A comienzos de la década de 1930 se observó que el líquido seminal humano podría inducir contracciones musculares en el tejido uterino. Se creyó que este fenómeno era causado por una sustancia ácida producida en la próstata. Esta sustancia desconocida fue llamada prostaglandina por Ulf von Euler. A pesar de nuestra comprensión actual de la naturaleza omnipresente de estos compuestos, se sigue usando el nombre original.
¿Qué son las prostaglandinas?
Son sustancias de carácter lipídico estructuralmente formadas por un anillo ciclopentano y dos cadenas alifáticas. Junto con los tromboxanos (TX) y las prostaciclinas (PGI) conforman la familia de los prostanoides, cuyos precursores inmediatos son ácidos grasos poliinsaturados (C20) denominados icosanoides, el más importante es el ácido araquidónico mismo que podemos obtenerlo de la dieta a través del ácido linoleico. En la naturaleza se encuentran muchos patrones de sustitución; los más comunes son representados a continuación:
En cada caso las iniciales PG indican que es una prostaglandina y la tercera letra el patrón de sustitución. PGA, PGE, PGC exhiben un grupo carbonilo y un enlace π carbono-carbono en el anillo de cinco átomos de carbono. Como se puede ver entre estos tres compuestos solo difieren por la ubicación de dicho doble enlace. PGD y PGE son hidoxicetonas, es decir, tiene un grupo hidroxilo (OH) como sustituyente. PGF, es un diol 1,3. PGG son endoperóxidos.
El número de dobles enlaces que presente las cadenas laterales se indica como subíndice en la abreviatura. Por ejemplo la dinoprostona (PGE2).
Para el patrón de sustitución PGF se agrega un descripot adicional haciendo referencia a si los alcoholes presentan una estereisomería cis (representado con la letra α) o trans (letra β)
A las prostaglandinas se les considera hormonas de acción local porque actúan cerca de sus sitios de síntesis, tienen una vida media corta y no se almacenan. Tras su liberación rápidamente son captadas por las células en donde son inactivadas. Los pulmones son un lugar importante para su catabolismo.
Biosíntesis de las prostaglandinas
El proceso de síntesis de las prostaglandinas se puede resumir en tres fases. En la primera fase ocurre la liberación del ácido araquidónico a partir de los fosfolípidos de membrana por acción de una fosfolipasa (PLA o PLC) como consecuencia de estímulos específicos de los tejidos, pueden ser hormonales (bradiquinina o adrenalina) o por proteasas (trombina).
En la segunda fase, la ciclooxigenasa (COX) también llamada prostaglandina H sintasa (PGH sintasa) ejerce acción en el ácido araquidónico para formar PGH2. La enzima COX posee dos formas distintas (COX-1 y COX-2), mismas que son blancos importantes para la acción de los antiinflamatorios no esteroides (AINEs).
La intervención de la ciclooxigenasa es desprotonar un átomo de carbono que será estabilizado por resonancia. Los dobles enlaces rico en electrones formarán un enlace con el electrón desapareado libre del oxígeno molecular dando lugar a dos radicales peroxi. La peroxidasa será la responsable de transformar uno de los radicales peroxi a un radical hidróxilo. En la última fase la PGH2 se convierte en otras prostaglandinas y tromboxano A2 por diversas vías.
La ciclooxigenasa 1 es responsable de la producción de prostaglandinas que participan en el revestimiento de los tejidos que revisten el estómago, mientras que la segunda se induce por citocinas y es la responsable de la elevada concentración de prostaglandinas en procesos inflamatarios asociados al dolor y la fiebre.
Aspirina y antiinflamatorios no esteroideos
El ácido acetilsalicílico (AAS) fue sintetizado en el año 1897 por el químico alemán Felix Hoffman y comercializado bajo el nombre de “aspirina” dos años más tarde. A partir de entonces se ha convertido en uno de los fármacos más utilizados debido a sus propiedades antiinflamatorias, analgésicas y antipiréticas, sin embargo, pasó mucho tiempo sin saber la forma en que actuaba este fármaco. No fue sino hasta el año de 1971 cuando el científico británico John Vane pudo elucidar el mecanismo de dichos efectos.
Las acciones farmacológicas de la aspirina y otros AINEs, como el ibuprofeno, se deben a la inhibición irreversible de la ciclooxigenasa por acetilación de un residuo de serina específico, alterando de esta manera la síntesis de prostaglandinas, tromboxanos y prostaciclinas. Cuando la acetilación del residuo de serina ocurre en la COX de las plaquetas, provoca pérdida de la capacidad de agregación, razón por la cual la administración de AAS es muy útil en la prevención de ataques cardiacos y accidentes cerebrovasculares.
Los efectos benéficos del AAS ocurren mediante la inhibición de COX-2 responsable de inducir la inflamación, la hipertermia y el dolor. Por el contrario la inhibición de COX-1, una enzima que se encuentra de manera constitutiva en la mucosa del estómago, riñones, plaquetas y endotelio vascular, evita la síntesis de prostaglandinas fisiológicamente importantes para la protección de daños en estos tejidos.
Conclusiones
¡La complejidad del ser humano es increíble, no tiene límites nuestro metabolismo! Las prostaglandinas son otro ejemplo más de compuestos orgánicos sintetizados a partir del ácido araquidónico, con una compleja ruta metabólica donde intervienen una serie de enzimas como las ciclooxigenasas, además de moléculas como el oxígeno, que por lo que parece; no es solo importante para la respiración.
Se analiza además la relación que existe entre este tipo de compuestos y fármacos muy usados por todas las personas como la aspirina y el ibuprofeno. En otros post analizaremos otras rutas metabólicas que están conectadas de manera directa con las prostaglandinas.
Bibliografía
- Klein D., (2008) Química Orgánica, Editorial medica Panamericana.
- Katzung G. B., Masters S. B., Trevor A.J., Farmacología Básica y Clínica 11a ed. Editorial Mc Graw Hill Lange.
- R.M. Botting.Vane’s discovery of the mechanism of action of aspirin changed our understanding of its clinical pharmacology. Pharmacol Rep., 62 (2010), pp. 518-525
- R.M. Botting. Inhibitors of cyclooxygenases: mechanisms, selectivity and uses. J Physiol Pharmacol., 57 (2006), pp. 113-124
Un repaso breve y sencillo sobre las prostaglandinas y el mecanismo de acción de los AINEs. Muchas gracias por compartirlo con el resto 🙂
Sí, es importante conocer la biosíntesis de las prostaglandinas para poder entender el mecanismo de estos medicamentos que tomamos de manera frecuente. Gracias por tu comentario y tus lecturas !! 😉