистой оболочки и препятствует возникновению новых язвенных поражений. Все это также создает благоприятные условия для заживления язв и эрозий.
"Алпростадил"
Лекарство является препаратом простагландина E. Обычно его назначают в тех случаях, когда требуется повышение сокращения миометрия - стимуляция родовой деятельности. Также препарат применяют для улучшения кровообращения - торможения агрегации тромбоцитов и расширение сосудов (при атеросклерозе). Выпускается в ампулах для внутривенного введения.
Противопоказания
Оба препарата не назначают, если имеется гиперчувствительность к простагландинам, а также к аналогам этих веществ. Среди противопоказаний - возраст до 18, беременность и период грудного вскармливания. Также с осторожностью их принимают при почечной и печеночной недостаточности, патологиях эндокринной системы, энтероколитах, анемии.
Самостоятельный прием препаратов простагландинов без консультации специалиста не допускается. Только врач может подобрать правильную дозировку и откорректировать план лечения, учитывая индивидуальные особенности пациента. В зависимости от места покупки будет меняться цена. Простагландин выпускается в разных формах и под разными торговыми марками, это тоже влияет на стоимость.
Побочные эффекты
Чаще всего при приеме препаратов возникают нарушения со стороны пищеварительной системы - тошнота, рвота, диарея и диспептические расстройства. Если имеется аллергия, отмечаются зуд, сыпь, гиперемия и отечность, также возможны анафилактические реакции. Прием препаратов может сопровождаться нарушением менструального цикла, дисменореей. Сокращение миометрия нередко характеризуется болями внизу живота. Среди других побочных эффектов - головокружение, головная боль, колебания массы тела.
Степень риска развития побочных действий индивидуальна для каждого больного. При наблюдении таких явлений следует обратиться к лечащему врачу и сменить план терапии.
Простагландин - это вещество, необходимое в терапии язвенной болезни и других патологий. Обычно их комбинируют с другими препаратами для достижения необходимого эффекта. Выбор лекарства и его дозировка зависят от клинического случая и индивидуальных особенностей пациента.
