Clasificación y dependencia de los precursores
Los eicosanoides se forman a partir de ácidos grasos poliinsaturados que contienen 20 átomos de carbono. Dependiendo del sustrato de origen, se distinguen tres series principales de estas sustancias. La serie está determinada por el número de dobles enlaces que quedan en las cadenas laterales de la molécula tras su ciclación (siempre se consumen dos enlaces en la formación del anillo).
- Serie 1: Se sintetiza a partir del ácido eicosatrienoico (20:3). Hay poca cantidad en el organismo, por lo que los productos se forman en cantidades insignificantes.
- Serie 2 (Principal): Se sintetiza a partir del ácido araquidónico (20:4, omega-6). Dado que este precursor abunda en los fosfolípidos de las membranas celulares con una dieta normal, los eicosanoides de la segunda serie predominan en los seres humanos (por ejemplo, $PGE_2$, $TXA_2$).
- Serie 3: Se sintetiza a partir del ácido eicosapentaenoico (20:5, omega-3), cuya fuente suele ser el aceite de pescado. Los productos de esta serie (por ejemplo, $PGI_3$, $TXA_3$) tienen un efecto distintivo sobre la coagulación sanguínea; en particular, inhiben fuertemente la agregación plaquetaria.
De forma global, todos los eicosanoides se dividen en tres grandes clases: prostaglandinas (incluidas las prostaciclinas), tromboxanos y leucotrienos.
Iniciación y vías de biosíntesis
El proceso de síntesis siempre comienza con la liberación del ácido graso precursor. En condiciones normales, los ácidos poliinsaturados están firmemente unidos dentro de los fosfolípidos de la membrana (más frecuentemente en el segundo átomo de carbono del glicerol). Bajo la influencia de hormonas o de estímulos mecánicos, se activa la enzima fosfolipasa $A_2$, la cual escinde el ácido graso y lo transfiere al citosol.
A continuación, el ácido araquidónico libre puede metabolizarse a través de dos vías alternativas:
- Vía de la ciclooxigenasa: La enzima prostaglandina sintasa (que posee actividades de ciclooxigenasa y peroxidasa) incorpora oxígeno y forma una estructura cíclica. Primero se forma el peróxido inestable $PGG_2$, que luego se reduce a $PGH_2$ con la participación de glutatión reducido. A partir del $PGH_2$, dependiendo del tipo de tejido, se sintetizan prostaglandinas, prostaciclinas o tromboxanos.
- Vía de la lipoxigenasa: Bajo la acción de la enzima lipoxigenasa se forman moléculas con tres dobles enlaces conjugados: los leucotrienos (por ejemplo, $LTA_4$). Estos desempeñan un papel clave en las reacciones alérgicas, al provocar broncoespasmo y estimular la quimiotaxis de los leucocitos.
Papel en la hemostasia y el tono vascular
Los eicosanoides mantienen un delicado equilibrio entre los sistemas de coagulación y anticoagulación de la sangre.
| Eicosanoide | Lugar de síntesis | Efecto fisiológico |
|---|---|---|
| Prostaciclina ($PGI_2$) | Células endoteliales vasculares intactas | Dilata los vasos sanguíneos (vasodilatación) e inhibe potentemente la agregación plaquetaria. |
| Tromboxano ($TXA_2$) | Plaquetas activadas | Provoca espasmo vascular (vasoconstricción), estimula la agregación plaquetaria y la formación de trombos. |
En condiciones normales, el endotelio intacto secreta $PGI_2$ y óxido nítrico (NO), manteniendo la sangre en estado líquido. Si la pared vascular se lesiona, cesa la producción de prostaciclina, las plaquetas entran en contacto con el colágeno expuesto y comienzan a liberar masivamente $TXA_2$, lo que conduce a la formación del «trombo blanco» y a la detención de la hemorragia.
Inhibición farmacológica de la síntesis
Dado que los eicosanoides son mediadores inflamatorios cruciales (causan edema, dolor, enrojecimiento y fiebre), el bloqueo de su síntesis constituye la base de la acción de muchos medicamentos.
- Glucocorticoides (fármacos esteroideos): Actúan en una etapa muy temprana. Inducen la síntesis de proteínas especiales llamadas lipocortinas, las cuales inhiben la actividad de la fosfolipasa $A_2$. Esto detiene la liberación de ácido araquidónico y bloquea por completo la síntesis de todos los eicosanoides (tanto leucotrienos como prostaglandinas).
- Ácido acetilsalicílico (Aspirina) y AINE: La aspirina inhibe irreversiblemente la enzima ciclooxigenasa transfiriendo su grupo acetilo al grupo OH del centro activo de la enzima, formando un enlace covalente. Como resultado, cesa la síntesis de prostaglandinas y tromboxanos, pero la vía de la lipoxigenasa (formación de leucotrienos) permanece activa.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué isoformas de la ciclooxigenasa existen y en qué se diferencian?
Existen dos isoformas de la enzima ciclooxigenasa.
| Característica | COX-1 (constitutiva/fisiológica) | COX-2 (inducible) |
|---|---|---|
| Expresión | Se expresa constantemente en el organismo | Inactiva en condiciones normales, se expresa durante la inflamación |
| Localización | Presente normalmente en el estómago, los riñones y las plaquetas | Expresada por células inflamatorias |
| Función | Regulación de procesos fisiológicos; síntesis de prostaglandinas protectoras | Desarrollo de la respuesta inflamatoria |
| Inductores | — | Citoquinas proinflamatorias: IL-1, TNF-α |
El bloqueo de la COX-2 se asocia con el efecto terapéutico antiinflamatorio de los AINE. El bloqueo de la COX-1 se relaciona con efectos secundarios: alteración de la síntesis de prostaglandinas protectoras y disminución de la resistencia de la mucosa gástrica.
¿A través de qué receptores en la membrana de las células Diana actúan los eicosanoides?
Los eicosanoides actúan de forma paracrina o autocrina a través de receptores de membrana específicos en las células Diana.
- Los receptores de eicosanoides se encuentran en la membrana junto a la adenilato ciclasa.
- La interacción a menudo ocurre a través de proteínas G del sistema de la adenilato ciclasa.
- Dependiendo del tipo de receptor y de la prostaglandina, la cantidad de AMPc puede variar; por ejemplo, la $PGE_1$ aumenta la cantidad de AMPc, mientras que la $PGE_2$ la reduce.
- Para cada eicosanoide existen varios tipos de receptores.
- En la literatura también se mencionan los receptores de tromboxano $A_2$ y los receptores de prostaglandinas.
Para recordar los efectos en la hemostasia: el tromboxano ($TXA_2$) es necesario para la Trombosis (contrae los vasos y aglutina las células), mientras que la prostaciclina ($PGI_2$) mantiene la Circulación (dilata la luz vascular y evita que las células se adhieran).
Preguntas de clases y exámenes
En condiciones normales son hormonas de acción local con un periodo de semivida muy corto. Sin embargo, en caso de inflamación grave u otros estados patológicos, su concentración aumenta drásticamente, no alcanzan a inactivarse y pasan al torrente sanguíneo, afectando a la musculatura lisa de todo el organismo.
En condiciones normales, estas son hormonas de acción local con un periodo de semivida muy corto. Sin embargo, en estados patológicos (por ejemplo, inflamación sistémica), la síntesis se intensifica enormemente, su concentración aumenta de forma aguda y comienzan a ejercer efectos sistémicos en todo el organismo.
¿Qué efecto ejerce la prostaglandina PGE2 sobre el estómago?
Cumple una función fundamental de citoprotección de la mucosa gástrica: reduce la secreción de ácido clorhídrico y al mismo tiempo estimula la producción de moco protector.
¿Qué es la «sustancia de reacción lenta de la anafilaxia»?
Es un complejo de leucotrienos cisteinílicos ($LTC_4$, $LTD_4$, $LTE_4$) sintetizados por leucocitos y macrófagos alveolares. Provocan una fuerte contracción de los bronquios y aumentan la permeabilidad vascular durante las reacciones alérgicas.
Qué más repasar sobre el tema
- Nomenclatura y estructura química de las moléculas (significado de las letras A, E, F, D, I y de los sustituyentes en el anillo ciclopentánico)
- Características de la transducción de señales a través de los receptores de eicosanoides y el papel del sistema de la adenilato ciclasa (influencia sobre el AMPc)
- Especificidad del conjunto enzimático en diferentes tejidos (por qué unas células sintetizan solo tromboxanos y otras, prostaciclinas)
- Patogenia de la formación de la placa aterosclerótica y su influencia en la síntesis local de prostaciclina
- Papel de las prostaglandinas $PGE_2$ y $PGF_{2\alpha}$ en el inicio y la estimulación del trabajo de parto
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