プロスタグランジンはホルモンである - 強力な生理学的効果の広い範囲で、多価不飽和脂肪酸および酸素からなる物質の産生およびローカルアクション、非常に短い寿命、等。それらはほとんどの真核生物、そしてほとんどすべての器官と細胞型によって生産されます。
プロスタグランジン（略称PG）は、最初に羊の前立腺から分離されたという事実に由来しています。それらはエイコサノイドと呼ばれる必須脂肪酸のファミリーのメンバーであり、20個の炭素を持っているという特徴を暗示しています（この用語を形成するために使用されたギリシャ語のルート「eikosi」は20個を意味します）。
出典：Calvero。
それらの多機能性にもかかわらず、すべてのプロスタグランジンは同じ基本分子構造を持っています。それらはアラキドン酸に由来し、アラキドン酸は細胞膜のリン脂質に由来します。
必要に応じて、それらは解放され、使用され、不活性な化合物に分解されます。合成された組織から移動することはありません。
プロスタグランジンはホルモンとは次の点で異なります。1）特殊な腺によって産生されない。および2）保管しないこと、およびその合成サイトから遠くに輸送しないこと。この最後の事実は、数秒で劣化するためです。ただし、オートコイドまたは組織ホルモンと呼ばれることもあります。
歴史
1930年、R。クルズロックとCCリーブは、人間の子宮の子宮内膜が精液に曝されるとリズミカルに収縮し、弛緩すると報告しました。1935年に、米国のフォンオイラーは、このタイプの収縮は、これまで知られていなかったタイプの不飽和脂質の作用によるものであると報告しました。
1957年、S.バーグストロム及びJ.Sjövall初めてアラキドン酸からの合成とprostagandin（PGFのその結晶形で単離について報告さ2α）。1960年に、これらの著者は2番目のプロスタグランジン（PGE 2）を精製したと報告しました。
1962年から1966年の間、及びDAバンDORP（B.サミュエルソンと共同で）S.バーグストロムのチームは、PGEの合成を達成したと報告2アラキドン酸から及びPGFの結晶構造を解明した2αおよびPGE 2。
これらの発見により、薬理学的研究を行うのに十分な量のプロスタグランジンを合成することができました。1971年に、JRベーンはアスピリンと非ステロイド性抗炎症剤がプロスタグランジン合成を阻害すると報告しました。
プロスタグランジンに関する研究で、1970年にS. von Euler、1982年にS.Bergström、B。Samuelsson、およびR. Vaneがノーベル医学生理学賞を受賞しました。
構造
プロスタグランジンは、プロスタン酸と呼ばれる20の炭素原子を持つ仮想脂質に由来し、そのうち8から12の番号がシクロペンタン環を形成し、1から7、12から20の番号がそれぞれの鎖を形成します。上記のリングから始まるパラレル（R1およびR2と呼ばれる）。
16以上のプロスタグランジンがあり、ほとんどが頭字語PGで指定され、シクロペンタン環の置換基を示す3番目の文字（A – I）と、結合の量を示す数字で構成される下付き文字が追加されますR1とR2を2倍にし、他の構造の詳細を表す記号で表すこともあります。
シクロペンタン環上の置換基は、例えば、次のようなものであり得る：Ａ ＝α、β－不飽和ケトン（ＰＧＡ）。E =β-ヒドロキシケトン（PGE）; F = 1,3-ジオール（PGF）。PGA – PGIは、プロスタグランジンの主要なグループです。
PGF 2の場合、頭字語は、R1とR2に2つの二重結合を持つグループFプロスタグランジンであることを示しています。PGF用の場合にはα、αは、PGFのの中ながら、カーボン9のOH基は、R1としてシクロペンタン環の同じ側にあることを示し、β、βが反対を示します。
合成
プロスタグランジン合成は、化学的刺激、感染症、または機械的外傷などの細胞膜を破壊する刺激に反応して増加します。サイトカインや補体などの炎症性メディエーターがこのプロセスを引き起こします。
ホスホリパーゼA 2による加水分解により、細胞膜のリン脂質がほとんどのエイコサノイドの前駆体であるアラキドン酸に変換されます。シクロオキシゲナーゼ（COX酵素）による触媒作用は、プロスタグランジンHシンテターゼとも呼ばれ、アラキドン酸をPGH 2に変換します。
人間の細胞は、シクロオキシゲナーゼの2つのアイソフォーム、COX-1とCOX-2を生成します。これらはアミノ酸レベルで60％の相同性を共有し、3次元構造は類似していますが、異なる染色体の遺伝子によってコードされています。
COX-1とCOX-2は、2つの反応ステップを触媒します。1）シクロペンタン環の形成と2つのO 2分子の付加により、PGG 2を形成します。２）ヒドロペルオキシド基をＯＨ基に変換して、ＰＧＨ２を形成する。他の酵素の作用により、PGH 2は他のプロスタグランジンに変換されます。
同じ反応ステップを触媒するにもかかわらず、COX-1とCOX-2の間の細胞の位置、発現、調節、基質要件の違いにより、それぞれが構造的および機能的に異なるプロスタグランジンの合成を開始することが決定されます。
特徴
それらの作用機序および生理学的効果のスペクトルは非常に広いため、プロスタグランジンの機能の網羅的で詳細なリストを作成することは困難です。
一般に、これらの機能は、関与する2つのCOX酵素に基づいて分類できます（最近、3番目のCOX酵素の存在が増加しています）。
COX-1は、毎日の体の恒常性に必要なプロスタグランジンの恒久的な合成を促進します。これは、消化器および呼吸器系の筋肉の血流、収縮および弛緩、温度、胃腸粘膜の増殖、血小板機能と抗血栓症。
COX-2は、プロスタグランジンの一過性の合成を促進し、最終的な生理学的プロセス、または炎症や発熱、痛み、瘢痕、腎ストレスへの適応、海綿骨沈着を調節する疾患や外傷性損傷の治癒に必要です。 、排卵、胎盤、子宮収縮、および労働。
受信機
プロスタグランジンは、その多様な機能を果たすために、標的細胞上の特定の受容体（結合する表面タンパク質）に結合する必要があります。プロスタグランジンの作用機序は、おそらくこれらの受容体よりも分子構造にあまり依存していません。
体のすべての組織にプロスタグランジン受容体があります。これらの受容体には共通の構造的特徴がありますが、プロスタグランジンの主要なグループに特異性を示します。
例えば、PGE 2は受容体DP、EP 1、 EP 2、EP 3およびEP 4に結合します。PGI 2はIPレシーバーにバインドします。PGF 2つのαの FP受容体に結合します。TXA 2はTP受容体に結合します。
プロスタグランジンとこれらの受容体は、Gタンパク質と呼ばれる一群の調節分子と連携して機能し、細胞膜を介してシグナルを送ることができます。
複雑な分子メカニズムを通じて、Gタンパク質はオンまたはオフにできるスイッチとして機能します。
炎症
炎症の4つの典型的な症状は、浮腫、発赤、高温、痛みです。炎症は、機械的外傷、化学薬品、火傷、感染症、およびさまざまな病状に対する免疫系の反応です。これは、通常、組織が治癒し、生理学的バランスを回復することを可能にする適応です。
持続性炎症は、組織や臓器の損傷、関節炎、癌、自己免疫疾患、心血管疾患、神経変性疾患の発症に関与している可能性があります。3つのプロスタグランジン、具体的にはPGE 2、PGI 2、およびPGD 2は、炎症の発症と持続に基本的な役割を果たします。
PGE 2は、最も豊富で機能的に多様なプロスタグランジンです。それは炎症の4つの古典的な症状に関与しているため、非常に興味深いです。
動脈の拡張と血管透過性の増加により、浮腫、発赤、体温の上昇を引き起こします。神経系に直接作用するため、痛みを引き起こします。
PGI 2は心臓の恒常性の調節に非常に重要な強力な血管拡張剤です。それは関節炎の関節の滑液に最も豊富なプロスタグランジンです。PGD 2は神経系と末梢組織の両方に存在します。どちらのプロスタグランジンも急性浮腫と痛みを引き起こします。
阻害剤
アセチルサリチル酸（AAC）、またはアスピリンは、1899年にドイツの製薬会社バイエルによって販売されました。1971年に、アスピリンはプロスタグランジン合成を阻害することによって機能することが決定されました。
AACは、アセチル化により、シクロオキシゲナーゼ酵素（COX-1、COX-2）の活性部位と共有結合を形成します。この反応は不可逆的であり、不活性なAAC-COX複合体を生成します。この場合、プロスタグランジン産生を再開するには、細胞が新しいCOX分子を産生する必要があります。
プロスタグランジン産生を阻害すると、それらによって引き起こされる炎症や痛みが軽減されます。ただし、他の重要な機能も影響を受けます。
プロスタグランジンは、自身の酸と酵素から胃を保護する胃粘膜の再生を調節します。この粘膜の完全性が失われると、潰瘍が出現することがあります。
AACに加えて、他の多くの非ステロイド性抗炎症薬（NSAID）は、COX酵素を不活性化することによってプロスタグランジン合成を阻害することによって機能します。
一般的に使用されているいくつかのNSAID（括弧内の商品名の一部）は、アセトアミノフェンまたはパラセタモール（タイレノール®）、ジクロフェナク（ボルタレン®）、エトドラク（ロジン®）、イブプロフェン（モトリン®）、インドメタシン（インドシン®）、ケトプロフェン（ Orudis ®）、メロキシカム（Movimex ®）、ナプロキセン（ナプロシン®）、ピロキシカム（Feldene ®）。
関連する病気
プロスタグランジンの産生および作用の障害は、生殖問題、炎症過程、心血管疾患、および癌に関係しています。
プロスタグランジンは次の点で非常に重要です。1）月経周期と分娩に影響を与える平滑筋の収縮と炎症。2）卵子の着床と妊娠の維持に影響を与える免疫反応; 3）妊娠中の血圧に影響を与える血管緊張。
プロスタグランジンを調節できないことによって引き起こされる生殖の問題には、月経困難症、子宮内膜症、月経過多、不妊、流産、妊娠高血圧症などがあります。
プロスタグランジンは体の炎症過程と気管支の収縮を制御します。炎症が通常よりも長く続くと、関節リウマチ、ブドウ膜炎（目の炎症）、喘息などのさまざまなアレルギー性疾患が発症する可能性があります。
プロスタグランジンは心血管の恒常性と血管細胞の活動を制御します。プロスタグランジンの活動に欠陥があると、心臓発作、血栓症、血栓症、異常出血、アテローム性動脈硬化症、末梢血管疾患が発生する可能性があります。
プロスタグランジンには免疫抑制作用があり、発がん性物質を活性化して、がんの発生を促進します。COX-2酵素の過剰発現は、腫瘍の進行を加速する可能性があります。
臨床使用
プロスタグランジンは、1990年に臨床現場に登場しました。眼内圧を低下させる強力な能力があるため、緑内障の治療に不可欠です。
プロスタサイクリン（PGF 2）は、血小板凝集の最も強力な阻害剤です。また、循環系にすでに存在する血小板凝集を破壊します。プロスタサイクリンは、肺高血圧症の患者の治療に有益です。
合成PGE 1およびPGE 2は、分娩を誘発するために使用されます。PGE 1は、小児先天性心疾患において動脈管を開いた状態に保つためにも使用されます。
外因性プロスタグランジンによる治療は、内因性プロスタグランジン産生が不足している場合に役立ちます。
プロスタグランジンの例
PGE 2は、さまざまな組織に存在するプロスタグランジンであるため、非常に多様な機能を持っています。それは、痛みへの反応、血管拡張（虚血から保護）、気管支収縮、胃保護（胃からの酸と血流の分泌を調節）、粘液と発熱の生成に関与しています。
子宮内膜では、PGE 2の濃度は月経周期の黄体期で増加し、月経中に最大に達します。これは、このプロスタグランジンが女性の生殖能力に重要な役割を果たすことを示しています。
PGD 2は中枢神経系と末梢組織に存在します。それは恒常性と炎症能力を持っています。それは睡眠の制御と痛みの知覚に関与しています。アルツハイマー病や喘息に関与しています。
PGF 2 α気管支、血管の平滑筋に存在する子宮。気管支収縮と血管緊張に関与しています。中絶を引き起こす可能性があります。
トロンボキサンA 2およびB 2（TxA 2、TxB 2）は、血小板に存在するプロスタグランジンです。プロスタサイクリン（PGF 2）は、動脈内皮に存在するプロスタグランジンです。
TxA 2およびTxB 2は、血小板凝集を促進する血管収縮剤です。PGF 2はその逆です。循環器系の恒常性は、これらのプロスタグランジン間の相互作用に依存しています。
参考文献
- カレー、SL2005。非ステロイド性抗炎症薬：レビュー。アメリカ動物病院協会のジャーナル、41、298-309。
- Díaz-González、F.、Sánchez-Madrid、F. 2015. NSAIDs：古い薬から新しいトリックを学ぶ。European Journal of Immunology、45、679-686。
- ゴラン、DE、アームストロング、EJ、アームストロング、AW2017。薬理の原則：薬物療法の病態生理学的基礎。Wolters Kluwer、フィラデルフィア。
- グリーリー、WJ1987。プロスタグランジンと心血管系：レビューと更新。Journal of Cardiothoracic Anesthesia、1、331–349。
- Marks、F.、Furstenberger、G。1999。プロスタグランジン、ロイコトリエンおよびその他のエイコサノイド-生物発生から臨床応用まで。Wiley-VCH、Weinheim。
- ミラー、SB2006。健康と疾患におけるプロスタグランジン：概要。関節炎とリウマチのセミナー、36、37–49。
- Pace-Asciak、C.、Granstrom、E.1983。プロスタグランジンおよび関連物質。エルゼビア、アムステルダム。
- Ricciotti、E.、FitzGerald、GA2011。プロスタグランジンと炎症。動脈硬化、血栓症、血管生物学、DOI：10.1161 / ATVBAHA.110.207449。
- Silpa、SR2014。プロスタグランジンとそのタイプ。PharmaTutor、2; 31〜37。
- Voet、D.、Voet、JG、Pratt、CW2008。生化学の基礎-分子レベルでの生命。ワイリー、ホーボーケン。