學習重點 分清兩大代謝路徑:花生四烯酸經COX生成前列腺素、前列環素與血栓素;經5-lipoxygenase生成白三烯素。 掌握兩個還原反應:PGG2 → PGH2,以及 PGH2 經 PG endoperoxide reductase → PGF2α。 辨認 LTA4 的分流:水解生成LTB4;與 glutathione 結合生成 LTC4,再依序形成 LTD4、LTE4。 熟記TXA2 促進血小板凝集、PGI2 抑制凝集,並比較血管、支氣管與子宮的反應。 連結前列腺素的腎臟、胃、動脈導管與眼壓作用,以及常考藥物的類別。 核心觀念 一、花生四烯酸與兩大代謝路徑 細胞膜磷脂質經 phospholipase A2 作用,釋出花生四烯酸(arachidonic acid, AA)。AA 是含 20 個碳、4 個雙鍵的脂肪酸,其衍生物屬類花生酸(eicosanoids),多在局部發揮自泌或旁泌作用。 路徑主要產物辨認關鍵 環氧化酶 COXPGE2、PGD2、PGF2α、PGI2、TXA2先形成 PGG2、PGH2,再分流 5-脂氧合酶 5-LOXLTB4、LTC4、LTD4、LTE4先形成 5-HPETE、LTA4,再分流 白三烯素的主要生成酵素是 5-lipoxygenase,不是 9、12 或 15-lipoxygenase。LTD4 雖與前列腺素同屬類花生酸,卻不是 COX 產物。Aspirin、diclofenac 等 NSAIDs 抑制 COX;zileuton 則抑制 5-LOX。 二、COX 路徑的反應與酵素 前列腺素內過氧化物合成酶具有 cyclooxygenase 與 peroxidase 兩種活性。前者使 AA 氧化形成PGG2;後者將 PGG2 的氫過氧基(–OOH)還原為羥基(–OH),形成PGH2。因此,PGG2 → PGH2 的反應性質是還原。 PGH2 是共同中間物,可經不同酵素形成下列產物: 酵素產物 PGE synthase/isomerasePGE2 PGD synthase/isomerasePGD2 PG endoperoxide reductasePGF2α Prostacyclin synthasePGI2,即 prostacyclin(前列環素) Thromboxane synthaseTXA2(血栓素 A2) 兩個「還原」要分開記:PGG2 還原成 PGH2;PGH2 經 endoperoxide reductase 形成 PGF2α。不要看到 reductase 就一律選 PGH2。 三、白三烯素:LTA4 的兩條分岔 AA 經 5-LOX 形成 5-HPETE,再形成具有環氧結構的LTA4,之後依酵素不同分成兩路: LTA4 hydrolase → LTB4:LTB4 是重要的嗜中性球趨化因子,可促進白血球募集與活化。 LTC4 synthase(具 glutathione-S-transferase 活性)→ LTC4:使 LTA4 與 glutathione 結合;LTC4 再去除 glutamate 形成 LTD4,接著去除 glycine 形成 LTE4。 LTC4、LTD4、LTE4均保留半胱胺酸部分,合稱cysteinyl leukotrienes,主要引起支氣管收縮、血管通透性增加及黏液分泌增加。LTB4 不屬於此類,也不是 glutathione 分支的產物。GST 分支直接形成的是 LTC4,LTD4、LTE4 則是其後續代謝產物。 四、血小板、血管與支氣管作用比較 物質血小板凝集血管作用支氣管作用 TXA2促進收縮收縮 PGI2抑制擴張鬆弛 PGE1抑制擴張可鬆弛 PGE2作用依條件而異以擴張為主可鬆弛 PGD2抑制以擴張為主收縮 PGF2α非本單元辨認重點可收縮收縮 LTC4、LTD4非主要作用可收縮,並增加通透性強力收縮 LTB4非主要作用非主要辨認重點非主要辨認重點 TXA2 主要由血小板產生;PGI2 主要由血管內皮產生,兩者共同調節凝集與血管張力。PGE1、PGI2、PGD2 可提高血小板內 cAMP,抑制凝集。PGE2 以氣管噴霧給予時,可有血管擴張及支氣管鬆弛作用;PGF2α、TXA2 則會收縮支氣管。 血清素(5-HT)可參與並放大血小板凝集。若比較 PGD2、LTB4、angiotensin II 與 5-HT,應辨認出 5-HT 的促凝集作用最強;這是限定比較,不能推論其為所有介質中最強者。PGD2 抑制凝集,LTB4 主要負責趨化,angiotensin II 則以血管收縮作用為主。 五、前列腺素的其他器官作用 腎臟:參與腎血流及腎小管鈉鹽、水分再吸收的調節;PGE2、PGI2 可促進 renin 釋放。 胃:PGE2、PGI2 可抑制胃酸分泌,並支持胃黏膜保護作用。 子宮:PGE2、PGF2α 可促進子宮收縮;PGE2 也促進子宮頸成熟,與引產相關。 動脈導管:PGE 類參與維持導管開放,臨床可使用 PGE1 製劑。 眼睛:PGF2α 類似物可增加房水流出、降低眼壓。辨認前列腺素的一般作用與治療用途時,不應將「眼壓上升」列為本單元的正確配對。 PGI2 的辨認組合為:抑制血小板凝集、擴張血管、鬆弛支氣管、促進 renin 釋放及抑制胃酸分泌。引產與強力子宮收縮應優先連結 PGE2、PGF2α。 六、藥物配對與 aspirin 藥物類別與重點 AlprostadilPGE1 製劑;可鬆弛血管及海綿體平滑肌,用於維持動脈導管開放、勃起功能障礙 DinoprostonePGE2 製劑;促進子宮頸成熟、引產 Carboprost15-methyl PGF2α 類似物;促進子宮收縮 LatanoprostPGF2α 類似物;降低眼壓 DiclofenacNSAID、COX 抑制劑 Alprostadil 本身即為 PGE1;遇到以「PGE1 同類物」描述的分類,仍應選此配對。平滑肌反應具有器官差異,不宜將所有前列腺素概括為只收縮或只鬆弛。 Aspirin(acetylsalicylic acid)不可逆抑制血小板 COX,減少 TXA2 合成,因而抑制血小板凝集。血小板缺乏細胞核,無法重新合成 COX,故作用持續。此機轉不因性別而改成促進凝集。 常考陷阱 「PGI2 促凝集或縮血管」:方向相反;促凝集、縮血管應連結 TXA2。 「所有白三烯素都含 cysteine」:錯;只有 C4、D4、E4 屬 cysteinyl leukotrienes,B4 以趨化作用為重點。 「LTA4 經 GST 生成 LTB4」:錯;B4 靠 hydrolase,C4 才由 glutathione 結合路徑形成。 「PGG2 → PGH2 是氧化」:錯;是還原。另須記住 endoperoxide reductase 對應 PGF2α。 「LTD4 是 COX 產物」:錯;LT 屬 5-LOX 路徑,PG 與 TX 才屬 COX 路徑。 「PGI2 抑制 renin、促進胃酸」:兩者方向均相反;PGI2 並可鬆弛支氣管。 「Aspirin 促進女性 TXA2 凝集作用」:錯;性別修飾不改變其抑制 TXA2 合成的機轉。 記憶口訣 「TX 聚縮,PGI 散鬆」:TXA2 促凝集、縮血管;PGI2 抗凝集、擴血管、鬆支氣管。 「先氧 G,後還 H;H 再還,變成 F」:串起 COX 路徑的氧化與還原。 「五脂氧生白三,B 水解、C 接肽,CDE 含半胱」:記住酵素、分流與分類。 「一開導管、二助引產、F 類降眼壓」:連結 PGE1、PGE2 與 PGF2α 類似物的用途。