Autakoidy Lipidowe 1 Teoria Flashcards
PAF budowa chemiczna
- Jest fosfolipidem eterowym
2. Chemiczna nazwa: 1-O-alkilo-2-acetylo-sn-glicerolo-3-fosfocholina
Powstawanie PAF
- Szlak de novo
1) konstytutywnie w małych ilościach
2) ciąg reakcji podobnych do szlaku syntezy lecytyny
3) obecny przede wszystkim w CNS i w nerkach - Szlak remodelingu błon lipidowych
1) w większych ilościach
2) podczas reakcji zapalnej
Szlak remodelingu błon lipidowych
- Fosfolipaza A2 (PLA2) odcina od fosfolipidu błonowego (Acylo-PAF) kwas tłuszczowy z pozycji 2
- Powstaje w ten sposób Lizo-PAG
- Acetylotransferaza powoduje acetylacje Lizo-PAF do PAF
- Gdy acylo-PAF ma w 2 pozycji kwas arachidonowy synteza PAF jest sprzęgnięta z powstawaniem eikozanoidow
Czynniki aktywujące PLA2 i stymulujące tworzenie sie PAF
- > wszystkie bodźce prozapalne
1. Biologiczne np. LPS, cytokiny
2. Chemiczne np. szok osmotyczny, duża zmiana pH
3. Mechaniczne
4. Termiczne
Komórki syntezujące PAF
- Płytki krwi
- Komórki zapalne (makrofagi, eozynofile, neutrofile, mastocyty)
- Komórki srodblonka
- Komórki nerwowe
Receptor dla PAF
A) Gq DAG i IP3
B) Występowanie:
- Płytki krwi
- Komórki układu immunologicznego
- Miocytach gładkich
- Srodblonek naczyn
- Nabłonek przewodu pokarmowego i oskrzeli
- Neurony
Działanie PAF
-> bardzo silne -> juz przy stężeniu 10^-11 M
- Aktywacja i nasilenie agregacji płytek krwi
- Pobudzenie komórek zapalnych, nasilenie chemotaksji
- Rozkurcz naczyn, pobudzenie zapalne srodblonka, ↑przepuszczalności naczyn
- Skurcz mięśni gładkich ->macicy, oskrzeli i przewodu pokarmowego, aktywacja zapalna nabłonka oskrzeli i jelit
- Udział w neurotransmisji w CNS -> wzmacnia transmisje w neuronach zależnych od aminokwasow pobudzających
Działanie glikokortykosteroidow na PAF
- Indukują w komórkach syntezę lipokortyny, która hamuje PLA2 -> ↓ syntezy PAF
PAF Inaktywacja
- Przekształcany pod wpływem acetylohydrolazy w lizo-PAF -> który pod wpływem acylotransferazy może zostać przekształcony w acylo-PAF
Eikozanoidy - szlaki powstania
- Z kwasu arachidonowego (PLA2)
- Z kwasu dihomo-gamma-linolenowego
- Z EPA - kwasu eikozapentaenowego
Eikozanoidy - szlaki powstawania z kwasu arachidonowego (PLA2)
- Szlak syntaz prostaglandyny H (cyklooksygenazy) -> prostanoidy
- Szlak lipooksygenaz -> leukotrieny, lipoksyny, hepoksyliny, niektóre HETEs - kwasy hydroksyeikozatetraenowe
- Szlak hydroksylaz -> niektóre HETEs
- Szlak epoksygenaz cyt P450 -> EETs - kwasy epoksyeikozatrienowe
- Nieenzymatycznie -> pod wpływem relatywnych firm tlenu - izoprostany
Eikozanoidy - szlak powstania kwasu dihomo-γ-linolenowego
- Powstają prostaglandyny serii 1 i leukotrieny serii 3 analogicznie do eikozanoidów z AA
- Kwas dihomo-γ-linolenowy może być przekształcany do AA
Eikozanoidy - szlak powstania z EPA - eikozapentaenowy
- Powstają prostaglandyny serii 3 i leukotrieny serii 5 analogicznie do eikozanoidów z AA
- EPA dominuje w diecie Eskimosów
- Np. TXA3-> słabiej stymuluje płytki niż TXA2 -> przeciwmiażdżycowe działanie EPA
Cechy i specyficzne własności syntezy eikozanoidow
- Brak magazynowania-> synteza de novo
- >bo lipofilne - Transcellularny metabolizm - gdy komórka nie dysponuje odpowiednim enzymem do syntezy odpowiedniego eikozanoidu może przetransportować jego prekursor do sąsiedniej komórki
- Szybki metabolizm do nieaktywnych stabilnych metabolitów (ich stężenia mogą służyć do ilościowej oceny eikozanoidów in vivo)
Transcelularny metabolizm eikozanoidów - przykłady reakcji
- LTA4 neutrofil do płytek krwi -> które produkują lipoksyny
- PGH2 płytka krwi do srodblonka -> produkcja PGI2
- Płytki krwi i srodblonek z LTA4 -> LTC4
- Erytrocyty i limfocyty T z LTA4 -> LTB4
Reakcja powstania PGH2
Enzym: PGHS
Etapy reakcji:
1. Zamknięcie 5 członowego pierścienia kwasu arachinowego i utworzenie mostka miedzy 2 tlenkami (katalizowana przez COX) -> powstaje PGG2
- Redukcja PGG2 do cyklinicznego nadtlenku - PGH2 (katalizowana przez peroksydazę)
PGHS
- Syntaza prostaglandyny H
- Ma 2 aktywności: Cyklooksygenazy (COX) i Peroksydazy (PX)
- Jest dimerem ulokowanym na błonach (głownie ER)
- Do miejsca aktywnego AA musi dotrzeć przez kanał hydrofobowy -> nim także uwalniana jest PGH2
Synteza z PGH2 odpowiednich produktów końcowych - enzymy
Izomerazy
- TXA-S -> syntaza TXA
- PGI-S -> syntaza PGI
itd.
PGD-S -> syntaza PGD2 -> powstaje z niej następnie PGJ2 i jej metabolity
Kontinuum COX
- Hipoteza ktora zakłada ze nie ma tylko dwóch szlaków COX 1 i 2 tylko jest dużo możliwości modyfikacji potranskrypcyjnej tych enzymów -> więc może dochodzić do wielu odmian COX o różnym sposobie regulacji ekspresji
- Odkryto COX 3 - mózgową, ale nie jest kodowana przez inny gen -> powstaje na bazie transkryptu dla COX-1 z zachowanym intronem 1
- Najprawdopodobniej nie odgrywa znaczącej roli w wytwarzaniu eikozanoidów
Syntaza prostaglandyny H 1 (COX-1) ekspresja i lokalizacja
- Konstytutywna
- Możliwy ↑ekspresji pod wpływem cytokin czy LPS
- Większość tkanek, m.in. śluzówka żołądka i płytki krwi
PGHS 1 aktywność
- Wytwarza mniej PG niz COX-2 ale ścisłe regulowane
- Aktywność zależy od stężenia cytoplazmatycznego Ca2+
- Reakcja wymaga nadtlenków lipidów
- NO moze aktywować
- CO i niedobor hemu mogą hamować
COX-2, PGHS-2 -> indukcja przez co i gdzie
- Indukowana przez cytokiny, LPS, czynniki prozapalne
2. Indukowana w komórkach biorących udział w zapaleniu: makrofagach, fibroblastach, chondrocytach, synowiocyty itd
Syntaza PGH2 (COX-2, PGHS-2) lokalizacja konstytutywna
- Nerki
- Środbłonek
- Jądra
- Mózg
- Nabłonek oskrzeli
Syntaza PGH2 (COX-2, PGHS-2) aktywność
- Wytwarza w sposób ciągły, duże ilosci eikozanoidow
- Aktywność nie zależy od Ca
- Reakcja w mniejszym stopniu wymaga obecności nadtlenków lipidów,
- NO moze aktywować
- CO i niedobor hemu mogą hamować
Działanie GKS na syntazy PGH (COX)
- Hamują indukcję tylko COX-2 -> nie COX-1
2. Pośrednio hamują COX-1 i -2 przez indukcję lipokortyny i hamowanie PLA2
Synteza LT z arachidonianu
- Enzym: 5-LOX (lipooksygenaza)
- 5-LOX wymaga do aktywacji białka FLAP (Five-LOX-Activating Protein), które jest aktywowane przez ↑ Ca2+
- Powstaje 5(S)-HPETE -> kwas hydroperoksyeikozatetraenowy
- 5-LOX przemienia go do LTA4 (niestabilnego)
Leukotrieny cysteinylowe
- Które: LTC4, LTD4, LTE4
- Inne nazwy: sulfidoleukotrieny lub peptydoleukotrieny
- Zawierają atom siarki
- Aktywują swoiste receptory CysLT 1-2
Powstanie leukotrienów cysteinowych i LTB4 z LTA4
- Przez syntazę LTC4 po dołączeniu reszty glutationu -> powstaje LTC4
- > następnie z niego powstaje na zewnątrz komórki kolejno LTD4 i LTE4 pod wpływem peptydaz - LTB4 powstaje z LTA4 pod wpływem działania hydrolazy LTA4
Komórki w których powstaje LTC4
- Eozynofile
- Mastocyty
- Płytki krwi
- Komórki śródbłonka
Komórki w których powstaje LTB4
- Neutrofile
- Monocyty, makrofagi
- Limfocyty
- Erytrocyty
- Nabłonek oskrzeli
Inne rodzaje LOX niz 5-LOX
12-LOX
15-LOX
12-LOX
- Głównie w płytkach krwi
Przemiany:
- Z LTA4 tworzy lipoksyny A4 i B4 (LXA4 i LXB4)
- 12-LOX tworzy również hepoksyliny i 12-HETE -> nie odkryte właściwości biologiczne
Lipoksyny A4 i B4
- Mają one silne działanie przeciwzapalne i immunomodulujące
- Mogą brać udział w mechanizmach ustępowania reakcji zapalnej
15-LOX
- Moze tworzyć lipoksyny bądź 15-HETE
Działanie aspiryny na COX-2
- Kwas acetylosalicylowy acetylujac COX-2 nie inaktywuje go zupełnie -> acetylowane COX-2 konwertuje AA do 15R-HETE
- Jest on przy udziale 5-LOX jest przekształcany do 15-epi-LXA4 i 15-epi-LXB4 -> czyli tzw. ATL -> aspirin-triggered lipoxins
- COX-1 nie podlega takiej przemianie
ATL - Aspirin Triggered Lipoxins
- Związki o podobnej budowie i analogicznym działaniu do lipoksyn
- Są bardziej oporne na rozkład, działają dłużej
- Maja duże znaczenie w komórkach z duzo ilością COX-2 (zapalne, srodblonek)
Szlak epoksygenaz
- Enzymy: Monooksygenazy cyt P450 -> obecne w większości komórek
- Powstają kwasy epoksyeikozatrienowe (EETs) i dihydroksyeikozatrienowe (DHET)
Kwasy epoksyeikozatrienowe (EETs) i dihydroksyeikozatrienowe (DHET)
- Regulacja funkcji nerek
- Możliwe działanie przeciwzapalne
- Są utożsamiane z EDHF -> endothelial-derived hyperpolarizing factor
- Mogą wchodzić one w skład fosfolipidów błonowych -> są w nich magazynowane
- Rozkładane przez: hydrolazy epoksydowe -> w badaniach ich inhibitory np. AUDA
EDHF
= Endothelial - Derived Hyperpolarizing Factor
- Produkowany przez śródbłonek
- Otwiera kanał potasowy na miocytach (Ca2+ - activated K+ channel)
Przemiany nieenzymatyczne eikozanoidów
- Pod wpływem wolnych rodników tlenowych -> peroksydacja kwasu arachidonowego
- Powstają Izoprostany - stereoizomery PG
- Nasilają się te przemiany w obecności stresu oksydacyjnego
Izoprostany działanie
- Silnie kurczą naczynia
2. Nasilają tworzenie się zmian miażdżycowych (mogą pobudzać receptor dla TXA2)
Działanie eikozanoidów - ogólnie
- Wiele eikozanoidów może pobudzać kilka rodzajów receptorów
np. receptor TP może być pobudzane przez izoprostany i PGH2 - Duże stężenia jednych PG np. PGE2 mogą pobudzać receptory innych np. IP
Receptor DP1
Dla PGD2
↑cAMP
- Nasilenie reakcji alergicznej w oskrzelach (↑ chemotaksji eozynofili)
- Rozkurcz mm gładkich
- Hamowanie agregacji płytek krwi
- Udział w mechanizmie snu w CNS
Receptor DP2
Dla PGD2
↑Ca2+
- Hamowanie pobudzenia zapalnego komórek układu immunologicznego
- Hamowanie reakcji alergicznej w oskrzelach
Receptor EP1
Dla PGE2
↑IP3
- Nasilenie karcynogenezy w jelicie grubym
- Hyperalgezja
Receptor EP2
Dla PGE2
↑cAMP
- Regulacja filtracji klebuszkowej, resorpcji zwrotnej i przepływu krwi przez nerki
- Rozkurcz naczyn
- Rozkurcz oskrzeli
- Udział w mechanizmie owulacji i zapłodnienia
- Hamowanie produkcji leukotrienów w eozynofilach
Receptor EP I-VI, e, f/ różne
Dla PGE2
Rożne typy rożne działanie ↑cAMP, ↓cAMP, ↑IP3
- Termoregulacja w podwzgórzu
- ↑Przepuszczalności naczyń mikrokrążenia
- Hamowanie wydzielania soku żołądkowego
- Nasilanie wydzielania śluzu i wodorowęglanów w żołądku
- Skurcz mięśniówki podłużnej przewodu pokarmowego
- Nasilenie transportu elektrolitów do światła jelita
Receptor EP4
Dla PGE2
↑cAMP
- Utrzymanie drożności przewodu tętniczego
- Przyrost masy kostnej
- Nasilenie karcynogenezy i hamowanie reakcji zapalnych w jelicie grubym
- Rozkurcz mięśniówki okrężnej przewodu pokarmowego
Receptor FP A, B
Dla PGF2alfa
↑IP3
- Skurcz macicy
- Skurcz naczyn
Receptor TP α/ β
Dla TXA2
↑IP3 (także spadek cAMP)
- Agregacja płytek krwi
- Skurcz naczyn (zwłaszcza nerkowych)
- Nasilenie aterogenezy
- Skurcz oskrzeli
- Nasilenie resorpcji zwrotnej wody
- Skurcz macicy
- Udział w dojrzewaniu tymocytów
Receptor IP
Dla PGI2
↑cAMP
- Hamowanie agregacji płytek krwi
- Rozkurcz naczyń
- Hamowanie adhezji komórek zapalnych do srodblonka i aterogenezy
- Regulacja funkcji nerek-> ↑filtracji klebuszkowej, działanie natriuretyczne
- Rozkurcz oskrzeli
- Nasilenie transportu elektrolitów do światła jelit
Receptor PPARγ
Dla PGJ2 i deoksy-PGJ2
Peroxisome proliferator-activated receptor
- Działanie SILNE przeciwzapalne np. hamowanie indukcji cytokin prozapalnych
- Udział w regulacji metabolizmu cukrów i insuliny
Receptory dla LTB4
BLT1, BLT2
Rożne białka G
- Znaczne nasilenie chemotaksji neutrofili, eozynofili i monocytow
- Pobudzenie zapalne tych komórek
- Hiperalgezja (nasilone odczuwanie bólu)
Receptory CysLT1
Dla LTD4 i w mniejszym stopniu LTC4 i LTE4
↑IP3
- Skurcz oskrzeli
- Nasilenie pobudzenia komórek układu immunologicznego
- Hamowanie procesów zapalnych i włóknienie w płucach
Receptory CysLT2
Dla LTC4 i w mniejszym stopniu LTD4 i LTE4
↑IP3
- Skurcz oskrzeli
- Nasilanie procesów zapalnych i włóknienie w płucach