Dozvíte se o prostaglandinu a souvisejících nemocech

Prostaglandin je skupina bioaktivních lipidů, které hrají klíčovou roli v různých fyziologických procesech v lidském těle. Zatímco prostaglandin byl poprvé objeven v semenné tekutině, nyní je uznán jeho rozšířeným vlivem v mnoha biologických funkcích, od regulace zánětu po kontrolu průtoku krve. Tento článek vysvětlí, co je to prostaglandin, jaké jsou jeho role, syntéza prostaglandinu a zdravotní problémy související s prostaglandinem.

Co je prostaglandin?

Prostaglandin je skupina hormonálních látek odvozených z mastných kyselin, především kyseliny arachidonové. Prostaglandin patří do širší kategorie molekul známých jako eikosanoidy, které také zahrnují leukotrieny a tromboxany. Na rozdíl od tradičních hormonů, které jsou produkovány ve specifických žlázách a ovlivňují vzdálené orgány, je prostaglandin syntetizován lokálně v téměř každé tkáni těla a má své účinky na blízké buňky.

Strukturálně prostaglandiny obsahují řetězec 20-uhlík a jsou syntetizovány enzymatickou konverzí kyseliny arachidonové. Díky své povaze rozpustné v lipidech se mohou prostaglandiny difundovat přes buněčné membrány a vázat se na specifické receptory na sousedních buňkách, čímž zahájí kaskádu biologických odpovědí.

Je prostaglandin hormonem?

Prostaglandin je často popisován jako hormonální látka, ale v tradičním smyslu není technicky hormon. Termín „hormon“ se obvykle týká chemikálií, které jsou produkovány specifickými žlázami, procházejí krevním řečištěm a ovlivňují vzdálené cílové orgány. Naproti tomu prostaglandiny jsou místní mediátory, kteří jsou syntetizováni v reakci na podněty a působí na blízké buňky ve stejné tkáni nebo varlátu.

Zatímco hormony jsou obvykle produkovány endokrinními žlázami (jako jsou štítná žláza nebo nadledvinky) a mají rozšířené účinky, prostaglandin je syntetizován téměř v každé tkáni a orgánu a jeho účinky jsou obvykle omezeny na okolí, kde byla produkována.

Proto, zatímco prostaglandin sdílí některé funkční podobnosti s hormony – jako jsou regulace různých fyziologických procesů – jeho místní akce a způsob, jakým je produkován a distribuován, je odlišuje od tradičních hormonů.

Syntéza prostaglandinu

Prostaglandin je syntetizován z kyseliny arachidonové – polynenasycené mastné kyseliny nalezené v buněčných membránách většiny tkání. Když jsou buňky stimulovány různými signály – jako jsou poškození, infekce nebo zánět – je aktivována fosfolipáza A2 a uvolňuje kyselinu arachidonové z membránových fosfolipidů.

Po uvolnění je kyselina arachidonová přeměněna na prostaglandin působením enzymů cyklooxygenázy (COX). Existují dvě hlavní izoformy enzymu COX: COX-1 a COX-2.

• COX-1 je konstitutivně exprimován ve většině tkání a je zodpovědný za produkci prostaglandinů, které udržují normální fyziologické funkce, jako je ochrana sliznice žaludku a agregace destiček.
• COX-2 je indukovatelný a primárně exprimován během zánětu, kde produkuje prostaglandiny, které zprostředkovávají bolest, horečku a zánět.

Produkce prostaglandinu je také regulována jinými enzymy, jako je prostaglandin dehydrogenáza, která inaktivuje prostaglandin po jeho uvolnění.

Typy prostaglandinů

Existuje několik typů prostaglandinů; Každý typ má jedinečné funkce v závislosti na tkáni a receptoru, na kterém působí. Mezi hlavní prostaglandiny u lidí patří:

• PGE2 (prostaglandin E2): často spojené se zánětem, horečkou a bolestí. PGE2 hraje klíčovou roli v zánětlivé reakci a je zapojen do regulace krevního tlaku a imunitní funkce.
• PGF2a (Prostaglandin F2-alfa): zapojený do kontrakce dělohy během porodu narození a regulace menstruačního cyklu. PGF2a také hraje roli při kontrakci hladkého svalstva v plicích a krevních cévách.
• PGI2 (prostacyklin): Produkoval hlavně v endoteliálních buňkách a působí k dilataci krevních cév a inhibici agregace destiček. PGI2 je zásadní pro regulaci průtoku krve a zabraňování tvorby krve.
• TXA2 (Thromboxane A2): TXA2 primárně produkované v krevních destičkách podporuje agregaci destiček a vazokonstrikci a hraje rozhodující roli při tvorbě krevních sraženin.
• PGD2 (prostaglandin D2): primárně se produkoval v žírných buňkách a podílel se na regulaci imunitních odpovědí, jakož i v zprostředkování alergických reakcí.

Každý typ prostaglandinu působí prostřednictvím svého specifického receptoru. Tento receptor je receptor vázaný na G-protein (GPCR), který iniciuje řadu intracelulárních signálních drah.

Biologické funkce prostaglandinu

Prostaglandin hraje ústřední roli při regulaci mnoha fyziologických procesů. Některé důležité funkce prostaglandinu zahrnují:

Zánět a imunitní odpověď

Prostaglandiny, zejména PGE2, jsou klíčovými mediátory zánětu. Prostaglandin se vyrábí v reakci na poškození nebo infekci tkáně a přispívá k typickým příznakům zánětu: zarudnutí, otoky, teplo a bolest. Prostaglandinem podporou vazodilatace a zvyšování vaskulární permeability pomáhá bílým krevním buňkám a živinami dosáhnout postižené tkáně.

PGE2 má také roli v regulaci horečky. Tento typ prostaglandinu působí na hypotalamus, aby zvýšil teplotu nastaveného bodu, což vede k horečce v rámci imunitní odpovědi. Prostaglandin navíc pomáhá modulovat imunitní systém ovlivňováním aktivity různých imunitních buněk, včetně makrofágů, T-buněk a dendritických buněk.

Reprodukční systém

Prostaglandin je nezbytný pro několik reprodukčních procesů. U žen, PGF2a a PGE2 regulují menstruační cyklus modulací aktivity hladkého svalstva dělohy. Během menstruace prostaglandin stimuluje kontrakce dělohy, což usnadňuje vyhoštění děložní podšívky. Prostaglandin také přispívá k bolesti spojené s menstruací (dysmenorrhea).

Prostaglandin také hraje rozhodující roli v porodu. PGF2a indukuje kontrakce dělohy nezbytné pro porod, zatímco PGE2 pomáhá změkčit děložníku (děložní zrání) při přípravě na porod.

Kardiovaskulární systém

V kardiovaskulárním systému pomáhá prostaglandin regulovat krevní tlak a vaskulární tón. PGI2, produkované endoteliálními buňkami lemujícími krevní cévy, rozšiřují krevní cévy a zabraňují společným shlukování destiček. Naproti tomu TXA2, produkovaný krevními destičkami, způsobuje vazokonstrikci a podporuje agregaci destiček, což je nezbytné pro tvorbu krevní sraženiny.

Rovnováha mezi PGI2 a TXA2 pomáhá udržovat normální hemostázu a krevní tlak. Narušení této rovnováhy, jako je například nadprodukce TXA2, může přispět k kardiovaskulárním onemocněním, včetně hypertenze a aterosklerózy.

Gastrointestinální systém

Prostaglandin hraje také důležitou roli při ochraně gastrointestinálního systému. Například PGE2 pomáhá udržovat integritu žaludeční sliznice podporou sekrece hlenu a hydrogenuhličitanu, které chrání žaludeční obložení před korozivními účinky kyseliny žaludeční. Prostaglandin navíc inhibuje sekreci kyseliny žaludku a podporuje průtok krve do obložení žaludku, což přispívá k hojení vředů.

Ledviny

V ledvinách prostaglandin reguluje průtok renální krve a rychlost glomerulární filtrace (GFR) a zajišťuje správnou funkci ledvin. PGE2 a PGI2 pomáhají vazodilačním renálním krevním cévám, podporují průtok krve a filtraci odpadních produktů. Prostaglandin také ovlivňuje bilanci sodíku a vody, čímž ovlivňuje retenci tekutin a homeostázu elektrolytu.

Nemoci související s prostaglandinem

Nerovnováha v produkci prostaglandinu je spojena s několika nemocemi a stavy.

Chronický zánět a autoimunitní onemocnění

Prostaglandiny, zejména PGE2, se podílejí na chronickém zánětu, což je charakteristický znak autoimunitních onemocnění, jako je revmatoidní artritida, lupus a astma. Nadměrná produkce prostaglandinů zhoršuje poškození tkáně, bolest a otoky v těchto podmínkách.

Onemocnění rakoviny

U některých rakovin se ukázalo, že prostaglandiny – zejména PGE2 – podporují růst nádoru a metastázy. Zvýšené hladiny PGE2 v mikroprostředí nádoru mohou usnadnit tvorbu nových krevních cév (angiogenesis), potlačit imunitní odpovědi a podporovat proliferaci rakovinných buněk. Inhibice syntézy prostaglandinu se proto stala oblastí zájmu pro terapii rakoviny.

Kardiovaskulární poruchy

Prostaglandin hraje také roli v kardiovaskulárních onemocněních. Nadměrná produkce TXA2 může vést k abnormální tvorbě sraženiny krve, což přispívá k infarkcím a mrtvicím. Podobně může nerovnováha mezi prostacyklinem (PGI2) a tromboxanem přispět k rozvoji aterosklerózy a hypertenze.

Gastrointestinální poruchy

Prostaglandin se podílí na patogenezi gastrointestinálních poruch, zejména peptických vředů. Inhibice syntézy prostaglandinu nesteroidními protizánětlivými léky (NSAID) může vést ke snížení ochrany sliznice, což zvyšuje riziko tvorby vředů a gastrointestinálního krvácení.

Použití prostaglandinu při léčbě nemocí

Prostaglandin a jeho analogy mají s různými rolemi ve fyziologii člověka v různých lékařských oborech terapeutické aplikace.

Analogy prostaglandinu a jejich použití

Analogy prostaglandinu jsou syntetické sloučeniny navržené tak, aby napodobovaly účinky přírodních prostaglandinů. Tyto léky se používají při různých ošetřeních:

• Indukce porodnosti a potratu: Analogy prostaglandinu, jako je misoprostol, se používají k vyvolání porodu stimulací kontrakce dělohy. Misoprostol se také používá v lékařském potratu.
• Léčba glaukomu: léky jako latanoprost – analog prostaglandin F2a – snižují nitrooční tlak v glaukomu zvýšením odtoku vodného humoru.
• Plicní hypertenze: Analogy prostacyklinu, jako je epoprostenol, se používají k léčbě plicní arteriální hypertenze dilatací krevních cév a snižování krevního tlaku v plicích.

Nesteroidní protizánětlivé léky (NSAID)

NSAID, jako je aspirin, ibuprofen a naproxen, inhibují Coxové enzymy, čímž snižují syntézu prostaglandinů. Snížením produkce prostaglandinu tyto léky zmírňují bolest, snižují zánět a nižší horečku. Prodloužené použití NSAID však může vést k gastrointestinálním vedlejším účinkům, jako jsou vředy a krvácení, v důsledku inhibice ochranných prostaglandinů v žaludku.

Prostaglandin ve výzkumu

Prostaglandin je i nadále předmětem aktivního výzkumu, zejména v porozumění jeho roli při nemoci a vývoji nových terapií. Vědci zkoumají nové inhibitory prostaglandinu a analogy prostaglandinu pro léčbu stavů, jako je rakovina, kardiovaskulární onemocnění a neurodegenerativní poruchy. Kromě toho se studuje role prostaglandinu ve stárnutí a imunitní funkci, aby se identifikovaly potenciální cíle pro terapeutické intervence.