Chemická struktura prostaglandinu E1 (PGE1).
Prostaglandin (PG) je jakýkoli člen skupiny lipidových sloučenin, které se enzymaticky získávají z mastných kyselin a mají důležité funkce v těle zvířete. Každý prostaglandin obsahuje 20 atomů uhlíku, včetně pětiuhlíkatého kruhu.
Jsou mediátory a mají řadu silných fyziologických účinků; i když jsou technicky hormony, jen zřídka jsou takto klasifikovány.
Prostaglandiny spolu s tromboxany a prostacykliny tvoří prostanoidovou třídu derivátů mastných kyselin; prostanoidová třída je podtřídou eikosanoidů.
Název prostaglandin pochází z prostaty. Když byl prostaglandin poprvé izolován ze semenné tekutiny v roce 1935 švédským fyziologem Ulfem von Eulerem a nezávisle na něm M.W. Goldblattem, věřilo se, že je součástí prostatických sekretů (ve skutečnosti prostaglandiny produkují semenné váčky); později se ukázalo, že mnoho jiných tkání vylučuje prostaglandiny pro různé funkce.
V roce 1971 bylo zjištěno, že léky podobné aspirinu mohou inhibovat syntézu prostaglandinů. Biochemici Sune K. Bergström, Bengt I. Samuelsson a John R. Vane společně obdrželi v roce 1982 Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu za výzkum prostaglandinů.
Prostaglandiny se nacházejí prakticky ve všech tkáních a orgánech. Jedná se o autokrinní a parakrinní lipidové mediátory, které působí mimo jiné na krevní destičky, endotel, dělohu a žírné buňky. V buňce jsou syntetizovány z esenciálních mastných kyselin (EFA).
Meziprodukt se vytváří fosfolipázou-A2, pak přechází do jedné z cyklooxygenázových drah nebo do lipoxygenázových drah a vzniká buď prostaglandin a tromboxan nebo leukotrien. Cyklooxygenázová dráha produkuje tromboxan, prostacyklin a prostaglandin D, E a F. Lipoxygenázová dráha je aktivní v leukocytech a v makrofázích a syntetizuje leukotrieny.
Uvolnění prostaglandinů z buňky
Původně se předpokládalo, že prostaglandiny opouštějí buňky pasivní difuzí kvůli jejich vysoké lipofilitě. Objev transportéru prostaglandinu (PGT, SLCO2A1), který zprostředkovává buněčné vychytávání prostaglandinu, prokázal, že difuzí nelze vysvětlit průnik prostaglandinu buněčnou membránou. Nyní se také ukázalo, že uvolňování prostaglandinu zprostředkovává specifický transportér, konkrétně multidrug resistance protein 4 (MRP4, ABCC4), člen superrodiny ATP-vazebných kazetových transportérů. Zda je MRP4 jediným transportérem, který uvolňuje prostaglandiny z buněk, je stále nejasné.
Prostaglandiny vznikají po sekvenční oxidaci AA, DGLA nebo EPA cyklooxygenázami (COX-1 a COX-2) a terminální syntázou prostaglandinů. Klasickým dogmatem je, že COX-1 je zodpovědný za základní hladiny prostaglandinů, zatímco COX-2 produkuje prostaglandiny stimulací. Zatímco COX-1 i COX-2 se nacházejí v cévách, žaludku a ledvinách, hladiny prostaglandinů jsou zvýšeny COX-2 ve scénářích zánětu.
Prostaglandin E2 (PGE2) je generován působením prostaglandinu E syntázy na prostaglandin H2 (PGH2). Bylo identifikováno několik prostaglandinů E syntáz. K dnešnímu dni se mikrosomální prostaglandin E syntáza-1 objevuje jako klíčový enzym při tvorbě PGE2.
Jiné terminální syntázy prostaglandinu
Byly identifikovány terminální prostaglandinové syntázy, které jsou zodpovědné za tvorbu dalších prostaglandinů. Například hematopoetická a lipokalinová prostaglandinová D syntáza (hPGDS a lPGDS) jsou zodpovědné za tvorbu PGD2 z PGH2. Podobně prostacyklin (PGI2) syntáza (PGIS) přeměňuje PGH2 na PGI2. Byla také identifikována tromboxanová syntáza (TxAS).
Prostaglandinová F syntáza (PGFS) katalyzuje tvorbu 9α,11β-PGF2α,β z PGD2 a PGF2α z PGH2 za přítomnosti NADPH. Tento enzym byl nedávno krystalizován v komplexu s PGD2 a bimatoprostem (syntetický analog PGF2α).
V současné době existuje devět známých prostaglandinových receptorů na různých typech buněk. Prostaglandiny ligaturují podskupinu buněčných povrchových sedmtransmembránových receptorů, receptorů spřažených s G-proteinem. Tyto receptory jsou označovány DP1-2, EP1-4, FP, IP a TP, což odpovídá receptoru, který ligaturuje odpovídající prostaglandin (např. receptory DP1-2 se vážou na PGD2).
Tyto různorodé receptory znamenají, že Prostaglandiny tak působí na celou řadu buněk a mají širokou škálu účinků:
Prostaglandiny jsou silné, ale mají krátký poločas, než jsou inaktivovány a vylučovány. Proto mají pouze parakrinní (lokálně aktivní) nebo autokrinní (působící na stejnou buňku, ze které jsou syntetizovány) funkci.
Syntetické prostaglandiny se používají:
GnRH · TRH · Dopamin · CRH · GHRH/Somatostatin · Melanin Koncentrační hormon
α (FSH FSHB, LH LHB, TSH TSHB, CGA) · Prolaktin · POMC (CLIP, ACTH, MSH, Endorfiny, Lipotropin) · GH
Adrenální kůra: aldosteron · kortizol · DHEA Adrenální medula: epinefrin · noradrenalin
Štítná žláza: hormon štítné žlázy (T3 a T4) · kalcitonin Paratyroid: PTH
Testis: testosteron · AMH · inhibin
Vaječník: estradiol · progesteron · activin a inhibin · relaxin (těhotenství)
Placenta: hCG · HPL · estrogen · progesteron
Slinivka: glukagon · inzulín · amylin · somatostatin · pankreatický polypeptid
Thymus: Thymosin (Thymosin α1, Thymosin beta) · Thymopoetin · Thymulin
Trávicí systém: Žaludek: gastrin · ghrelin · Duodenum: CCK · Incretiny (GIP, GLP-1) · sekretin · motilin · VIP · Ileum: enteroglukagon ·peptid YY · Játra/jiné: Inzulínu podobný růstový faktor (IGF-1, IGF-2)
Adipózová tkáň: leptin · adiponektin · resistin
Ledviny: JGA (renin) · peritubulární buňky (EPO) · kalcitriol · prostaglandin
Srdce: Natriuretický peptid (ANP, BNP)
noco (d)/cong/tumr, sysi/epon
proc, lék (A10/H1/H2/H3/H5)
Cílové NGF, BDNF, NT-3