Gli eicosanoidi sono metaboliti ossigenati dell’acido arachidonico. I livelli intracellulari di acido arachidonico sono molto bassi in quanto un meccanismo di uptake ad alta affinità tende a incorporare l’acido arachidonico nei fosfolipidi cellulari. In condizioni fisiologiche la biosintesi di eicosanoidi attraverso la via cicloossigenasica e quella lipossigenasica avviene dopo idrolisi dei fosfolipidi della membrana cellulare per azione della fosfolipasi A2 e C. L’aumento dell’attività cicloossigenasica rende le cellule endoteliali in grado di incrementare drammaticamente la produzione di due potenti prostaglandine vasodilatatorie: PGI2, PGE2.La prima è prodotta dall’endotelio dei vasi di maggior calibro, la seconda a livello dei microvasi. Il processo aterosclerotico è accompagnato da un alterato metabolismo dell’AA con ridotta produzione di prostaciclina. La riduzione della capacità sintetica di PGI2 nell’aterosclerosi implica una riduzione dell’attività vasodilatante ed inibente l’aggregazione piastrinica. La PGI2 è un regolatore del contenuto vasale in colesterolo stimolando tramite i livelli intracellulari in AMPc l’attività enzimatica (idrolasi acide e neutre) sia lisosomiale che citoplasmatica responsabile dell’idrolisi degli esteri di colesterolo ed inibendo l’attività dell’enzima deputato all’esterificazione del colesterolo (ACAT) nelle cellule muscolari lisce.

La PGI2 riduce l’attività per il recettore per le LDL e la sintesi di colesterolo nei macrofagi. Anche l’efflusso di colesterolo indotto dalle HDL sembra sia mediato dall’attivazione della proteina chinasi C con conseguente produzione di PGI2; inoltre l’apoA1 principale proteina delle HDL ha un’azione stabilizzante la prostaciclina, con aumento della sua emivita, favorendo un persistente aumento dei livelli di AMPc.

Citochine e fattori di crescita sono in grado di indurre una rapida induzione genica dell’enzima cicloossigenasi. Il meccanismo di trasduzione del segnale dal momento del legame di una citochina/fattore di crescita con il suo recettore fino alla regolazione della biosintesi di eicosanoidi è complesso. Nel caso del PDGF il legame con il suo recettore comporta l’attivazione della proteinchinasi C (PKC) per fosforilazione; la PKC attivata a sua volta idrolizza il fosfatidilinositolo a diacilglicerolo (DAG) ed inositoltrifosfato (IP3). Il DAG a sua volta viene idrolizzato a produrre acido fosfatidico e acido arachidonico (AA).L’AA si forma anche dall’azione di IP3 che libera calcio dai depositi con successiva attivazione della fosfolipasi A2.L’AA a livello delle cellule endotelali è metabolizzato dalla PGH sintetasi e PGI2 sintetasi a PGI2 che attiva direttamente l’adenilciclasi con produzione di AMPc principale mediatore delle azioni biologiche della PGI2; a sua volta l’AMPc stesso inibisce un’ulteriore produzione di PGI2 con un meccanismo di feedback negativo inibendo i movimenti degli ioni calcio.

Le citochine prodotte dalle cellule endoteliali, IL1, TNF, TGFbeta, aumentano sia nelle cellule endoteliali che nelle cellule muscolari lisce la trascrizione e la traslazione del RNAm della cicloossigenasi. A loro volta gli eicosanoidi sono in grado di modulare gli effetti mitogeni delle citochine. Ad esempio l’azione proliferativa sulle cellule muscolari lisce indotte da quei tre fattori è inibita dalla PGI2.Gli eicosanoidi regolano a livello del macrofago l’espressione genica delle citochine: ad esempio la sintesi di IL1 è inibita dalla PGE2.Azione opposta hanno invece i leucotrieni come il LTB4 che stimola il rilascio di IL1 o TNF. Gli eiocosanoidi della via cicloossigenasica generati in risposta a fattori di crescita ne modulano per feedback negativo le risposte cellulari; ad esempio antagonizzano gli effetti mitogeni dei fattori di crescita. Ne deriva che la progressione della risposta iperplastica che segue un danno endoteliale è favorita dalla perdita della capacità sintetica di prostanoidi derivati dalla via cicloossigenasica (PGI2 e PGE2) con mancata regolazione sia della proliferazione delle cellule muscolari lisce che della esagerata deposizione di esteri di colesterolo. Viceversa gli eicosanoidi derivati dalla via lipoossigenasica (leucotrieni) amplificano gli effetti di citochine e fattori di crescita. A tal proposito è importante sottolineare come la produzione di leucotrieni sia influenzata dalla presenza di leucociti attivati (ad es. in un sito di danno vascolare acuto, come una placca aterosclerotica fissurata) che sono in grado di per sé di produrre leucotriene B4 ma anche di liberare LTA4, metabolita intermedio instabile che va incontro ad un metabolismo transcellulare: i GR che un tempo si pensava non fossero in grado di produrre metaboliti dell’acido arachidonico, sono in grado di trasformare il LTA4 in LTB4 derivato dai neutrofili in LTC4 potente vasocostrittore.

La tromboregolazione endoteliale avviene tramite tre diverse attività che regolano la reattività piastrinica sia nell’emostasi che nel processo trombotico. I tre principali sistemi tromboregolatori di origine endoteliale sono: PGI2, EDRF/NO, ATPDasi.

L’EDRF/NO è un potente inibitore dell’aggregazione PLT e dell’adesione piastrinica che agisce elevando i livelli intrapiastrinici di GMPc. L’ATPDasi è un’ectonucleotidasi che si trova sulla superficie della membrana della cellula endoteliale e ha l’importante azione di rimuovere sia l’ADP che l’ATP secreti durante i processi iniziali di attivazione piastrinica limitando i processi di amplificazione dell’attivazione piastrinica indotti dall’ADP. Agonisti che si formano durante le fasi iniziali del processo trombotico come la trombina, sono potenti induttori della formazione di PGI2 dalle cellule endoteliali. La PGI2 rilasciata dalle cellule endoteliali interagisce con uno specifico recettore sulla superficie piastrinica iniziando un meccanismo di trasduzione del segnale legato ad una proteina G con conseguente attivazione dell’adenilciclasi ed aumentata formazione di AMPc che è un potente inibitore delle funzioni piastriniche, antagonizzando le risposte calciomediate, tramite una proteinchinasi AMPc dipendente. Infatti i livelli di calcio intrapiastrinico sono importanti nel portare la piastrina dallo stato di riposo a quello di attivazione. Dai livelli di calcio intrapiastrinico dipendono i meccanismi di secrezione dei granuli piastrinici, l’espressione del recettore IIb/IIIa per il fibrinogeno, essenziale per il crearsi di ponti tra una piastrina e l’altra, sulla membrana piastrinica, i riarrangiamenti del citoscheletro piastrinico durante i processi di attivazione, l’idrolisi enzimatica dei fosfolipidi di membrana con attivazione della fosfolipasi A2 e liberazione di AA intrapiastrinico e successiva formazione di endoperossidi ciclici e TXA2,autacoide vasocostrittore ed amplificatore, tramite uno specifico recettore del processo di attivazione piastrinica. Le alterazioni fisiopatologiche che portano ad una disfunzione endoteliale possono comportare una riduzione della sintesi di prostaciclina facilitando i processi di attivazione piastrinica con conseguente formazione di TXA2.Tale meccanismo può spiegare l’aumentata biosintesi di trombossano dimostrata in rapporto a fattori di rischio per l’aterosclerosi come il diabete mellito o l’ipercolesterolemia, in malattie in cui è elevata la predisposizione ad eventi vascolari su base trombotica come la omocistinuria, nella malattia aterosclerotica diffusa a livello coronarico o cerebrale.

Sembra certo che l’infusione di endotelina provochi una produzione reattiva di PGI2 tanto che l’indometacina potenzia l’effetto pressorio dell’infusione di endotelina in vivo.In cellule endoteliali in coltura l’inibizione della formazione di prostaciclina ottenuta con indometacina, aumenta la formazione di endotelina, indotta dall’endotelina 3,suggerendo che la prostaciclina, tramite l’AMPc, esercita un’inibizione a feedback negativo della produzione di endotelina, anche se la sua efficacia è notevolmente inferiore a quella dell’EDRF/NO.L’NO facilita l’azione rilasciante della prostaciclina mentre quest’ultima stimola il release di NO e ne facilita l’attività rilasciante

L’endotelio stimolato da determinati agonisti può causare un aumento delle resistenze vascolari. Nelle vene sistemiche e polmonari di cane l’AA causa contrazioni endotelio-dipendenti che possono essere prevenute dagli inibitori della cicloossigenasi ma non da quelli della trombossano e prostaciclinsintetasi. Quindi un prodotto del metabolismo dell’AA, escludendo il TXA2 e la PGI2 sembra essere responsabile di tali contrazioni.

Anche le contrazioni endotelio-dipendenti in risposta all’acetilcolina e istamina in safena umana isolata risultano essere mediate dal metabolismo dell’AA attraverso la via della cicloossigenasi. In questo caso i mediatori responsabili sembrano essere il TXA2 e la PGH2.Anche per le arterie sono state descritte contrazioni mediate dalle cellule endoteliali attraverso l’attivazione della via della cicloossigenasi. Lo ionoforo del calcio e l’AA causano delle contrazioni endotelio-dipendenti in arterie basilari di cane che possono essere inibite dagli inibitori della cicloossigenasi, della TXA2 sintetasi e dagli antagonisti dei recettori PGH2/TXA2 posti sulla superficie della cellula muscolare liscia. Tali studi hanno dimostrato che il trasporto del calcio all’interno delle cellule endoteliali per mezzo dello ionoforo attiva il metabolismo dell’AA dando luogo alla formazione di TXA2 ed altri prostanoidi vasocostrittori. Le contrazioni evocate dallo ionoforo del calcio A23187 sono inibite anche dalla superossidodismutasi (SOD), scavenger dell’anione superossido: ciò indica che questo anione è un potenziale mediatore del meccanismo di contrazione. Gli anioni superossido sono dei potenti attivatori dell’NO ed inibitori della sintesi di PGI2, mentre non inibiscono la produzione dei prostanoidi ad azione vasocostrittrice. E’ quindi possibile che un aumento della produzione di anioni superossido determini uno squilibrio tra i fattori di rilasciamento e quelli di contrazione prodotti dall’endotelio favorendo la contrazione delle cellule muscolari lisce sottostanti.

In condizioni fisiologiche viene mantenuto dal predominio dei fattori di rilasciamento di derivazione endoteliale (EDRF) mentre nelle arterie aterosclerotiche ed in quelle di soggetti ipertesi il rilascio di EDRF e/o la reattività di cellule muscolari lisce a questi fattori appaiono ridotte, mentre i fattori di contrazione sono aumentati (EDCF). Tale squilibrio tra i fattori vasoattivi di derivazione endoteliale può essere importante nella patogenesi della ipertensione arteriosa e delle sue complicanze cardiovascolari. Tra i fattori EDCF ci sono i fattori cicloossogenasi dipendenti. Un’eccessiva produzione di anione superossido inattivando l’EDRF/NO e favorendo la piena espressione dei prostanoidi ad azione vasocostrittiva potrebbe costituire il meccanismo responsabile dell’aumento della vasocostrizione endotelio-dipendente descritto in animali da esperimento e pazienti con ipertensione arteriosa. In aorta di conigli diabetici vi è un’alterazione selettiva dei rilasciamenti endotelio-dipendenti associata ad aumentata produzione di prostanoidi vasocostrittori. Tale alterata vasoreattività può essere corretta mediante inibizione della cicloosigenasi o con l’antagonista recettoriale per PGH2/TXA2.Anchi gli scavengers dei radicali liberi, come la superossidodismutasi, sono risultati essere efficienti nel prevenire tale alterazione.