Inflammation, coagulation, reproduction, préservation de la muqueuse gastrique … Les prostaglandines sont des hormones impliquées dans de nombreuses réactions de l’organisme. Inhibiteurs et dérivés synthétiques des prostaglandines sont utilisés en pharmaceutiques dans le cadre de nombreux traitements.
Anatomie des prostaglandines
Les prostaglandines sont des cytokines liposolubles (c’est-à-dire solubles dans les graisses).
Pour rappel, les cytokines sont des hormones du système immunitaire produites en réaction à différents stimuli. Les prostaglandines sont synthétisées dans les cellules de l’organisme à partir de la cyclisation partielle d’acides gras essentiels. En effet, les prostaglandines appartiennent à la famille des eicosanoïdes qui sont des dérivés de l’oxydation d’acides gras polyinsaturés. Au sein des eicosanoïdes, les prostaglandines font partie de la classe des prostanoïdes (parmi lesquels nous retrouvons aussi les thromboxanes et les prostacyclines).
Comment sont fabriquées les prostaglandines ?
Les prostaglandines résultent de l’oxygénation partielle de l’acide arachidonique (acide gras polyinsaturé contenant 20 atomes de carbone présents dans les membranes cellulaires). Les prostaglandines sont réparties en 6 classes, nommées de A à F selon la structure de leur noyau et en 3 séries (1,2,3) d’après la formule de leurs chaînes latérales. Selon la configuration de la molécule, on distingue les prostaglandines a (alpha) ou les prostaglandines b (bêta).
Dans l’organisme, l’acide arachidonique est formé à partir de l’acide linoléique. Ce dernier est un acide gras polyinsaturés apporté par notre alimentation. Le mécanisme permettant la transformation de l’acide arachidonique en prostaglandines s’appelle la cyclo-oxygénation enzymatique. Certaines prostaglandines appelées endopéroxydes peuvent, à leur tour, donner naissance (par action de synthétases spécifiques) à d’autres métabolites actifs : la prostacycline et le thromboxane A2, prépondérants au fonctionnement de l’organisme.
Quelles sont les fonctions des prostaglandines ?
Les prostaglandines ont un rôle central dans la communication et la régulation entre les cellules de l’organisme.
Actions sur le système digestif
- Les prostaglandines E1 et F augmentent l’activité du transit intestinal pouvant générer des diarrhées et des vomissements ;
- Les prostaglandines E et I2 (ou prostacyclines) inhibent la sécrétion d’acide gastrique (protégeant la muqueuse gastrique) et induisent une vasodilatation de la muqueuse gastrique.
Actions sur la reproduction
- Les prostaglandines E et F facilitent l’accouchement, provoquant des contractions de l’utérus chez la femme enceinte ;
- Les prostaglandines E2 et F2 administrées en début de grossesse provoquent l’avortement et l’expulsion de l’ovule ;
- Les prostaglandines E et F ont une activité vasculaire permettant de faciliter l’érection et l’éjaculation chez l’homme, mais aussi d’améliorer le transport du sperme vers l’ovule.
Actions sur le système inflammatoire
Certaines prostaglandines sont pro-inflammatoires et d’autres sont anti-inflammatoires. Leur déséquilibre provoque l’inflammation.
- Les prostaglandines E sont pro-inflammatoires. À cet égard, elles sont présentes dans les exsudats inflammatoires et entraînent une sensibilité à la douleur et aggravent l’œdème lié à l’inflammation ;
- Par leur action vasodilatatrice, les prostaglandines E1, E2, I2 modulent l’inflammation sans action sur les médiateurs de l’inflammation ;
- À cet égard, le mécanisme d’action des anti-inflammatoires repose sur l’inhibition de la synthèse des prostaglandines pro-inflammatoires.
Actions sur le système nerveux
Les prostaglandines auraient un rôle régulateur sur le système nerveux central bien que leur rôle de neurotransmetteurs centraux reste à démontrer. Par exemple, les prostaglandines E14 et E2 agissent sur l’hypothalamus et seraient impliquées dans l’élévation de la température corporelle notamment en cas de fièvre. En effet, la fièvre désigne une hyperthermie sous l’effet de cytokines leucocytaires appelées « pyrogènes endogènes » qui stimulent la synthèse de prostaglandines E2 au niveau de l’hypothalamus.
Actions sur le système rénal
Les prostaglandines interviennent dans la formation et la régulation de l’urine. La prostaglandine E2 synthétisée par le rein, contribue à l’excrétion d’eau en inhibant l’action de l’hormone antidiurétique (ADH)2. L’administration des prostaglandines A1, E et I2 abaisse la pression artérielle et augmente le flux rénal plasmatique et l’excrétion d’eau et de sodium.
Actions sur le système cardiovasculaire
Les prostaglandines peuvent induire une vasodilatation ou au contraire une vasoconstriction. Le thromboxane A2 détient des propriétés vasoconstrictrices tandis que les prostaglandines I2 (prostacyclines) ont une action vasodilatatrice. Il réside un point d’équilibre entre le thromboxane A2 et la prostacycline qui annule leurs actions.
Actions sur les phénomènes de coagulation sanguine
Les prostaglandines ont un rôle prépondérant dans la régulation de l’hémostase (ensemble des phénomènes dans les vaisseaux dont résulte l’arrêt de l’écoulement du sang en cas de lésion de ces derniers). En outre, l’agrégation plaquettaire est partiellement régulée par le thromboxane.
Actions sur la respiration
Les prostaglandines E et F exercent une action sur les bronches :
- Les prostaglandines F2 sont bronchoconstrictrices et leur excès provoque le bronchospasme ;
- Les prostaglandines E1 sont bronchodilatatrices. Elles ne sont pas utilisées chez le patient asthmatique en raison de leurs nombreux effets secondaires : nausées, troubles digestifs.
Existe t-il des pathologies causées par les prostaglandines ?
Un déséquilibre des taux de prostaglandines peut générer de nombreuses pathologies :
- troubles digestifs : les prostaglandines E1 et F peuvent générer des diarrhées et des vomissements ;
- interruption de la grossesse : les prostaglandines E2 et F2 administrées en début de grossesse provoquent l’avortement et l’expulsion de l’ovule ;
- inflammation : les prostaglandines E sont pro-inflammatoires entraînant une sensibilité à la douleur et d'autres signes d'inflammation (œdème, érythème, etc.) ;
- fièvre : les prostaglandines E14 et E2 agissent sur l’hypothalamus et seraient impliquées dans l’élévation de la température corporelle notamment en cas de fièvre ;
- bronchospasme : les prostaglandines F2 sont bronchoconstrictrices et leur excès provoque le bronchospasme ;
- troubles vasculaires : le thromboxane A2 détient des propriétés vasoconstrictrices tandis que les prostaglandines I2 (prostacyclines) ont une action vasodilatatrice. Un déséquilibre de ces prostaglandines dans l'organisme peut provoquer des troubles cardio-vasculaires.
Quelles sont les indications thérapeutiques des prostaglandines ?
Prostaglandine Nom pharmaceutique | Utilisations |
PGE1/ Alprostadil |
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PGE2 / Dinoprostone |
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PGF2a / Dinoprost |
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PGI2 ou prostacycline et ses dérivés synthétiques ( Iloprost, Epoprosténol, Tréprostinil) |
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Quand ont été découvertes les prostaglandines ?
Les prostaglandines ont été isolées pour la première fois en 1934 dans le liquide séminal par les scientifiques Goldbatt en Angleterre et Von Euler en Suède. Von Euler identifia un acide liposoluble, capable de contracter certains muscles lisses et de faire baisser la tension artérielle. Il nomma cet actif « prostaglandine », croyant que cette hormone était sécrétée par la prostate. Mais plus tard, il est découvert que les prostaglandines sont en réalité produites dans un grand nombre de tissus, organes et sécrétions de l’organisme.