Was sind Eicosanoide?
Eicosanoide sind eine äußerst komplexe Gruppe organischer Moleküle, die eine Reihe von Funktionen im Körper haben. Abgeleitet von Fettsäuren, sind sie Signalmoleküle mit einer kurzen Halbwertszeit, die eine Reihe von verschiedenen Pfaden steuern. Zu den Familien der Eicosanoide zählen Prostaglandine, Prostacycline, Thromboxane und Leukotriene mit jeweils mehreren Verbindungsreihen. Je nachdem, welche Moleküle produziert werden, können sie Entzündungen hervorrufen oder diese reduzieren. Zu den Arzneimitteln, die die Eicosanoid-Produktion beeinflussen, gehören nichtsteroidale entzündungshemmende Arzneimittel (NSAIDs) wie Aspirin und Ibuprofen sowie Nebennieren-Steroide.
Die Produktion von Eicosanoiden beginnt mit dem Empfang eines extrazellulären Signals an einem bestimmten Erfassungspunkt, der als Rezeptor bekannt ist . Dadurch wird ein Zellmembranenzym namens Phospholipase aktiviert, das eine bestimmte Fettsäure spaltet. Dies ist der einzige Schritt, den alle Eicosanoide gemeinsam haben. Die erzeugte Fettsäure ist eine mehrfach ungesättigte Fettsäure mit 20 Kohlenstoffatomen, häufig Arachidonsäure . Diese Verbindung ist eine der essentiellen Fettsäuren, die extern aus Lebensmitteln gewonnen werden müssen.
Sobald Arachidonsäure erzeugt worden ist, kann sie durch zwei getrennte enzymatische Wege transformiert werden, die jeweils ein Sauerstoffmolekül zur Fettsäure hinzufügen. Cyclooxygenase (COX) ist eine Familie von Enzymen, die Prostaglandine, Prostacycline und Thromboxane produzieren - zusammen als Prostanoide bekannt . Alternativ kann die Lipoxygenase-Familie Arachidonsäure transformieren, um Leukotriene zu produzieren.
Neben Arachidonsäure können andere Moleküle mit Sauerstoff angereichert werden, um Eicosanoide zu produzieren. Diätetische Mengen an Omega-6- und Omega-3-Fettsäuren beeinflussen diesen Prozess. Beide Gruppen von Fettsäuren sind essentielle Fettsäuren, können jedoch in zwei Kategorien unterteilt werden. Zum Beispiel gehört Arachidonsäure zur Omega-6-Gruppe. Die Produkte dieser verschiedenen Fettsäuren variieren in ihrer Anzahl an Doppelbindungen und haben stark unterschiedliche physiologische Wirkungen.
Die aus Arachidonsäure hergestellten Eicosanoide neigen dazu, Entzündungen zu fördern. Im Gegensatz dazu neigen diejenigen aus der Omega-3-Gruppe dazu, je nach produziertem Molekül entweder weniger Entzündungen zu verursachen oder diese zu verhindern. Es gibt Hinweise darauf, dass eine erhöhte Menge an Omega-3-Fettsäuren in der Nahrung die kardiovaskuläre Gesundheit fördert und zur Senkung des Triglyceridgehalts beiträgt.
Verschiedene Eicosanoide sind an vielen verschiedenen Aspekten der Säugetierphysiologie beteiligt. Unter anderem helfen sie, den Blutdruck zu regulieren, das Immunsystem zu modulieren und die Blutgerinnung zu beeinflussen. Beispielsweise ist der Grund, warum viele Menschen täglich Aspirin einnehmen, die Hemmung, dass ein bestimmtes Thromboxan die Blutgerinnung stimuliert, was die Wahrscheinlichkeit eines Herzinfarkts senkt.
Da Entzündungen bei bestimmten Krankheiten wie Arthritis schmerzhafte Symptome hervorrufen können, wurden Inhibitoren der Eicosanoidsynthese verwendet, um die Produktion bestimmter Eicosanoidmoleküle zu blockieren. Der Schwerpunkt der pharmazeutischen Inhibitoren lag auf der Blockierung der Aktivitäten von Prostaglandin und Leukotrien. Die vielleicht bekanntesten Inhibitoren der Eicosanoidproduktion sind diejenigen, die die COX-Aktivität hemmen und somit die Prostaglandinproduktion hemmen.
Es gibt jedoch zwei verschiedene Arten von COX, wobei die Produkte von COX-1 für Funktionen wie den Schutz der Magenschleimhaut von entscheidender Bedeutung sind. Es sind die induzierbaren Produkte von COX-2, die für schmerzhafte Entzündungen verantwortlich sind. NSAIDs wie Aspirin blockieren die Aktivitäten von COX-1 und COX-2 und können Magengeschwüre verursachen.
Spezifische Arten von COX-2-Inhibitoren wurden entwickelt, es bestehen jedoch Bedenken hinsichtlich Nebenwirkungen, wie einer erhöhten Neigung zu Schlaganfall und Herzinfarkt. Alternative entzündungshemmende Medikamente sind Nebennierensteroide . Diese blockieren die Aktivität einer der wichtigsten Phospholipasen in den Anfangsstadien der Eicosanoid-Biosynthese und hemmen so die Produktion einer Reihe von Eicosanoiden. Dies ist ein Hauptgrund, warum die Behandlung mit Steroiden so viele gefährliche Nebenwirkungen hervorrufen kann.
Leukotriene verursachen auch Entzündungen. Es wurden Arzneimittel entwickelt, um die Bindung von Leukotrienen an ihre spezifischen Signalstellen zu blockieren. Medikamente wie Zafirlukast und Montelukast helfen bei der Behandlung von Krankheiten wie rheumatoider Arthritis und Asthma, die häufig mit Entzündungen verbunden sind. Die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) warnt jedoch vor möglichen neuropsychiatrischen Problemen bei der Anwendung dieser Medikamente.