Prostaglandin

  Prostaglandine sind eine Gruppe von Gewebshormonen. Sie entstehen mithilfe verschiedener Synthasen aus dem Prostaglandin H₂. Dieses entsteht ausgehend von Arachidonsäure in zwei Schritten durch die membrangebundene Prostaglandin-H₂-Synthase 1: durch eine Cyclooxygenase- und einer Peroxidasereaktion.

Chemisches Grundgerüst der Prostaglandine ist die Prostansäure, eine Carbonsäure mit 20 C-Atomen. Man unterscheidet mehrere Gruppen von Prostaglandinen, welche sich durch den Oxidationsgrad der C-Atome 9 und 11 unterscheiden: Diketone, Diole, Ketole. Ferner sind zahlreiche Untergruppen bekannt. Die Zahl der im Molekül vorhandenen Doppelbindungen wird durch einen Index am Gruppennamen angegeben. (Siehe Bild).

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Entdeckung

Bereits um 1933 wurde durch Goldblatt und Ulf von Euler vasoaktive Eigenschaften von Bestandteilen humanen Spermas beschrieben. Die (namensgebende) Annahme, dass diese Substanzen der Prostatadrüse entstammen, erwies sich als falsch. 1962 isolierten Sune Bergström und Bengt Samuelsson kristallisierbare Derivate, die ihrer Löslichkeit nach als PGE (Ether-löslich) bzw. PGF (Phosphat-löslich; schwedische Schreibweise) klassifiziert werden^[1].

Unterformen

  Unterschieden werden die verschiedenen Unterformen der Prostaglandine nach Struktur, Bildung, Vorkommen, Wirkung und Regulation:

• Prostaglandin-H₂ (PGH₂)
• Prostaglandin-I₂ (PGI₂) oder auch Prostacyclin genannt.
• Prostaglandin-F₂ (PGF₂)
• Prostaglandin-D₂ (PGD₂)
• Prostaglandin-E₂ (PGE₂)
• Thromboxane (TX)

Die genaueren Charakteristika von Bildung, Vorkommen, Wirkung und Regulation werden in den jeweiligen Unterkapiteln beschrieben.

Prostaglandinrezeptoren

Prostaglandinrezeptoren gehören zu der Gruppe der G-Protein-gekoppelten Membranrezeptoren. Sie werden durch den Buchstaben „P“ und das Präfix „D“, „E“, „F“, „I“ oder „T“ bezeichnet, um eine Präferenz für die Prostaglandine D, E, F, I oder Thromboxane zu kennzeichnen. Bis 2004 wurden 4 Subtypen des EP-Rezeptors identifiziert: EP1 bis EP4.

Darüber hinaus gibt es einige Prostaglandine (z.B. PGJ₂), die Kernrezeptoren der PPAR-Klasse aktivieren können, welche IκB-Kinase hemmen und dadurch den NF-κB-Weg hemmen.

Wirkungen

Prostaglandine modulieren Second-Messenger-Systeme. Ihre Wirkung ist überaus divers, da sie von Prostaglandin zu Prostaglandin variiert und teilweise sogar für ein Prostaglandin durch unterschiedliche Rezeptoren unterschiedlich vermittelt wird. Daher werden die Wirkungen im einzelnen bei den einzelnen Prostaglandinen dargestellt.

Vorkommen im Organismus

Prostaglandine kommen mit unterschiedlicher Zusammensetzung und Funktion wohl überall im Organismus vor. Besonders reich sind sie im männlichen Sperma vertreten.

Anwendungen in der Medizin

Prostaglandine werden in der Augenheilkunde in Form von Wirkstoffanteilen in Augentropfen (z. B. Xalatan, Travatan, Lumigan) angewendet, um Glaukome (Grünen Star) zu behandeln.

In der Angiologie (Gefäßmedizin) werden Prostaglandine als vasoaktive Substanzen zur Verbesserung der Durchblutung bei problematischen arteriellen Gefäßverschlüssen oder Gefäßverengungen (z.B. Raynaud-Syndrom) eingesetzt. Hauptvertreter sind dabei Prostaglandin E1 (Alprostadil „Prostavasin^®“) und Prostazyklin („Iloprost^®“).

In der Gastroenterologie wird das Prostaglandin Misoprostol zur Prävention von Magenschleimhautschäden bei Langzeiteinnahme nichtsteroidaler Antiphlogistika eingesetzt.

In der Pränatalmedizin wird Prostaglandin zur Auslösung von Wehen eingesetzt, um eine Geburt einzuleiten. Dies kann zum einen nötig sein, wenn der eigentliche Geburtstermin deutlich überschritten wurde, sodass es zu einer Gefährdung des ungeborenen Kindes kommen könnte. Zum anderen wird Prostaglandin zur Weheneinleitung eingesetzt, um bei einem medikamentösen Schwangerschaftsabbruch die Wirkung des Medikaments zu verstärken. Darüber hinaus werden sie benutzt, um in einem vergleichsweise späten Schwangerschaftsstadien (Spätabbruch) eine künstliche Fehl- bzw. Totgeburt einzuleiten. Beim instrumentellen Schwangerschaftsabbruch, beispielsweise bei einem verhaltenen Abort (missed abortion) werden Prostaglandine verabreicht, um den Zervixkanal der Gebärmutter zu erweichen. Dies ist notwendig, um eine Verletzung sowie spätere Schäden der Zervix in Bezug auf weitere Schwangerschaften (z. B. Zervixinsuffizienz) zu vermeiden.

Referenzen

1. ↑ Bergström and Samuelsson: Isolation of prostaglandin E₁ from human seminal plasma. Prostaglandins and related factors. J Biol Chem. 1962(9);237:3005-6; PMID 13867832 PDF (freier Volltextzugriff)
2. ↑ Simmons DL, Botting RM and Hla T: Cyclooxygenase Isoenzymes: The Biology of Prostaglandin Synthesis and Inhibition. Pharmacological Reviews 2004;56(3):387-437; PMID 15317910; PDF (freier Volltextzugriff)

• Berg/Tymoczko/Stryer: Biochemie, 5. Auflage, Spektrum Akademischer Verlag GmbH Heidelberg 2003, ISBN 3827413036

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