Простагландины и лейкотриены

Простагландины и лейкотриены относятся к классу эйкозаноидов — биологически активных липидных медиаторов, производных арахидоновой кислоты. Эти соединения участвуют в регуляции воспалительных процессов, сосудистого тонуса, агрегации тромбоцитов и функционировании иммунной системы. Их молекулы характеризуются сложной циклической или линейной структурой с наличием полиненасыщенных цепей и гидроксильных, карбонильных или эпоксидных функциональных групп.

Арахидоновая кислота как предшественник Простагландины и лейкотриены синтезируются из арахидоновой кислоты (5,8,11,14-эйкозатетраеновая кислота, C20:4), которая освобождается из фосфолипидов клеточных мембран под действием фермента фосфолипазы А₂. Арахидоновая кислота является универсальным субстратом для двух ключевых ферментативных путей:

• Циклооксигеназный путь (COX-1 и COX-2), ведущий к образованию простагландинов и тромбоксанов.
• Липооксигеназный путь (5-LOX), приводящий к синтезу лейкотриенов.

Простагландины: структура и биосинтез

Простагландины характеризуются пятичленным циклопентановым кольцом, к которому присоединены две боковые цепи — α-цепь с карбоксильной группой и ω-цепь с различными функциональными группами. Основные классы простагландинов обозначаются буквами PGE, PGF, PGD, PGI, где различие определяется расположением гидроксильных групп и насыщенностью цепей.

Биосинтез:

1. Освобождение арахидоновой кислоты из мембранных фосфолипидов.
2. Циклооксигеназа катализирует образование простагландинового эндопереоксида (PGG₂) с последующим восстановлением до PGH₂.
3. Специфические синтазы преобразуют PGH₂ в конечные простагландины (PGE₂, PGF₂α, PGI₂ и тромбоксан А₂).

Физиологическая роль:

• Регуляция сосудистого тонуса: PGE₂ и PGI₂ вызывают вазодилатацию, TXA₂ — вазоконстрикцию.
• Модуляция воспаления: PGE₂ способствует локальной гиперемии, боли и отёку.
• Контроль тромбообразования: TXA₂ стимулирует агрегацию тромбоцитов, PGI₂ её ингибирует.
• Участие в репродуктивных процессах и сокращении гладкой мускулатуры матки.

Лейкотриены: структура и биосинтез

Лейкотриены представляют собой линейные 20-углеродные полиеновые кислоты с тремя конъюгированными двойными связями, содержащие гидроксильные или эпоксидные группы. Главные классы — LTA₄, LTB₄, LTC₄, LTD₄, LTE₄, различие которых определяется типом присоединённых функциональных групп и конъюгаций с глутатионом.

Биосинтез:

1. Арахидоновая кислота окисляется 5-липооксигеназой до эпоксида LTA₄.
2. LTA₄ может подвергаться гидролизу до LTB₄ или конъюгации с глутатионом с образованием LTC₄, который далее метаболизируется до LTD₄ и LTE₄.

Физиологическая роль:

• Медиаторы воспаления: LTB₄ активно привлекает нейтрофилы к очагу воспаления.
• Регуляция проницаемости сосудов: LTC₄, LTD₄ и LTE₄ вызывают спазм гладкой мускулатуры бронхов и увеличение сосудистой проницаемости.
• Участие в аллергических реакциях и астме за счёт бронхоконстрикции и эозинофильной инфильтрации.

Метаболизм и регуляция

Простагландины и лейкотриены обладают коротким периодом полужизни, что обеспечивает локальное и быстрое действие. Метаболизм происходит преимущественно через редуктазы, дегидрогеназы и β-окисление. Регуляция синтеза контролируется уровнем фосфолипазы А₂, активностью COX и LOX, а также наличием ингибиторов и конкурентных субстратов.

Медицинское значение

Эйкозаноиды являются мишенями для фармакологического вмешательства. Ингибиторы циклооксигеназы (НПВС) снижают синтез простагландинов, уменьшая воспаление, боль и жар. Антагонисты лейкотриеновых рецепторов и ингибиторы 5-LOX применяются при бронхиальной астме и аллергических состояниях. Нарушения баланса простагландинов и лейкотриенов связаны с сердечно-сосудистыми заболеваниями, хроническим воспалением и раком.

Ключевые моменты

• Простагландины и лейкотриены — биологически активные липиды, производные арахидоновой кислоты.
• Простагландины имеют циклическую структуру, лейкотриены — линейную полиеновую.
• Синтез контролируется ферментами циклооксигеназы и липооксигеназы.
• Основные функции включают регуляцию воспаления, сосудистого тонуса, агрегации тромбоцитов и иммунного ответа.
• Метаболизм эйкозаноидов обеспечивает локальное и быстрое действие, а фармакологические вмешательства направлены на модуляцию их активности при заболеваниях.