ПРОСТАГЛАНДИНЫ

ПРОСТАГЛАНДИНЫ — биологически активные вещества, представляющие собой производные полиненасыщенных жирных кислот, молекула которых содержит 20 углеродных атомов.

Биол. действие П. чрезвычайно многообразно; одним из основных биол, эффектов П. является их выраженное действие на тонус гладкой мускулатуры различных органов. П. снижают выделение желудочного сока (см.) и уменьшают его кислотность, являются медиаторами воспалительного процесса, принимают участие в деятельности различных звеньев репродуктивной системы. Они играют также важную роль в регуляции деятельности почек (см.), оказывают влияние на различные эндокринные железы. Некоторые П. являются медиаторами аллергических реакций (см.). Нарушение биосинтеза П. может стать причиной тяжелых патол, состояний. В медицине в качестве лекарственных средств используют синтетические и полусинтетические простагландины.

В середине 30-х гг. 20 в. швед, ученый У. Эйлер опубликовал ряд работ, в которых доказал, что наблюдавшееся ранее миотропное и вазоактивное действие семенной жидкости и экстрактов из простаты (см. Предстательная железа) обусловлено содержанием в них нового семейства природных соединений. Эйлер назвал эти соединения простагландинами, полагая, что они вырабатываются только в простате. Позже было показано, что П. образуются практически во всех органах и тканях, однако термин «простагландины» для обозначения этих веществ сохранился. Впервые П. (ПГ, PG) получены в 1957 г. швед, химиком С. Бергстремом, а в 1962 г. была расшифрована их хим. структура. Было установлено, что углеродный скелет П. представлен пятичленным циклом и двумя боковыми цепями. Оказалось, что П. можно рассматривать как производные простановой к-ты — соединения, не существующего в природе, но полученного синтетически.

Известно ок. 20 различных П. В зависимости от строения пятичленного цикла в молекуле простагландины делят на несколько типов, обозначаемых буквами латинского алфавита: А, В, С, Б, Е, Г и т. д.

Простагландин I2, открытый в 1976 г., больше известен под названием «простациклин».

П. каждого типа делят на 1, 2 и 3-ю серии в зависимости от числа двойных связей в боковых цепях молекулы. Т. о., сокращенно с учетом типа и серии II. обозначают так: ПГЕ2 (PGE2), ПГД1 (PGD1), ПГН2 (PGH2) и т. д.

В 70-х гг. 20 в. было обнаружено, что в организме человека и животных образуются и другие биологически активные производные полиненасыщенных жирных кислот (см.): в тромбоцитах — тромбоксаны (ТХ), в лейкоцитах — лейкотриены (ЛТ). От П. тромбоксаны отличаются наличием в молекуле вместо пятичленного цикла шестичленного оксанового кольца, в зависимости от структуры к-рого тромбоксаны делят на типы А и В (ТХА и ТХВ).

Тромбоксаны обоих типов, в свою очередь, делят на 1, 2 и 3-ю серии по тому же принципу, что и П.

Особенностью строения лейкотриенов является отсутствие в молекуле циклической структуры. В зависимости от строения функциональных группировок в углеродной цепи лейкотриены делят на типы А, В, С, Б и Е, а в зависимости от числа двойных связей — на серии 3, 4 и 5. Сокращенно лейкотриены обозначают следующим образом: ЛТВ3, ЛТС3 и т. п. В молекулах ЛТС, ЛТD и ЛТЕ к 6-му углеродному атому присоединены остатки глутатиона, цистеинилглицина и цистеина соответственно.

Структурные формулы лейкотриенов: в лейкотриенах типа С углеводородный радикал R представляет собой CO(CH2)2CHCH2COOH, а R - NHCH2COOH; R в лейкотриенах типа D представляет собой H, а R' — NHCH2COOH; R в лейкотриенах типа Е представляет собой H, а R' — OH. В лейкотриенах серии 3 дополнительные двойные связи отсутствуют, в лейкотриенах серии 4 существует дополнительная двойная связь (дана пунктиром) между 14-м и 15-м углеродными атомами. в лейкотриенах серии 5 такие связи есть между 14-м и 15-м, 17-м и 18-м углеродными атомами.

В организме человека и животных П., тромбоксаны и лейкотриены образуются из общего предшественника — незаменимых полиненасыщенных жирных к-т с соответствующим числом углеродных атомов и двойных связей в молекулах, в т. ч. из линолевой кислоты (см.) и арахидоновой кислоты (см.). Первый этап превращения жирных к-т в П. осуществляется при участии фермента циклооксигеназы. При действии циклооксигеназы вначале образуются ПГС соответствующих серий и далее ПГН тех же серий. На следующем этапе из ПГН параллельно образуются ПГЕ, ПГF, ПГD, ПГI и ТХА. Лейкотриены образуются из тех же жирных к-т под действием другого фермента — липоксигеназы (КФ 1.13.11.12). Фактором, лимитирующим скорость биосинтеза П., является пул свободных жирных к-т, поэтому вещества, влияющие на гидролитическое расщепление триглицеридов, фосфолипидов и эфиров холестерина, в состав которых входят полиненасыщенные жирные к-ты, могут регулировать интенсивность образования П. Так, катехоламины (см.), брадикинин, ангиотензин II (см. Ангиотензинамид) и др. повышают освобождение жирных к-т в организме, тем самым косвенно стимулируя образование П. По-видимому, таков же механизм стимуляции биосинтеза П., тромбоксанов и лейкотриенов при ишемии или механическом воздействии на клетки. Кортикостероидные гормоны, напротив, подавляют биосинтез П., тромбоксанов и лейкотриенов, т. к. они ингибируют выход свободных жирных к-т. Известно, что некоторые соединения влияют на образование отдельных типов П. и тромбоксанов; так, перекиси жирных к-т специфически угнетают биосинтез ПГI2, а имидазол — образование ТХА2. Целый ряд лекарственных средств оказывает выраженное действие на образование П., тромбоксанов и лейкотриенов, изменяя не только их общее количество, но и соотношение между отдельными типами и сериями. Напр., лекарственные средства, обладающие противовоспалительным действием,— салицилаты, индометацин (метиндол), бруфен и др.— ингибируют циклооксигеназу, катализирующую первый этап биосинтеза П. Это приводит к предпочтительному использованию свободных жирных к-т по липоксигеназному пути, в результате чего уменьшается образование П. и тромбоксанов и повышается выход лейкотриенов. В то же время некоторые флавоноиды (напр., рутин) ингибируют липоксигеназу и подавляют биосинтез лейкотриенов. Изменение соотношения образующихся П. имеет важное значение, поскольку индивидуальные П. обладают разным, а нередко и противоположным по характеру биол, действием.

П. и тромбоксаны являются короткоживущими соединениями. Время полужизни некоторых из них исчисляется секундами. Быстрое разрушение П. обусловливает локальность их эффектов — П. действуют гл. обр. в месте их синтеза. Метаболизм П., приводящий к их быстрой инактивации, осуществляется во всех тканях, но особенно активно в легких, печени и почках. В процессе метаболизма П. вначале образуются 15-кето-13,14-дигидропроизводные исходных П., которые подвергаются дальнейшему окислению, вплоть до образования конечных продуктов, выводимых из организма с мочой.

Биол. действие П. чрезвычайно многообразно благодаря не только биол, «поливалентности» индивидуальных П., но и большому их разнообразию. Одним из биол, эффектов П. является их выраженное действие на тонус гладкой мускулатуры различных органов, причем действие разных типов П. часто является диаметрально противоположным. Так, простагландины F2 и D2 вызывают сокращение бронхов, а простагландин Е2 — их расслабление. Тромбоксан А2 сокращает стенки кровеносных сосудов и повышает АД, а простагландин I2 оказывает сосудорасширяющее действие, сопровождающееся гипотензивным эффектом. Антагонистические взаимоотношения между тромбоксаном А2 и простагландином I2 проявляются и при их действии на систему свертывания крови: тромбоксан А2 является мощным природным индуктором агрегации тромбоцитов, а простагландин I2, синтезирующийся в стенках кровеносных сосудов, выполняет в организме человека и животных роль ингибитора агрегации тромбоцитов. Соотношение простагландин I2/тромбоксан А2 имеет важное значение для нормального функционирования сердечно-сосудистой системы.

П. необходимы для процесса овуляции (см.); они влияют на продвижение яйцеклетки и на подвижность сперматозоидов, на сократительную деятельность матки (см.). П. необходимы также для нормальной родовой деятельности: слабую родовую активность и перенашивание беременности (см.) связывают с недостатком П., а повышенное образование П. может стать причиной самопроизвольных абортов (см.) и преждевременных родов (см.). У новорожденных П. регулируют закрытие сосудов пуповины и артериального протока.

П. играют также важную роль в регуляции деятельности почек. Они стимулируют образование ренина (см.), регулируют водно-солевой обмен (см.). Простагландины I2 и Е2 обладают натрийуретическим и диуретическим действием. По-видимому, именно эти П., а не простагландин А2, как предполагали ранее, ответственны за гипотензивное действие так наз. медуллина почек.

П. оказывают влияние на деятельность различных органов эндокринной системы. Они воспроизводят биол, эффект соответствующих тройных гормонов в их органах-мишенях. Так, в щитовидной железе П. стимулируют образование коллоида, окисление глюкозы, связывание йода с белком. В надпочечниках и яичниках П. влияют на стероидогенез. Природа взаимоотношений между П. и гормонами остается пока неясной. Предполагают, что П. модулируют действие гормонов и могут усиливать или ослаблять их эффекты.

Необычайно широкий спектр действия П. связывают с их влиянием на образование в тканях циклического 3',5'-АМФ, являющегося универсальным регулятором процессов, протекающих в клетке. В большинстве тканей П. вызывают резкое увеличение содержания 3',5'-АМФ и только в жировой ткани, в слизистой оболочке желудка и мочевого пузыря и др. снижают содержание 3',5'-АМФ. Биол, эффекты П. могут быть опосредованы и через другой нуклеотид — циклический гуанозинмонофосфат, а также через концентрацию ионов Са2+.

Важную роль в жизнедеятельности человека и животных играют также лейкотриены, которые, как и некоторые П. (в частности, простагландины Е и Г), являются медиаторами аллергических реакций. Открытие лейкотриенов позволило установить, что давно известная так наз. медленно реагирующая субстанция анафилаксии (SRS-A) тождественна лейкотриенам. Лейкотриены, образующиеся гл. обр. в лейкоцитах и тучных клетках, ответственны за спазмогенную активность SRS-A, влияют на проницаемость стенки кровеносных сосудов, вызывая отек тканей, оказывают хемотаксическое действие.

Нарушение образования П., тромбоксанов и лейкотриенов может быть причиной развития целого ряда патол. процессов. Давно известно, что длительное применение препаратов кортикостероидных гормонов может вызывать кишечные кровотечения и развитие язвенной болезни. Оказалось, что кортикостероидные гормоны и другие лекарственные средства, обладающие противовоспалительным действием, являются ингибиторами биосинтеза П., которые оказывают цитозащитное действие на клетки слизистой оболочки желудка и кишечника и угнетают секрецию соляной кислоты (см.). При язвенной болезни нелекарственного происхождения наблюдают значительное снижение синтеза П.; с избыточным образованием П., стимулирующих перистальтику кишечника, связывают появление диареи при некоторых инфекционных болезнях и раке. Нарушение биосинтеза простагландина I2 является одним из патогенетических факторов, обусловливающих развитие гипертонической болезни и атеросклероза. П. ответственны за появление отека и болевых ощущений при воспалении. Лейкотриены, обладающие спазмогенной активностью, играют существенную роль в патогенезе астмы. При дисменорее обнаружено повышенное образование П., поэтому индометацин и другие ингибиторы биосинтеза П. с успехом используются при этой патологии.

Количественное определение П. осуществляют при помощи хроматомасс-спектрофотометрии (см. Спектрофотометрия) и радиоиммунологического метода (см.). Предварительно П. экстрагируют из исследуемых образцов органическими растворителями. а затем хроматографируют на колонках с кремниевой к-той или на тонком слое силикагеля (см. Хроматография). Для тестирования новых соединений и изучения их биол, действия используют биол, методы.

Препараты простагландинов

Применение П. в клин, практике в качестве лекарственных средств ограничено, с одной стороны, их быстрой инактивацией в организме, а с другой — очень широким спектром действия, что обусловливает их побочные эффекты. В связи с этим постоянно ведутся поиски синтетических аналогов природных П., лишенных этих недостатков. В медицине в качестве лекарственных средств используют полусинтетические и синтетические П., в основном типа Е и Е.

Препараты П. выпускают в виде р-ров для инъекций, р-ров для пероральном применения, таблеток, аэрозолей, а также вагинальных лекарственных форм (шариков, силастиковых носителей П. и др.).

Препараты П. типа Е (динопростон, простин Е2 и др.) в дозах и концентрациях, близких к физиологическим, снижают моторику и тонус небеременной матки и усиливают их при беременности (см. Маточные средства), увеличивают сердечный выброс, кровяное давление в легочной артерии и проницаемость капилляров, снижают системное артериальное и венозное давление, усиливают коронарный и регионарный кровоток, расслабляют мышцы бронхов, тормозят секрецию желудочного сока, в зависимости от дозы усиливают или уменьшают почечный кровоток и диурез. Препараты простагландинов Е1, не оказывая влияния на процессы свертывания крови, тормозят агрегацию тромбоцитов, задерживают образование тромбов и ретракцию кровяного сгустка; препараты простагландинов Е2 стимулируют агрегацию тромбоцитов.

Препараты П. типа F (динопрост, простин F2альфа, энзапрост F, 15-метил-ПГF2альфа и др.) усиливают моторику беременной и небеременной матки, стимулируют стероидогенез в желтом теле и атрезию желтого тела, оказывают родостимулирующее и абортивное действие, усиливают сокращение маточных труб, обладают противозачаточным действием; повышают тонус мышц кишечника и бронхов, системное артериальное и венозное давление, но уменьшают регионарный артериальный кровоток, сужают почечные сосуды, оказывают антидиуретический эффект, стимулируют секрецию желудочного сока и соляной к-ты в желудке.

Использование препаратов П. противопоказано при воспалительных инф. заболеваниях, спастических заболеваниях жел.-киш. тракта, глаукоме, аллергических заболеваниях.

При применении препаратов П. часто наблюдаются побочные явления: тошнота, рвота, понос, головные боли, изменение АД, повышение температуры тела и внутриглазного давления, бронхоспазм п др.

Применение П. в качестве лекарственных средств допускается только в специализированных леч. учреждениях. Простагландины Е1 и Е2 применяются для профилактики и купирования бронхоспастических состояний различной этиологии, для лечения эссенциальной гипертонии и язвенной болезни желудка. В акушерской практике простагландины F2альфа и Е2 и их аналоги используются для прерывания беременности на различных сроках, а также для возбуждения и стимуляции родовой деятельности.

Применение простагландинов в акушерстве и гинекологии

Первое сообщение о стимулирующем действии П. на беременную матку in vitro было опубликовано в 1964 г. Бигдеменом (М. Bygdeman), однако механизм этого действия полностью пока не ясен. Одни исследователи связывают стимулирующее влияние П. на матку с деполяризацией клеточных мембран и освобождением ионов Ca2+, другие объясняют механизм окситотического эффекта П. их прямым стимулирующим действием на гипофиз и считают, что окситоцин (см.) и П. потенцируют действие друг друга. А. Н. Кудрин и Л. С. Персианинов полагают, что П., помимо воздействия на специфические рецепторы, способны непосредственно влиять на функциональные структуры клетки.

На основании многочисленных научных публикаций можно сделать вывод, что П. являются эффективным и щадящим средством для вызывания родов (см.), прерывания беременности и стимуляции родовой деятельности. П., применяемые в терапевтических дозах, не оказывают неблагоприятного влияния на мать в плод. Чувствительность матки к введению П. различна на разных сроках беременности; на очень ранних и на поздних сроках беременности стимулирующий эффект вызывается легко, а в промежутке между ними миометрий на введение препаратов П. реагирует слабо.

Для искусственного прерывания беременности используются внутривенное, внутримышечное, вагинальное, пероральное, экстра- и интраамниальное введения П. При прерывании беременности на ранних сроках наиболее эффективным оказалось введение 15-метил-ПГF2альфа (метилового эфира простагландина F2альфа) в виде свечей (3 мг) или внутримышечно (по 200—300 мкг 5 раз через каждые 3 часа); при беременности сроком 13—14 нед.— экстраамниальное однократное введение 15-метил-ПГF2альфа (2,5 мг) с вяжущим веществом (гискон) или в виде свечей (3 мг); после 15-й недели беременности — интраамниальное введение 2,5 мг 15-метил-ПГF2альфа или 40—50 мг ПГF2альфа, а также свечи с 15-метил-ПГF2альфа (3 мг).

Для возбуждения и стимуляции родовой деятельности можно использовать внутривенное, пероральное, экстраамниальное, вагинальное и ректальное введение препаратов П.; наибольшее распространение получило внутривенное капельное строго дозированное введение. Для внутривенного введения используется р-р ПГF2альфа в разведении 5 мг на 500 мл изотонического р-ра хлорида натрия или 5% р-ра глюкозы и р-р ПГЕ2 в разведении 1 мг на 500 мл растворителя (растворители те же). Приготовленный р-р вводится со скоростью от 6—8 до 40 капель в 1 мин.

В акушерской практике ПГF2альфа и ПГЕ2 в виде свечей или р-ра, которые вводятся в канал шейки матки или нижний сегмент матки, используются для подготовки женского организма к родам и с целью родовозбуждения.

При использовании П. в качестве лекарственных средств в акушерской и гинекол. практике, помимо отмеченных выше побочных реакций, иногда наблюдают гипертонус и гиперсистолию матки, нарушение сердечной деятельности плода. Побочные реакции и осложнения чаще бывают при прерывании беременности, т. к, в этих случаях применяют большие дозы П.; для профилактики и лечения побочных реакций и осложнений рекомендуется ритодрин.

Противопоказания к применению П. с целью вызывания аборта, возбуждения и стимуляции родовой деятельности: тяжелые соматические заболевания, аллергические реакции на введение лекарственных средств, бронхиальная астма, эпилепсия, рубец на матке, анатомически и клинически узкий таз, предлежание плаценты, преждевременная отслойка нормально расположенной плаценты.


Библиография: Биохимия гормонов и гормональной регуляции, под ред. Н. А. Юдаева, с. 300, М., 1976; Кудрин А. Н., Персианинов Л. С. и Короза Г. С. Механизмы стимулирующего действия простагландина F2a на сократительную деятельность матки, Акуш. и ги-нек., № 11, с. 1, 1973; Машковский М. Д. Простагландины как возможные лекарственные средства, Хим.-фарм. шурн., т. 7, № 7, с. 7, 1973; Персианинов JI. С. Механизм действия простагландина F2a и его клиническое применение в акушерстве, Акуш. и гинек., № 6, с. 7, 1975; Пивницкий К. К. Достижения биохимии простагландинов, Пробл. эндокринол., т. 20, № 6, с. 98, 1974, библиогр.; он же, Биосинтез, метаболизм и действие простагландинов, Вестн. АМН СССР, № 9, с. 69, 1976; Простагландины, под ред. И. С. Ашгихина, М., 1978; Простагландины и их применение в акушерстве, под ред. JI. С. Персиа-нинова, М., 1977; Чернуха Е. А., Персианинов Л. С. и Ботвин М. Л. Родовозбушдение проста-гландином F2a и его аналогом 15-ME--nrF2a, Сов. мед., JNs 6, с. 78, 1977; Эмбри М. П. Простагландины в репродуктивной функции человека, пер. с англ.; М., 1978, библиогр.; Advances in prostaglandin and thromboxane research, ed. by B. Samuelsson a. R. Paoletti, v. 1 — 8, N. Y., 1976—1980; Anderson A. B. a. o. Trial of prostaglandin-synthetase inhibitors in primary dysmenorrea, Lancet, v. 1, p. 345, 1978; С sap о A. I. a. Pulkkinen M. O. The mechanism of prostaglandin action on the early pregnant human uterus, Prostaglandins, v. 18, p. 479, 1979; Embrey M. P., Hil-lier K. a. Mahendran P. Termination of pregnancy by extraamniotic prostaglandins and the synergistic action of oxytocin, в кн.: Advanc. in Biosci., ed. by S. Bergstrom, v. 9, p. 507, Oxford a. o., 1973; Horrobin D. F. Prostaglandins, physiology, pharmacology and chemical significance, Montreal, 1978; The pharmacological basis of therapeutics, ed. by A. G. Gilmar a. o., N. Y., 1980; Practical applications of prostaglandins and their synthesis inhibitors, ed. by S. M. M. Karim, Baltimore, 1979; Prostacyclin, ed. by J. R. Yanea. S. Bergstrom, N. Y., 1979.



Популярные статьи

Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание