Prostaglandine (PG) sind Gewebshormone, die in den Zellen aus der Arachidonsäure, einer mehrfach ungesättigten Fettsäure mit 20 Kohlenstoffatomen, gebildet werden.
Prostaglandine übernehmen in den Zellen, in denen sie gebildet werden, Steuerungsfunktionen – sie modulieren Second-Messenger-Systeme. Dabei sind sie an der Auslösung von Entzündungen, an der Regulation der Blutzirkulation etc. beteiligt.
Beschreibung
Die Prostaglandine gehören zu den Eicosanoidhormonen. Sie werden aus der Arachidonsäure gebildet.
Die Biosynthese und der Metabolismus der Prostaglandine sowie von Prostazyklin und Thromboxan sind in Abb. 1 zusammengefasst.
Abb. 1
Biosynthese und Metabolismus von Prostaglandinen, Prostazyklin und Thromboxan
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Die Prostaglandine wurden 1932 von dem schwedischen Pharmakologen Ulf Euler (1905–1983) in der menschlichen Seminalflüssigkeit entdeckt. Er erhielt hierfür im Jahr 1970 zusammen mit J. Axelrod und B. Katz den Nobelpreis für Medizin.
Der Name entstand aus der irrtümlichen Annahme, dass die Prostaglandine in der Prostata gebildet werden. Die Struktur wurde im Jahr 1962 aufgeklärt. Sie wurden nach ihrer Löslichkeit in ätherlösliche (ether) Prostaglandine PGE und Phosphat-lösliche (schwedisch: Fosfat) Prostaglandine PGF klassifiziert.
Pathophysiologie
Die Prostaglandine vermitteln zahlreiche Wirkungen über Second-Messenger-Systeme. Bereits Euler entdeckte die Blutdruck-senkende (PGD2) sowie die Uterus-kontrahierende Wirkung (PGE2, PGF2-α). Sie sind ferner an der Auslösung von Entzündungen beteiligt. Die Nierendurchblutung sowie die Natriumausscheidung werden durch das Prostaglandin E2 erhöht und durch PGF2-α gesenkt. Die Thrombozytenaggregation (Thrombozytenaggregation und -aktivierung) wird durch PGD2 gesenkt. Der Bronchialtonus wird durch die Prostaglandine PGF2-α und PGD2 stimuliert und durch PGE2 gehemmt.
Das Schlüsselenzym der Prostaglandinsynthese, die Cyclooxigenase, kann durch Acetylsalicylsäure (Aspirin) und andere Schmerzmittel beeinflusst werden. Die entzündungshemmende, fiebersenkende, gerinnungshemmende sowie schmerzhemmende Wirkung dieser Substanzen stehen im engen Zusammenhang mit der Hemmung der Prostaglandinsynthese. Es konnten 2 Isoformen der Cyclooxigenase aufgeklärt werden, wobei COX 2 für die Induktion von Gewebeschädigungen und Entzündungen durch Tumornekrosefaktor-α, Interleukin-1 und weitere Zytokine verantwortlich zeichnet. Diese Befunde führten zur Hypothese, dass eine selektive Hemmung von COX 2 zur Inhibition von Schmerz und Entzündungen führt und die negativen Wirkungen auf die COX-1-abhängigen Funktionen im Magen-Darm-Trakt, in der Niere und bei der Blutgerinnung vermieden werden.
Literatur
Carboneau BA, Breyer RM, Gannon M (2017) Regulation of pancreatic ß-cell function and mass dynamics by prostaglandin signaling. J Cell Commun Signal. 11(2):105–116
Yagami T, Koma H, Yamamoto Y (2016) Pathophysiological roles of cyclooxygenases and postaglandines in the central nervous system. Mol Neurobiol 53(7):4754–4771CrossRefPubMed
