506-30-9 / 類花生酸功能、合成及調(diào)控

類二十烷酸也稱類花生酸（eicosanoid），包括前列腺素（prostaglandin，PG）、凝血惡烷類（thromboxane，TX）、白三烯（leukotriene，LT）和脂氧素（lipoxins ，LX）。它們均由花生四烯酸（Arachidonic acid，AA）衍生而來(lái)，含二十個(gè)碳且有羧基，故名。

天然的前列腺素共19種，由一個(gè)五元環(huán)和兩條側(cè)鏈構(gòu)成。根據(jù)五元環(huán)的結(jié)構(gòu)可分為A－I等9類，根據(jù)雙鍵數(shù)可分為1、2、3三類。其中含有2個(gè)雙鍵的2系最為常見(jiàn)。

代表性類花生酸的結(jié)構(gòu)。引自themedicalbiochemistrypage

前列腺素的功能主要有兩個(gè)，一是影響平滑肌的收縮，強(qiáng)烈作用于腸道、血管、支氣管、子宮等；二是改變腺苷酸環(huán)化酶的活性，一般是促進(jìn)，但在脂肪組織是抑制，所以有抗脂解作用。

除紅細(xì)胞外，所有哺乳動(dòng)物細(xì)胞都能合成類花生酸。具體合成途徑分為環(huán)狀途徑和線性途徑兩類。前列腺素和血栓烷合成屬于環(huán)狀途徑。

腎上腺素、凝血酶和緩激肽（bradykinin）等可以通過(guò)GPCR升高鈣濃度，活化PKC，從而激活磷脂酶A2（PLA 2）。后者水解細(xì)胞膜上的磷脂，放出花生四烯酸。

脂肪酸環(huán)加氧酶（cyclooxygenase，COX）在9位和11位引入過(guò)氧化物，再環(huán)化，生成PGG2，隨后將其還原為PGH2。PGH2是多種類花生酸的前體，在不同細(xì)胞中可由特異性的前列腺素合成酶催化，形成PGI2、PGD2、PGE2和TXA2等。

凝血惡烷酸（TX）由血小板合成，有一個(gè)含氧的六元雜環(huán)，環(huán)中還有一個(gè)氧。它強(qiáng)烈促進(jìn)血管收縮和血小板凝集，所以也叫做血栓烷或血栓素。這個(gè)作用與PGI2相拮抗。PG和TX均含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，統(tǒng)稱類前列腺素。

白三烯（LT）主要由白細(xì)胞制造，是線性分子，有三個(gè)共軛雙鍵，故名。雖然叫白三烯，但其實(shí)可以有多個(gè)雙鍵，只是其余雙鍵不構(gòu)成共軛。具體結(jié)構(gòu)又可分為ABCDE等類。

白三烯可由幾種不同的細(xì)胞合成，包括白細(xì)胞、肥大細(xì)胞、肺、脾、腦和心臟。其功能主要與化學(xué)趨化性、炎癥和變態(tài)反應(yīng)有關(guān)，是一種促炎性類花生酸。LTB4是最有效的炎癥介導(dǎo)脂類之一。

白三烯的合成不需要成環(huán)，所以叫線性途徑。催化線性途徑的是花生四烯酸脂加氧酶（LOX），共有三種：5-LOX，12-LOX和15-LOX。產(chǎn)生白三烯的是5-LOX。12-LOX和15-LOX用于合成脂氧素。

脂氧素（LX）也是線性分子，含有三個(gè)羥基和四個(gè)共軛雙鍵。它與白三烯外形相似，功能相反，是有效的抗炎性類花生酸，并可抵消促炎性類花生酸的作用（主要是LTB 4、PGE 2和TXA 2）。脂氧素通過(guò)結(jié)合G蛋白偶聯(lián)受體ALXR / FPRL1蛋白起作用，抑制趨化因子和炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生，抑制多形核粒細(xì)胞（PMN）聚集，促進(jìn)非炎性吞噬作用，從而促使炎癥反應(yīng)快速進(jìn)入消退階段。這種作用被稱為炎癥過(guò)程的“剎車信號(hào)”。

脂氧素的合成途徑有三條，都是跨細(xì)胞的途徑?！敖?jīng)典”途徑首先由白細(xì)胞中的5-LOX催化生成LTA4，然后再由血小板中的12-LOX催化生成脂氧素。第二條主要的合成途徑是先在上皮細(xì)胞中由15-LOX催化，然后再由白細(xì)胞5-LOX催化。

第三條途徑與阿司匹林有關(guān)。在內(nèi)皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞中，低劑量阿司匹林誘導(dǎo)的COX-2乙酰化會(huì)使其功能發(fā)生改變，可以將花生四烯酸轉(zhuǎn)化為15-R-羥基二十碳四烯酸（15-R-HETE）。然后再通過(guò)5-脂氧合酶（5-LOX）的作用，在單核細(xì)胞和白細(xì)胞中代謝為差向脂氧素（epi-LX），也稱為阿司匹林觸發(fā)脂氧素（ATL）。與LX相比，epi-LX更穩(wěn)定，活性更強(qiáng)。

與花生四烯酸形成脂氧素類似，二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）也可以通過(guò)阿司匹林的作用產(chǎn)生活性代謝物。其中消退素（resolvin，Rv）、保護(hù)素（protectin，PD）和maresin（MaR）都是重要的抗炎脂類。

幾種重要的消退素和保護(hù)素。引自themedicalbiochemistrypage

這些免疫調(diào)節(jié)性EPA和DHA衍生物被稱為專一性促消退介質(zhì)（specialized proresolving mediators，SPM）。它們不會(huì)抑制炎癥的發(fā)作，但會(huì)促進(jìn)炎癥反應(yīng)的消退。它們通過(guò)與細(xì)胞表面受體結(jié)合而發(fā)揮作用，其中大多數(shù)屬于G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）家族。

含有兩個(gè)雙鍵的2系列前列腺素和血栓烷（主要是PGE 2和TXA 2）主要作用是促炎的，而4系列的白三烯（主要是LTB 4）也是促炎的。所以減少這些化合物的產(chǎn)生有利于減輕炎癥和相關(guān)的血管病變。非甾體抗炎藥（NSAIDs），如阿司匹林、布洛芬、消炎痛等均通過(guò)抑制COX起作用。

COX有3種同工酶。COX-1是組成型表達(dá)，是體內(nèi)的主要形式。它被普遍表達(dá)并參與體內(nèi)穩(wěn)態(tài)功能，例如腎臟和血管功能的調(diào)節(jié)。相比之下，COX-2的基礎(chǔ)表達(dá)較低，并被炎癥刺激上調(diào)。但COX-2在心血管組織中也有組成型表達(dá)，并具有正常生理調(diào)節(jié)功能。COX-3發(fā)現(xiàn)較晚，在大腦皮層中含量最高。已經(jīng)在大鼠膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中檢測(cè)到其表達(dá)（J Neurooncol. 2016 Jan;126(2):271-8.）。

布洛芬等非選擇性抑制劑對(duì)各種同工酶都有作用，為減少副作用又開(kāi)發(fā)了羅非考昔和塞來(lái)昔布等選擇性的COX-2抑制劑，可減少COX-1抑制對(duì)胃腸道的影響。

阿司匹林也是非選擇性抑制劑，可以通過(guò)乙酰化作用抑制COX，從而阻斷PG和TX合成。但它是很特殊的一種非甾體抗炎藥，因?yàn)樗诘蛣┝繒r(shí)可以誘導(dǎo)脂氧素和消退素等物質(zhì)。阿司匹林在高劑量時(shí)，或與選擇性的COX-2抑制劑同時(shí)服用就會(huì)失去這種作用。

前列腺素合成的調(diào)控也比較獨(dú)特。COX會(huì)發(fā)生自溶，所以存在時(shí)間短，不依賴反饋調(diào)節(jié)，而是由酶量調(diào)節(jié)。其活性被酚類促進(jìn)，被某些藥物及花生四烯酸、乙炔類似物抑制。