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Prostaglandine

Cosa sono le prostaglandine?

Le prostaglandine sono molecole ad azione paracrina, agiscono cioè su cellule immediatamente adiacenti a quelle che le hanno prodotte; solo raramente le prostaglandine possono fluire per mezzo della circolazione sanguigna andando ad agire su tessuti ed organi distanti, esibendo pertanto una funzione tipicamente endocrina.

Le prostaglandine sono prodotte dalle membrane delle cellule in quasi ogni parte del corpo ed il loro nome deriva dall’errata interpretazione dei dati rilevati in occasione della loro prima identificazione, avvenuta negli anni trenta in campioni di liquido seminale.

In quella occasione, infatti, si pensò che a produrle fosse la ghiandola prostatica e pertanto vi fu assegnato il nome di prostaglandine. In realtà, in quella specifica circostanza, provenivano dalla membrana delle vescicole seminifere. Dal punto di vista chimico si tratta di idrossiacidi grassi insaturi derivati dall’acido arachidonico.

Struttura di una prostaglandina

Struttura di una prostaglandina.

Funzioni delle prostaglandine

All’interno del panorama delle conoscenze di endocrinologia, le prostaglandine occupano un capitolo a sé per la grande eterogeneità di funzioni che sono in grado di svolgere. Esse vengono prodotte praticamente in ogni distretto corporeo ed esercitano la propria azione generalmente nello stesso distretto in cui sono prodotte, essendo pertanto annoverate tra gli ormoni ad azione cosiddetta “locale”.

Per questa caratteristica, è difficile determinare una generalizzazione convincente circa il ruolo svolto dalle prostaglandine nell’organismo, anche se tra i vari compiti che svolgono uno dei più frequenti riguarda la regolazione dell’azione della muscolatura liscia, come accade ad esempio per le prostaglandine prodotte dai reni che agiscono sulla muscolatura dei vasi sanguigni. In quel contesto, le prostaglandine regolano la vasocostrizione o in alternativa la vasodilatazione dei condotti.

Altre funzioni in cui sono coinvolte le prostaglandine riguardano il funzionamento delle cellule del sangue, come le piastrine, e la risposta di tipo infiammatorio. Da questo punto di vista alcuni farmaci, come le aspirine, agiscono sui processi infiammatori proprio inibendo la sintesi di prostaglandine.

Caratteristiche delle prostaglandine

Tra le caratteristiche che possono essere associate alle prostaglandine annoveriamo la capacità di essere efficaci a basse concentrazioni, la capacità di avere come bersagli i medesimi tessuti da cui sono state sintetizzate e secrete nonché la breve durata della loro esistenza, venendo rapidamente degradate subito dopo l’utilizzo, generalmente nel fegato e nei polmoni, attraverso degradazione ossidativa.

Dal punto di vista fisiologico, benché siano solubili nei lipidi, legano generalmente recettori localizzati sulla superficie delle cellule e sono accoppiati al sistema dell’AMP Ciclico.

Chimica delle prostaglandine

Le prostaglandine possono essere divise in 9 classi, identificate come PGA, PGB, PGC, PGD,PGE, PGF, PGG, PGH,PGI. L’appartenenza ad uno o all’altro gruppo dipende dalla natura dei sostituenti chimici legati agli atomi dell’anello carbonioso.

Per ogni classe, si distinguono differenti “tipi” di prostaglandine, identificati da un numero che segue la sigla in lettere (ad esempio PGH-1); il numero che identifica il tipo di prostaglandina riflette il numero di doppi legami presenti nella catena laterale, ossia il suo grado di insaturazione.

Infine, i gruppi ossidrili interni alla catena possono essere presenti in configurazione cis oppure in configurazione trans; per distinguere queste due possibili alternative di indicano con la lettera “ɑ” quelli che possiedono il gruppo in configurazione cis e con la lettera “β” quelli che lo possiedono in configurazione trans.

Come detto, sono degli idrossiacidi grassi insaturi a venti atomi di carbonio che condividono la struttura portante dell’acido prostanoico, molecola con una porzione ciclica a cinque atomi di carbonio e due catene laterali costituite da idrocarburi.

La formazione delle prostaglandine avviene ad opera di un enzima principale, la ciclossigenasi, in un processo detto “via ciclossigenasica” che coinvolge come molecola di partenza l’acido arachidonico. La disponibilità dell’acido arachidonico in prossimità della membrana è dovuta all’azione delle fosfolipasi sui lipidi di membrana, che liberano attraverso una azione idrolitica le molecole di acido necessarie alla sintesi delle prostaglandine.

Acido arachidonico

Figura 2: Acido arachidonico, precursore delle prostaglandine.

Sintesi delle prostaglandine

L’enzima ciclossigenasi, detto anche COX (prostaglandina – endoperossido- sintasi) è una ossidoriduttasi e agisce rendendo ciclica la catena carboniosa dell’acido arachidonico con consumo di ossigeno e rimuovendo un ossigeno dal gruppo idroperossido che rappresenta il sostituente al carbonio 15, che convertito in idrossido consente attività biologica alle molecole da essa derivate.

La prostaglandina-endoperossido, prodotto intermedio di reazione, viene convertita in PGH di tipo 2 che viene a sua volta utilizzata come substrato per la la formazione delle altre classi di prostaglandine.
Gli enzimi COX esistono in tre differenti isoforme, dette COX-1, COX-2 e COX-3, la cui presenza varia in base ai distretti corporei.

Isoforme più comuni della ciclossigenasi

Figura 3: Le due isoforme più comuni della ciclossigenasi (COX).

Farmaci inibitori delle prostaglandine

I farmaci inibitori delle prostaglandine sono definiti FANS,ossia farmaci antiinfiammatori non steroidei, e sono una classe di farmaci estremamente diffusi specialmente come farmaci da banco.

Il loro principale utilizzo è legato all’azione antiinfiammatoria, antidolorifica e antipiretica. La azione dei FANS è diretta proprio ad inibire il funzionamento della ciclossigenasi andando ad interferire con i siti attivi di legame dell’enzima.

In particolare, il target dell’azione farmacologica dei FANS sono le COX di tipo 2, la cui presenza in circolo è associata agli stati infiammatori e febbrili. Sebbene i FANS in grado di interagire in maniera non selettiva con la COX di tipo 2 abbiano una maggiore capacità di produrre ulcere gastriche ed altri problemi all’apparato gastro-intestinale, essi sono comunque da preferire ai FANS selettivi a causa del rischio, connesso a questi ultimi, di generare trombosi e quindi infarti.

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