Prostaglandin H2 สารตั้งต้นสำคัญของโปรสตาแกลนดินและหน้าที่ในร่างกาย

Prostaglandin H2 (PGH2) เป็นโปรสตาแกลนดินชนิดหนึ่งที่มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในฐานะสารตั้งต้น (Precursor) สำหรับการสร้างโมเลกุลที่มีความสำคัญทางชีวภาพอื่นๆ อีกมากมายในร่างกายมนุษย์ PGH2 ถูกสังเคราะห์ขึ้นจากกรดอะราคิโดนิก (Arachidonic acid) ผ่านปฏิกิริยาที่เร่งโดยเอนไซม์ไซโคลออกซิเจเนส (Cyclooxygenase หรือ COX)

กระบวนการสังเคราะห์ PGH2

การเปลี่ยนกรดอะราคิโดนิกให้เป็น Prostaglandin H2 เป็นกระบวนการสองขั้นตอนดังนี้:

1. ขั้นตอนแรก: เอนไซม์ COX-1 จะเร่งการเติมออกซิเจนอิสระสองโมเลกุล เพื่อสร้างสะพาน 1,2-dioxane และหมู่ฟังก์ชันเปอร์ออกไซด์ ทำให้เกิดเป็น Prostaglandin G2 (PGG2)
2. ขั้นตอนที่สอง: เอนไซม์ COX-2 จะรีดิวซ์หมู่ฟังก์ชันเปอร์ออกไซด์ให้กลายเป็นแอลกอฮอล์ทุติยภูมิ ซึ่งจะได้เป็น Prostaglandin H2 (PGH2)

นอกจากนี้ ยังพบว่าเปอร์ออกซิเดสชนิดอื่นๆ เช่น ไฮโดรควิโนน (Hydroquinone) สามารถรีดิวซ์ PGG2 ให้เป็น PGH2 ได้เช่นกัน อย่างไรก็ตาม PGH2 มีความไม่เสถียรสูงที่อุณหภูมิห้อง โดยมีครึ่งชีวิตเพียง 90–100 วินาที จึงมักจะถูกเปลี่ยนเป็นโปรสตาแกลนดินชนิดอื่นอย่างรวดเร็ว

การเปลี่ยนรูปของ PGH2 ไปเป็นสารอื่นๆ

PGH2 ถูกผลิตโดยเซลล์ทุกชนิดในร่างกาย ยกเว้นเซลล์เม็ดเลือดแดง และสามารถถูกเปลี่ยนเป็นสารต่างๆ โดยเอนไซม์เฉพาะทาง ดังนี้:

• Prostacyclin synthase: สร้าง Prostacyclin
• Thromboxane-A synthase: สร้าง Thromboxane A2 และ 12-(S)-hydroxy-5Z,8E,10E-heptadecatrienoic acid (HHT)
• Prostaglandin D2 synthase: สร้าง Prostaglandin D2
• Prostaglandin E synthase: สร้าง Prostaglandin E2
• Prostaglandin F synthase: สร้าง Prostaglandin F2α

การสลายตัวแบบไม่ใช้เอนไซม์

PGH2 สามารถจัดเรียงตัวใหม่ได้เองโดยไม่ต้องใช้เอนไซม์ ซึ่งจะทำให้เกิดส่วนผสมของ HHT และ 12-(S)-hydroxy-5Z,8Z,10E-heptadecatrienoic acid ซึ่งผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวเหล่านี้มีความเกี่ยวข้องกับการเพิ่มการรวมตัวของ Amyloid beta peptides ซึ่งสัมพันธ์กับโรคอัลไซเมอร์ (Alzheimer's disease)

หน้าที่และความสำคัญทางชีวภาพ

Prostaglandin H2 มีหน้าที่สำคัญหลายประการในร่างกาย ได้แก่:

• ควบคุมการหดตัวและการขยายตัวของหลอดเลือด
• กระตุ้นการรวมตัวของเกล็ดเลือด โดยการจับกับตัวรับ thromboxane บนเยื่อหุ้มเซลล์ของเกล็ดเลือด เพื่อกระตุ้นการเคลื่อนที่และการยึดเกาะของเกล็ดเลือด

ผลของยาแอสไพริน (Aspirin)

มีการตั้งสมมติฐานว่ายาแอสไพรินจะเข้าไปยับยั้งกระบวนการเปลี่ยนกรดอะราคิโดนิกให้เป็นโปรสตาแกลนดิน ซึ่งเป็นการลดการสร้าง PGH2 และลดการอักเสบในร่างกาย

ประวัติการค้นพบและการสังเคราะห์

Prostaglandin H2 ถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1973 โดย Diederik H. Nugteren และ Elly Christ-Hazelhof ในขณะที่พวกเขากำลังวิจัยการสร้าง Prostaglandin E2 จากกรดอะราคิโดนิกโดยใช้เอนไซม์จากต่อม Vesicular glands

ในการสังเคราะห์ครั้งแรก พวกเขาใช้ต่อม Vesicular glands ของแกะมาทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน (Homogenized) และปั่นเหวี่ยงเพื่อแยกเอนไซม์ COX-1 จากนั้นจึงเติมกรดอะราคิโดนิกบริสุทธิ์ลงไป และใช้เทคนิค Thin-layer chromatography ในการแยก PGH2 ออกมา

ต่อมาในปี ค.ศ. 1986 ได้มีการพัฒนาการใช้ High-performance liquid chromatography (HPLC) โดยใช้เฮกเซนและไอโซโพรพานอลเป็นตัวทำละลาย เพื่อให้ได้ PGH2 ที่มีความบริสุทธิ์สูงถึง 98% แทนที่วิธีเดิมที่ได้ความบริสุทธิ์ต่ำ