PROSTAGLANDINES

Nomenclature et biochimie

Les prostaglandines sont des acides gras à vingt atomes de carbone (C₂₀) qu'on peut rattacher à une même structure de base appelée acide prostanoïque. Celle-ci est composée d'un noyau cyclopentanique (cycle de 5 atomes de carbone) et de deux chaînes contiguës, l'une acide à sept carbones, et l'autre aliphatique à huit carbones, la numérotation se fait à partir du carbone portant la fonction acide (groupement COOH). De plus, toutes les prostaglandines comportent un hydroxyle en position 15 de configuration (S).

On les divise en trois séries, selon le degré d'insaturation des deux chaînes (faisant apparaître des doubles liaisons), et en quatre groupes selon les fonctions portées par le noyau cyclopentane ; celles du premier groupe E, F, D portent deux fonctions oxygénées, celles du deuxième groupe A, B, C, J sont caractérisées par une double liaison dans le noyau et une fonction cétone en 9 (ou 11 pour la J), celles du troisième groupe PGI incluent dans leur formule un cycle supplémentaire. Enfin, celles du quatrième groupe PGG, PGH, sont plutôt à considérer comme des intermédiaires de biosynthèse pour les prostaglandines et les thromboxanes. Le tableau des structures des prostaglandines peut paraître au premier abord complexe, mais il se simplifie dès lors que l'on connaît la filiation des différentes molécules.

La biosynthèse des prostaglandines se fait à partir d'un acide gras poly-insaturé en C₂₀, à trois, quatre ou cinq doubles liaisons selon qu'elle donne naissance à la série 1, 2 ou 3. Ces acides gras sont eux-mêmes libérés à partir de phospholipides membranaires, et leur libération pourrait constituer le facteur limitant de la biosynthèse. Pour la série 2, par exemple, l'acide arachidonique précurseur est transformé par un complexe multienzymatique membranaire, appelé prostaglandine-synthétase, en PGG₂ et PGH₂ qui sont à la source de toutes les prostaglandines naturelles de cette série. L'étape première est l'arrachement d'un hydrogène pro(S) en position 13, suivie d'une addition d'oxygène en 11α avec migration de la double liaison. Puis une réaction concertée mettrait en jeu l'attaque du radical oxygène sur le carbone 9 pour former le pont peroxydique avec cyclisation simultanée en 8 et en 12. Les deux endoperoxydes PGG₂ et PGH₂ vont conduire aux PGE₂ et PGD₂ sous l'action d'une endoperoxyde isomérase, à la PGF₂α sous l'action d'une réductase et, enfin, à la PGI₂ sous l'action d'une prostacycline-synthétase.

Cette biosynthèse des prostaglandines est sensible à différentes classes d'inhibiteurs, antioxydants, analgésiques, anti-inflammatoires (aspirine, indométhacine, etc.) qui inhibent certaines des enzymes impliquées (cyclooxygénase, prostacycline-synthétase), c'est l'un des mécanismes d'action de ces médicaments.

Le métabolisme des prostaglandines est caractérisé par sa rapidité et a déjà lieu au niveau du site de biosynthèse. De plus, si une partie des prostaglandines passe dans la circulation générale, elles sont métabolisées très rapidement dans le poumon et le foie (demi-vie de l'ordre de la minute après injection intraveineuse) ; elles ne constituent donc pas des hormones circulantes. Le premier stade du métabolisme est l'oxydation de l'alcool en 15 par une déshydrogénase spécifique (15-PGDH) qui fait perdre pratiquement toute l'activité biologique de la molécule.

On peut doser les prostaglandines par différentes méthodes : biologique (activité constrictrice in vitro sur muscle isolé), enzymatique (métabolisme), radio-immunologique (à l'aide d'anticorps).