Основы биохимии - А. А. Анисимов 1986

Интеграция и регуляция метаболизма
Простагландины

Важнейшую роль в формировании клеточного ответа на внеклеточные нейрогуморальные воздействия через систему циклических нуклеотидов играют простагландины. Они (относятся к «тканевым гормонам», см. разд. 12.6) содержат в молекуле 20 атомов углерода, пять из которых образует циклопентановое кольцо. Простагландины получили свое название в связи с тем, что были впервые выделены из простаты (предстательная железа). В зависимости от структуры пятичленного кольца все простагландины делят на 4 группы: ПГА (PGA), ПГБ (PGB), ПГЕ (PGE) и ПГФ (PGF), из них основными являются ПГЕ и ПГФ. По числу двойных связей в метальной и карбоксильной боковых цепях в каждой из групи различают индивидуальные простагландины, обозначаемые кроме букв еще цифрой, которая показывает число двойных связей в баковых цепях (например, ПГА₁, ПГА₂). Буквы а и ß после цифровых индексов указывают ориентацию гидроксильной группы при С-9 по отношению к плоскости циклопентанового кольца.

В организме простагландины образуются из полиненасыщенных 20-углеродных жирных кислот (среди которых очень важна арахидоновая кислота) с участием ферментативной системы — простагландин-синтетазы, находящейся в микросомальных мембранах. Преобразование полиненасыщенных жирных кислот в простагландины осуществляется в несколько стадий через образование короткоживущих промежуточных соединений — эндопероксидов — в результате включения двух молекул кислорода. Из эндопероксидов при действии определенных ферментов могут синтезироваться не простагландины, а другие биологически активные вещества, например тромбоксаны, у которых исключительно выражена способность к адгезии, склеиванию тромбоцитов.

Простагландины и их основные предшественники — полиненасыщенные жирные кислоты — содержатся во многих тканях и органах млекопитающих, но в едва уловимых количествах. Наибольшее содержание их — в семенной жидкости (у человека до 250 мкг/мл, у собаки, лошади — 0,5 мкг/мл). В небольших количествах они найдены в семенниках рыб, яйцеклетках морского ежа. Неожиданно много простагландинов обнаружено в горгониевом коралле Plexaure homomalla — до 2,6% на сухую массу. Сравнительно недавно их нашли и у некоторых растений, причем в достаточно больших количествах.

Первые же исследования простагландинов показали, что они оказывают мощное и многостороннее действие на организм человека и млекопитающих животных. В связи с этим простагландины привлекли широкое внимание многих исследователей, их даже называли «чудодейственными», предрекали начало в биохимии «эпохи простагландинов». Перечисление даже отдельных аспектов их влияния на организм действительно выявляет необычайно широкий спектр их действия. Вот некоторые примеры.

— ПГЕ₁и ПГЕ₂ способствуют расширению сосудов, уменьшают артериальное кровяное давление, увеличивают сердечный выброс.

— Ряд простагландинов и их производных являются мощными ингибиторами тромбообразования в сосудах.

— ПГФ₂ прерывает беременность практически на любом сроке, не вызывая отрицательных последствий в организме матери.

— Простагландины оказывают седативное и транквилизирующее действие (успокаивающее).

— ПГЕ расслабляют мышцы бронхов и трахей, являются прекрасными средствами при лечении астмы.

Из перечисленного очевидно явствует огромное значение простагландинов в медицине при раскрытии причин и лечении сердечно-сосудистых заболеваний, аллергических, воспалительных, гинекологических. Интересно отметить, что отдельные простагландины в данных случаях могут действовать антагонистически. Так, многие простагландины участвуют в индукции воспалительного процесса. Противовоспалительное действие аспирина (ацетилсалициловая кислота) связано, видимо, с тем, что он тормозит синтез простагландинов. В то же время ПГЕ₂ угнетает процесс воспаления. Если простагландины ПГФ индуцируют аллергическую реакцию, то вдыхание в небольших количествах ПГЕ уменьшает астматические явления. В определенных условиях простагландины способствуют оплодотворению, но при других даже очень малые их количества вызывают абортирование плода.

Биохимические механизмы участия простагландинов в таком широком спектре изменений состояния организма, его отдельных тканей и органов связаны с взаимодействием простагландинов с гормонами и циклическими нуклеотидами. Простагландины в зависимости от принадлежности к тому или иному классу (А, Б, Е, Ф), а также от вида ткани и разновидности аденилатциклазы могут как стимулировать, так и ингибировать синтез цАМФ. Таким образом, простагландины рассматривают как модуляторы а-денилатциклазной системы. Доказан также факт значительного повышения в различных тканях цГМФ под влиянияем ПГФ_2а.

Наряду с циклическими нуклеотидами многие гормоны находятся в прямой связи с простагландинами. Так, ПГЕ оказывает стимулирующее влияние на синтез гормона роста, вазопрессина, АКТГ, тиреотропина. Простагландины ПГЕ₁, ПГЕ₂ и ПГФ стимулируют биосинтез стероидов; ПГЕ₂ и ПГФ₂ способствуют высвобождению окситоцина гипофизарной системой и увеличивают в крови концентрацию пролактина. Иными словами, простагландины оказывают влияние на важнейшие эндокринные железы: гипофиз, кору надпочечников, щитовидную железу, яичники.

С другой стороны, установлена стимулирующее влияние на синтез простагландинов АКТГ и ряда других гормонов. Так, тиреостимулин способствует биосинтезу простагландинов посредством активирования фосфолипазы А₂, высвобождающей арахидоновую кислоту. Эстроген и экзогенный лютеинизирующий гормон активируют продукцию простагландинов тканью матки.