Prostaglandin är en grupp bioaktiva lipider som spelar avgörande roller i olika fysiologiska processer i människokroppen. Medan prostaglandin först upptäcktes i seminalvätska, erkänns det nu för sitt utbredda inflytande i många biologiska funktioner, från att reglera inflammation till kontroll av blodflödet. Den här artikeln kommer att förklara vad prostaglandin är, vad dess roller är, prostaglandinsyntes och prostaglandinrelaterade hälsoproblem.
Vad är prostaglandin?
Prostaglandin är en grupp hormonliknande ämnen härrörande från fettsyror, främst arakidonsyra. Prostaglandin tillhör en bredare kategori av molekyler som kallas eikosanoider, som också inkluderar leukotriener och tromboxaner. Till skillnad från traditionella hormoner som produceras i specifika körtlar och påverkar avlägsna organ, syntetiseras prostaglandin lokalt i nästan varje vävnad i kroppen och utövar dess effekter på närliggande celler.
Strukturellt sett innehåller prostaglandiner en 20-kolkedja och syntetiseras genom den enzymatiska omvandlingen av arakidonsyra. På grund av deras lipidlösliga natur kan prostaglandiner diffundera över cellmembran och binda till specifika receptorer på angränsande celler, och initiera en kaskad av biologiska svar.
Är prostaglandin ett hormon?
Prostaglandin beskrivs ofta som ett hormonliknande ämne, men det är tekniskt inte ett hormon i traditionell mening. Termen ”hormon” hänvisar vanligtvis till kemikalier som produceras av specifika körtlar, reser genom blodomloppet och påverkar avlägsna målorgan. Däremot är prostaglandiner lokala mediatorer som syntetiseras som svar på stimuli och verkar på närliggande celler i samma vävnad eller organ.
Medan hormoner vanligtvis produceras av endokrina körtlar (som sköldkörteln eller binjurarna) och har utbredda effekter, syntetiseras prostaglandin i nästan varje vävnad och organ, och dess effekter är vanligtvis begränsade till det omgivande området där det producerades.
Därför, medan prostaglandin delar vissa funktionella likheter med hormoner – såsom som reglerar olika fysiologiska processer – är dess lokala verkan och hur det produceras och distribueras skiljer det från traditionella hormoner.
Syntes av prostaglandin
Prostaglandin syntetiseras från arakidonsyra – en fleromättad fettsyra som finns i cellmembranen i de flesta vävnader. När celler stimuleras av olika signaler – till exempel skada, infektion eller inflammation – aktiveras fosfolipas A2, vilket frigör arakidonsyra från membranfosfolipider.
När den frisatts, omvandlas arakidonsyra till prostaglandin genom verkan av cyklooxygenas (COX) enzymer. Det finns två huvudisoformer av COX-enzymet: COX-1 och COX-2.
- COX-1 uttrycks konstitutivt i de flesta vävnader och ansvarar för produktionen av prostaglandiner som upprätthåller normala fysiologiska funktioner, såsom gastrisk slemhinneskydd och blodplättaggregering.
- COX-2 är inducerbart och uttrycks främst under inflammation, där den producerar prostaglandiner som förmedlar smärta, feber och inflammation.
Produktionen av prostaglandin regleras också av andra enzymer, såsom prostaglandin -dehydrogenas, som inaktiverar prostaglandin efter frisättningen.
Typer av prostaglandiner
Det finns flera typer av prostaglandiner; Varje typ har unika funktioner beroende på vävnad och receptor som den verkar på. De viktigaste prostaglandinerna hos människor inkluderar:
- PGE2 (prostaglandin E2): ofta associerad med inflammation, feber och smärta. PGE2 spelar en nyckelroll i det inflammatoriska svaret och är involverat i regleringen av blodtryck och immunfunktion.
- PGF2a (prostaglandin F2-alfa): involverad i livmodersammandragningar under födelsearbetet och i reglering av menstruationscykeln. PGF2a spelar också en roll i sammandragningen av glatt muskel i lungorna och blodkärlen.
- PGI2 (prostacyclin): produceras huvudsakligen i endotelceller och verkar för att utvidga blodkärlen och hämma blodplättaggregering. PGI2 är avgörande för att reglera blodflödet och förhindra bildning av blodpropp.
- TXA2 (Thromboxane A2): Txa2 främst producerad i blodplättar, TXA2 främjar blodplättaggregering och vasokonstriktion och spelar en kritisk roll i blodproppsbildning.
- PGD2 (prostaglandin D2): framställt främst i mastceller och involverade i regleringen av immunsvar, liksom i medling av allergiska reaktioner.
Varje prostaglandintyp verkar genom sin specifika receptor. Denna receptor är en G-proteinkopplad receptor (GPCR) som initierar en rad intracellulära signalvägar.
Biologiska funktioner i prostaglandin
Prostaglandin spelar en central roll för att reglera många fysiologiska processer. Några viktiga funktioner av prostaglandin inkluderar:
Inflammation och immunsvar
Prostaglandiner, särskilt PGE2, är viktiga mediatorer för inflammation. Prostaglandin produceras som svar på vävnadsskada eller infektion och bidrar till de typiska tecknen på inflammation: rodnad, svullnad, värme och smärta. Genom att främja vasodilatation och öka vaskulär permeabilitet hjälper prostaglandin vita blodkroppar och näringsämnen att nå den drabbade vävnaden.
PGE2 har också en roll i regleringen av feber. Denna typ av prostaglandin verkar på hypotalamus för att höja kroppens börvärdetemperatur, vilket leder till feber som en del av immunsvaret. Dessutom hjälper prostaglandin att modulera immunsystemet genom att påverka aktiviteten hos olika immunceller, inklusive makrofager, T-celler och dendritiska celler.
Reproduktionssystem
Prostaglandin är viktigt för flera reproduktionsprocesser. Hos kvinnor reglerar PGF2a och PGE2 menstruationscykeln genom att modulera glattmuskelaktivitet för livmoder. Under menstruationen stimulerar prostaglandin livmodersammandragningar, vilket underlättar utvisningen av livmoderfodret. Prostaglandin bidrar också till smärta i samband med menstruation (dysmenorrhea).
Prostaglandin spelar också en kritisk roll i födelsearbetet. PGF2a inducerar livmoders sammandragningar som är nödvändiga för förlossning, medan PGE2 hjälper till att mjukgöra livmoderhalsen (livmoderhalsmognad) som förberedelse för födelseleverans.
Kardiovaskulär system
I det kardiovaskulära systemet hjälper prostaglandin att reglera blodtrycket och vaskulär ton. PGI2, producerad av endotelceller som fodrar blodkärl, utvidgar blodkärlen och förhindrar blodplättar från att klumpas ihop. Däremot orsakar TXA2, producerad av blodplättar, vasokonstriktion och främjar blodplättaggregering, vilket är viktigt för bildning av blodpropp.
Balansen mellan PGI2 och TXA2 hjälper till att upprätthålla normal hemostas och blodtryck. Störning av denna balans, såsom en överproduktion av TXA2, kan bidra till hjärt -kärlsjukdomar, inklusive hypertoni och åderförkalkning.
Gastrointestinal system
Prostaglandin spelar också en viktig roll för att skydda mag -tarmsystemet. PGE2, till exempel, hjälper till att upprätthålla integriteten i magslemhinnan genom att främja utsöndring av slem och bikarbonat, som skyddar magfodret från de frätande effekterna av magsyra. Dessutom hämmar prostaglandin gastric syrasekretion och främjar blodflödet till magfodret, vilket bidrar till sårläkning.
Njurar
I njurarna reglerar prostaglandin njurblodflöde och glomerulär filtreringshastighet (GFR), vilket säkerställer korrekt njurfunktion. PGE2 och PGI2 hjälper till att vasodilera renal blodkärl, främja blodflöde och filtrering av avfallsprodukter. Prostaglandin påverkar också natrium- och vattenbalansen och påverkar därmed vätskretention och elektrolythomeostas.
Sjukdomar relaterade till prostaglandin
Obalanser i prostaglandinproduktionen är förknippade med flera sjukdomar och tillstånd.
Kronisk inflammation och autoimmuna sjukdomar
Prostaglandiner, särskilt PGE2, är involverade i kronisk inflammation, som är ett kännetecken för autoimmuna sjukdomar som reumatoid artrit, lupus och astma. Överproduktion av prostaglandiner förvärrar vävnadsskada, smärta och svullnad under dessa tillstånd.
Cancersjukdom
I vissa cancerformer har prostaglandiner – särskilt PGE2 – visat sig främja tumörtillväxt och metastas. Förhöjda nivåer av PGE2 i tumörens mikromiljö kan underlätta bildning av nya blodkärl (A8XNGI8XOGE8XNES8XIS), undertrycka immunsvar och främja cancercellproliferation. Att hämma prostaglandinsyntes har därför blivit ett intresseområde för cancerterapi.
Hjärtstörningar
Prostaglandin spelar också en roll vid hjärt -kärlsjukdomar. Överdriven produktion av TXA2 kan leda till bild av onormal blodpropp, vilket bidrar till hjärtattacker och slag. På liknande sätt kan obalansen mellan prostacyklin (PGI2) och tromboxan bidra till utvecklingen av åderförkalkning och hypertoni.
Gastrointestinala störningar
Prostaglandin är involverat i patogenesen av gastrointestinala störningar, särskilt peptiska sår. Hämning av prostaglandinsyntes genom icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel (NSAID) kan leda till minskat slemhinneskydd, vilket ökar risken för magsårbildning och gastrointestinal blödning.
Användning av prostaglandin vid behandling av sjukdomar
Med sina olika roller inom mänsklig fysiologi har prostaglandin och dess analoger terapeutiska tillämpningar inom olika medicinska områden.
Prostaglandinanaloger och deras användning
Prostaglandinanaloger är syntetiska föreningar utformade för att efterlikna effekterna av naturliga prostaglandiner. Dessa läkemedel används i olika behandlingar:
- Genom att inducera födelsearbete och abort: Prostaglandinanaloger såsom misoprostol används för att inducera födelsearbete genom att stimulera livmodersammandragningar. Misoprostol används också i medicinsk abort.
- Behandling av glaukom: läkemedel som latanoprost – en prostaglandin F2a -analog – minska intraokulärt tryck i glaukom genom att öka utflödet av vattenhaltig humor.
- Pulmonell hypertoni: Prostacyclinanaloger, såsom epoprostenol, används för att behandla pulmonell arteriell hypertoni genom att utvidga blodkärlen och minska blodtrycket i lungorna.
Icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel (NSAID)
NSAID, såsom aspirin, ibuprofen och naproxen, hämmar COX -enzymer, vilket minskar syntesen av prostaglandiner. Genom att minska prostaglandinproduktionen lindrar dessa läkemedel smärta, minskar inflammation och lägre feber. Långvarig användning av NSAID kan emellertid leda till gastrointestinala biverkningar, såsom sår och blödning, på grund av hämningen av skyddande prostaglandiner i magen.
Prostaglandin i forskning
Prostaglandin fortsätter att vara föremål för aktiv forskning, särskilt för att förstå dess roll i sjukdomen och utveckla nya terapier. Forskare undersöker nya prostaglandinhämmare och prostaglandinanaloger för behandling av tillstånd som cancer, hjärt -kärlsjukdomar och neurodegenerativa störningar. Dessutom studeras prostaglandins roll i åldrande och immunfunktion för att identifiera potentiella mål för terapeutiska ingrepp.
