Eikozanoidy to niezwykle złożona grupa cząsteczek organicznych, które pełnią w organizmie szereg funkcji. Pochodzące z kwasów tłuszczowych są cząsteczkami sygnałowymi o krótkim okresie półtrwania, które kontrolują wiele różnych szlaków. Rodziny eikozanoidów obejmują prostaglandyny, prostacykliny, tromboksany i leukotrieny, z których każdy zawiera wiele serii związków. W zależności od tego, jakie cząsteczki są wytwarzane, mogą powodować stan zapalny lub go zmniejszać. Do leków wpływających na produkcję eikozanoidów należą niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ), takie jak aspiryna i ibuprofen, a także steroidy nadnerczy.
Produkcja eikozanoidów rozpoczyna się od odbioru sygnału zewnątrzkomórkowego w określonym punkcie wykrywania zwanym receptorem. To aktywuje enzym błony komórkowej zwany fosfolipazą, który rozszczepia określony kwas tłuszczowy. Jest to jedyny krok, który łączy wszystkie eikozanoidy. Wytworzony kwas tłuszczowy to 20-węglowy wielonienasycony kwas tłuszczowy, często kwas arachidonowy. Związek ten jest jednym z niezbędnych kwasów tłuszczowych, które muszą być pozyskiwane z zewnątrz z pożywienia.
Po wytworzeniu kwasu arachidonowego można go przekształcić za pomocą dwóch oddzielnych ścieżek enzymatycznych, z których każdy dodaje cząsteczkę tlenu do kwasu tłuszczowego. Cyklooksygenaza (COX) to rodzina enzymów, które wytwarzają prostaglandyny, prostacykliny i tromboksany – zwane łącznie prostanoidami. Alternatywnie, rodzina lipooksygenaz może przekształcać kwas arachidonowy w celu wytworzenia leukotrienów.
Inne cząsteczki, oprócz kwasu arachidonowego, mogą zostać natlenione w celu wytworzenia eikozanoidów. Na ten proces mają wpływ zawarte w diecie ilości kwasów tłuszczowych omega-6 i omega-3. Obie grupy kwasów tłuszczowych są niezbędnymi kwasami tłuszczowymi, ale można je podzielić na dwie kategorie. Na przykład kwas arachidonowy należy do grupy omega-6. Produkty tych różnych kwasów tłuszczowych różnią się liczbą podwójnych wiązań i mają bardzo różne efekty fizjologiczne.
Eikozanoidy wytwarzane z kwasu arachidonowego mają tendencję do promowania stanu zapalnego. W przeciwieństwie do tego, te z grupy omega-3 mają tendencję do powodowania mniej stanów zapalnych lub zapobiegania im, w zależności od wytworzonej cząsteczki. Istnieją dowody na to, że zwiększone spożycie kwasów tłuszczowych omega-3 w diecie sprzyja zdrowiu układu krążenia i pomaga obniżyć poziom trójglicerydów.
Różne eikozanoidy są zaangażowane w wiele różnych aspektów fizjologii ssaków. Między innymi pomagają regulować ciśnienie krwi, modulują układ odpornościowy i wpływają na krzepliwość krwi. Na przykład powodem, dla którego wiele osób codziennie przyjmuje aspirynę, jest hamowanie pobudzania krzepnięcia krwi przez określony tromboksan, co zmniejsza ryzyko zawału serca.
Ponieważ stan zapalny może powodować bolesne objawy w niektórych chorobach, takich jak zapalenie stawów, inhibitory syntezy eikozanoidów są stosowane do blokowania wytwarzania niektórych cząsteczek eikozanoidów. Inhibitory farmaceutyczne skupiają się na blokowaniu aktywności prostaglandyn i leukotrienów. Być może najbardziej znanymi inhibitorami produkcji eikozanoidów są te, które hamują aktywność COX, hamując w ten sposób produkcję prostaglandyn.
Istnieją jednak dwa różne rodzaje COX, przy czym produkty COX-1 są niezbędne do takich funkcji, jak ochrona wyściółki żołądka. To właśnie indukowalne produkty COX-2 są odpowiedzialne za bolesne stany zapalne. NLPZ, takie jak aspiryna, blokują aktywność COX-1 i COX-2 i mogą powodować wrzody trawienne.
Opracowano specyficzne typy inhibitorów COX-2, ale istnieją obawy dotyczące skutków ubocznych, takich jak zwiększona skłonność do udaru mózgu i zawału serca. Alternatywnymi lekami przeciwzapalnymi są sterydy nadnerczy. Blokują one aktywność jednej z kluczowych fosfolipaz na początkowych etapach biosyntezy eikozanoidów, a tym samym hamują produkcję szeregu eikozanoidów. Jest to główny powód, dla którego leczenie sterydami może powodować tak wiele niebezpiecznych skutków ubocznych.
Leukotrieny powodują również stan zapalny. Opracowano leki farmaceutyczne blokujące wiązanie leukotrienów z ich określonymi miejscami sygnalizacji. Leki takie jak zafirlukast i montelukast pomagają w leczeniu chorób, takich jak reumatoidalne zapalenie stawów i astma, które często wiążą się ze stanem zapalnym. Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) wydała jednak ostrzeżenie o potencjalnych problemach neuropsychiatrycznych związanych ze stosowaniem tych leków.