Prostaglandine: Aufbau, Wirkung und Definition

Prostaglandine sind körpereigene Substanzen, die eine zentrale Rolle bei vielen physiologischen und pathologischen Prozessen spielen. Ihre Wirkungen sind vielfältig, denn sie beeinflussen unter anderem Entzündungen, Schmerz, Fieber, Blutgerinnung, die Regulation von Blutgefäßen. In diesem Artikel geht es um den Aufbau, die Wirkung sowie die Funktion der Prostaglandine.

Prostaglandine – Definition

Prostaglandine sind hormonähnliche Substanzen, die im Körper aus ungesättigten Fettsäuren gebildet werden. Sie gehören zur Gruppe der Eicosanoide und wirken lokal in dem Gewebe, in dem sie gebildet werden.

Prostaglandine – Aufbau und Synthese

Die Synthese der Prostaglandine findet in verschiedenen Zelltypen statt, darunter Makrophagen, Endothel– und Epithelzellen. Der Stoff, aus dem Prostaglandine hergestellt werden, heißt Arachidonsäure. Bei dieser handelt es sich um eine vierfach ungesättigte Fettsäure aus 20 Kohlenstoffatomen. Arachidonsäure wird im Körper hergestellt aus der Linolsäure, die mit der Nahrung aufgenommen wird.

Typischerweise wird Arachidonsäure in den Phospholipiden der Zellmembranen gespeichert. Bei Bedarf löst das Enzym Phospholipase A2 sie aus den Phospholipiden heraus. Nachdem Arachidonsäure aus den Zellmembranen herausgelöst wurde, katalysiert das Enzym Cyclooxygenase (COX) die Bildung zu Prostaglandin H2 (PGH2), bei dem es sich um ein zyklisches Prostaglandin handelt. Danach kann es in weitere Prostaglandinformen und Thrombaxan A2 umgewandelt werden.

Prostaglandine – Wirkung und Funktion

Die Wirkungen der Prostaglandine sind sehr vielfältig und hängen im Wesentlichen davon ab, um welche Art von Prostaglandin es sich handelt und welcher Rezeptor von der Zielzelle exprimiert wird.

Prostaglandin-Typen und ihre Wirkung

• Prostaglandin E2: In sehr vielen Geweben bewirkt Prostaglandin E2 eine Relaxierung der glatten Muskulatur. In den Bronchien sorgt es damit für eine Bronchodilatation und im Gefäßsystem für eine Vasodilatation. Im Magen fördert es die Produktion von Schleim und hemmt im Fettgewebe stark die Lipolyse. Ein wichtiger Prozess an dem Prostaglandin E2 beteiligt ist, sind Entzündungen, vor allem im Zusammenhang mit Fieber. Im Knochen fördert es außerdem die Bildung von Osteoklasten.
• Prostaglandin D2: Im Gegensatz zu Prostaglandin E2 führt das D2 zu einer Bronchokontriktion in den Bronchien und wird daher mit der Enstehung von Asthma bronchiale in den Zusammenhang gebracht.
• Prostaglandin F2α: Auch dieses Prostaglandin löst eine Kontraktion der glatten Muskulatur aus. Sowohl Bronchokonstriktion als auch Vasokonstriktion sprechen für die antagonistische Wirkung zum Prostaglandin E2. Zusätzlich bewirkt das Prostaglandin F2α noch Kontraktionen der Uterusmuskulatur, was bei den Wehen von Bedeutung ist.
• Thrombaxan A2: Dieses Eicosanoid wird vor allem von Thrombozyten hergestellt und vermittelt eine schnelle Konstriktion der Blutgefäße sowie vor allem Aggregation der Blutplättchen. Es spielt daher eine essenzielle Rolle bei der Blutgerinnung, genauer gesagt in der primären Hämostase. Wegen dieser wichtigen Rolle setzt man therapeutisch Acetylsalicylsäure (ASS) ein, um die Aggregation der Thrombozyten zu hemmen.
• Prostaglandin I2 (Prostacyclin): Prostaglandin I2 ist in gewisser Weise der Gegenspieler des Thrombaxan A2. Es wird in Endothelzellen aus Prostaglandin F2α gewonnen und hemmt die Thrombozytenaggregation.

Prostaglandin-Rezeptoren

Die Rezeptoren, an denen die Prostaglandine wirken sind G-Protein gekoppelt. Bei Aktivierung des Rezeptors kommt es zur Stimulierung oder Hemmung der Adenylatcyklase, wodurch die intrazelluläre Konzentration des second messagers cAMP sinkt oder steigt.

Therapeutische Prostaglandine

Sowohl natürlich als auch synthetisch hergestellte Prostaglandine finden aufgrund ihrer vielfältigen Wirkungen auch einen breiten Einsatz in der Medizin. Im Folgenden sind einige von ihnen aufgezählt:

• Das synthetische Prostaglandin Misoprostol wird zur Prophylaxe und Therapie Läsionen der Magenschleimhaut eingesetzt. Es ist ein Analogon des Prostaglandin E und stimuliert die Produktion von Muzinen für die Schleimhaut von Magen und Duodenum.
• Dinoproston ist ein natürliches Prostaglandin E2 und wird als Vaginaltablette bei der Geburtseinleitung verwendet. Es unterstützt die Wehentätigkeit, da es Kontraktionen der glatten Muskulatur des Uterus auslöst.
• Alprostadil hat als synthetisches Analogon des Prostaglandin E1 vor allem eine gefäßerweiternde Wirkung. Aus diesem Grund wird es eingesetzt bei peripherer arterieller Verschlusskrankheit (pAVK), erektiler Dysfunktion, persistierendem Ductus Botalli des Neugeborenen und anderem Durchblutungsstörungen wie dem Raynaud-Syndrom.
• Das synthetische Analogon des Prostacyclins Iloprost kann wegen der hemmenden Wirkung der Thrombozytenaggregation bei der Buerger-Krankheit und bei bestimmten Formen der pulmonalen Hypertonie eingesetzt werden.

Prostaglandine – Abbau

Prostaglandine werden nach ihrer Wirksamkeit recht rasch biologisch inaktiviert, um ihre lokalen Signalwirkungen zeitlich zu begrenzen. Die 15‑PGDH inaktiviert Prostaglandine in einem ersten Schritt NAD+‑abhängig. In einem zweiten Schritt deaktiviert eine Ketoreduktase sie weiter. Daraufhin können die Fettsäuren über die beta-Oxidation weiter verwertet werden.