Глава 68. Метаболиты арахидоновой кислоты и их роль в медицине
Содержание этой главы сконцентрировано на образовании и механизме действия физиологически активных метаболитов арахидоновой кислоты и на биологическом феномене, в котором могут участвовать эти вещества.
Образование эйкосаноидов.Простагландины — первые из выделенных метаболитов арахидоновой кислоты — названы так потому, что впервые они были выявлены в сперме. Считалось, что они секретируются предстательной железой. По мере того как выявлялись другие активные метаболиты, становилось очевидным наличие двух основных путей их превращения — циклооксигеназного и липооксигеназного. Эти пути синтеза схематически представлены на рис. 68-1, а строение типичных метаболитов — на рис. 68-2. Все продукты как циклооксигеназного, так и липооксигеназного происхождения называют эйкосаноидами. Продукты циклооксигеназного пути — Простагландины и тромбоксан — простаноидами.
Начальный этап синтеза в обоих метаболических путях включает в себя отщепление арахндоновой кислоты от фосфолипида в плазматической мембране клеток. Затем свободная арахидоновая кислота может быть окислена циклооксигеназным или липооксигеназным путем. Первым продуктом циклооксигеназного пути является циклический эндопероксид простагландин G2 (ПГG2), который превращается в простагландин Н 2 (ПГН2). ПГG2 и ПГН2 служат ключевыми посредниками в процессе образования физиологически активных простагландинов (ПГD2, ПГЕ2, ПГF2 и и ПГI2) и тромбоксана А2 (ТКА2). Первым продуктом 5-липооксигеназного пути является 5-гидропероксиэйкосатетраеноевая кислота (5-ГПЭТЕ), которая играет роль посредника при образовании 5-гидроксиэйкосатетраеноивой кислоты (5-ГЭТЕ) и лейкотриенов (ЛТА 4 , ЛТВ4, ЛТС4, ЛТD4 и ЛТE4). Две жирные кислоты, отличающиеся от арахидоновой кислоты, 3,11,14-эйкосатриеноивая кислота (дигомо-g-линоленовая кислота) и 5,8,11,14,17-эйкосапентаеновая кислота, могут превращаться в метаболиты. б лизкие по строению к этим эйкосаноидам. Простаноидные продукты первого субстрата обозначаются индексом 1; лейкотриеновые продукты этого субстрата—индексом 3. Простаноидные продукты второго субстрата имеют обозначение 3, в то время как лейкотриеновые продукты этого субстрата обозначаются индексом 5.
Рис. 68-1. Схема метаболизма арахидоновой кислоты. Различные лекарственные средства действуют на разные ферментные этапы, угнетая реакцию. Основными путями метаболизма являются циклооксигеназный и липооксигеназный. Фосфолипазу А 2 угнетают кортикостероиды и мепакрин; циклооксигеназу — определенные салицилаты, индометацин и ибупрофен; липооксигеназу — беноксапрофен и нордигидрогуайаретиковая кислота (НДГК). Имидазол предотвращает синтез ТКА 2 .
Арахидоновая кислота образует простагландины, обозначаемые индексом 2, и лейкотриены, обозначаемые индексом 4. Индексы означают число двойных связей между атомами углерода в боковых цепях.
Фактически все клетки обладают необходимыми субстратами и ферментами для образования некоторых метаболитов арахидоновой кислоты, но различия ферментного состава тканей обусловливают различия в образуемых ими продуктах. Эйкосаноиды синтезируются по мере их непосредственной необходимости и не хранятс я- в значительных количествах для последующего высвобождения.
Циклооксигеназные продукты. Простагландины D2, Е 2 , F2aи I2 образуются из циклических эндопероксидов ПГG2 и ПГH2. Из числа этих простагландинов ПГЕ 2 и ПГI2 обладают наиболее широким спектром физиологического действия. ПГЕ 2 оказывает заметное влияние внутри тканей и синтезируется многими из них. ПГI2 (называемый также простациклином) является основным продуктом арахидоновой кислоты в эндотелиальных и гладкомышечных клетках стенок сосудов и в некоторых несосудистых тканях. ПГI2 служит вазодилататором и угнетает агрегацию тромбоцитов. Считают, что ПГD2 также играет роль в агрегации тромбоцитов и функции головного мозга, а пгf2a— в функции матки и яичников.
Рис. 68-2. Строение типичных биологически активных эйкосаноидов.
Тромбоксансинтетаза катализирует включение атома кислорода в кольцо эндоперекиси ПГН 2 для образования тромбоксанов. TKA2 синтезируется тромбоцитами и усиливает агрегацию тромбоцитов.
Липооксигеназные продукты. Лейкотриены и ГЭТЕ являются конечными продуктами липооксигеназного пути. Лейкотриены обладают гистаминоподобным действием, включая индуцирование повышенной проницаемости сосудов и бронхоспазма, и, по-видимому, оказывают влияние на активность лейкоцитов. ЛТС 4 , ЛТD4 и ЛТE4 были идентифицированы как медленнореагирующие вещества анафилаксии (МРВ-А). (Патофизиология лейкотриенов детально обсуждается в гл. 202.)