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Die Bezeichnung Prostaglandine geht darauf zurück, dass die zuerst in der menschlichen Samenflüssigkeit entdeckten Substanzen für ein Sekret der Prostata gehalten wurden (Giertz 1998a).
Prostaglandine gehören zu den endogenen Fettsäurederivaten, welche von den Membranphospholipiden nahezu aller Zelltypen im Säugerorganismus gebildet werden. Gemeinsam mit den Thromboxanen und Leukotrienen werden sie auch als Eicosanoide bezeichnet und haben vielfältige biologische Funktionen.
Die Grundstruktur aller Prostaglandine ist eine aus 20 Kohlenstoffatomen bestehende Carboxylsäure mit einem Cyclopentanring. Die 6 klassischen Prostaglandine unterscheiden sich durch eine substituierte Gruppe an diesem Cyclopentanring und werden als Prostaglandin A, B, C, D, E und F bezeichnet. Je nach Anzahl der Doppelbindungen in den Seitenketten unterscheidet man einfach, zweifach oder dreifach ungesättigte Prostaglandine.
Biosynthese der Prostaglandine
Ausgangsstoffe für die Biosynthese der Prostaglandine sind mehrfach ungesättigte, essentielle Fettsäuren, welche 3, 4 oder 5 Doppelbindungen enthalten. Dazu gehört die Arachidonsäure, Vorstufe der zweifach ungesättigten Prostaglandine (PG2) und wichtigste Prostaglandinquelle im Organismus höherer Säugetiere (Kindahl 1980a; Adams 2001g). Die dreifach ungesättigten Prostaglandine entstehen aus der Eicosapentaensäure und sind besonders bei Meeressäugern von Bedeutung (Adams 2001g).
Die Arachidonsäure ist eine essentielle Fettsäure und enthält 20 Kohlenstoffatome. Sie wird durch eine Esterverbindung in die Phospholipide der Zellmembranen eingebaut und ist auch in anderen komplexen Lipiden (z.B. Triglyceriden) enthalten. Eine Aktivierung der Phospholipase A2 durch hormonelle, chemische, nervale oder mechanische Stimuli führt zur Freisetzung von Arachidonsäure aus den Phospholipiden der Zellmembranen. Danach erfolgt ein schneller oxidativer Katabolismus über zwei verschiedene enzymatische Wege, welche durch die Cyclooxygenase und die Lipooxygenase katalysiert werden.
Prostaglandin F2α entsteht auf dem Cyclooxygenase-abhängigen Weg. Das Enzym Cyclooxygenase, welches in fast allen Geweben des Körpers vorkommt, führt zur Bildung eines zyklischen Endoperoxids, dem Prostaglandin G2, welches in einem nächsten Schritt zum strukturell ähnlichen Endoperoxid, Prostaglandin H2, umgewandelt wird. Beide PG-Endoperoxide sind sehr unstabil, mit einer biologischen Halbwertszeit von 5 Minuten. Sie unterliegen einer weiteren enzymatischen oder nichtenzymatischen Transformation, welche zur Bildung der verschiedenen Prostaglandine (PGE2, PGF2α, PGD2), Thromboxanen und Prostacyclin PGI2 führt (Bell 1980b; Adams 2001g; Kindahl 1980a; Mitchell 1993a; Smith 1992a; Granström 1981a).
PGF2α entsteht nicht-enzymatisch durch die Reduktion der Endoperoxide. Es existieren mehrere Faktoren, welche diese Reduktion begünstigen, wie z.B. Adrenalin und Glutathion. Auch die Mikrosomen der Uteri von Kuh und Meerschweinchen besitzen starke Endoperoxid-F2α-Reduktaseaktivität (Adams 2001g; Kindahl 1980a; Smith 1992a).
PGF2α kann in einigen Geweben auch durch die PGE 9-keto-Reduktase, welche die Umwandlung von PGE2 zu PGF2α bewirkt, entstehen. Die Aktivität der PGE 9-keto-Reduktase im Gewebe wird z.B. durch eine Entzündung gesteigert (Bell 1980b).
Eigenschaften
Das Tromethaminsalz des Prostaglandin F2α, auch Dinoprosttromethamin genannt, ist ein weisses, kristallines, sehr hygroskopisches Pulver. Der Schmelzpunkt liegt bei ungefähr 100°C. Ein Gramm ist in 5 ml Wasser löslich. 1,3 µg Dinoprosttromethamin entspricht 1 µg Dinoprost (Plumb 2002a).