Alprostadil: Struktur, Anwendung & Wirkungsweise

Erstmals 1957 aus Schafsprostata isoliert, ist Alprostadil heute als natürlich in vielen Geweben des menschlichen Körpers vorkommend bekannt. Synthetisches Alprostadil wird ebenfalls als Medikament verwendet und ist für verschiedene Zwecke nützlich, da es die Erweiterung von Blutgefäßen bewirkt.

Alprostadil als Medikament

Alprostadil ist vor allem als Behandlung für erektile Dysfunktion bekannt und wurde auch für die Anwendung bei der weiblichen Erregungsstörung untersucht. Weniger bekannt ist, dass Alprostadil seit langem therapeutisch bei Säuglingen mit angeborenen Herzfehlern eingesetzt wird. Alle aktuellen medizinischen Anwendungen von Alprostadil resultieren aus seiner Fähigkeit, glatte Muskulatur zu entspannen und Vasodilatation, also die Erweiterung der Blutgefäße, zu bewirken.

Die Prostaglandine

Alprostadil ist der Handelsname für Prostaglandin E1, nur eines von vielen Prostaglandinen in einer Familie lipidbasierter (fetter) Moleküle. Prostaglandine haben ein breites Spektrum biologischer Wirkungen auf das Herz-Kreislauf-System, glatte Muskulatur und das Blut, teilen sich aber eine strukturelle Familienähnlichkeit: einen fünfgliedrigen Ring, dem zwei Kohlenstoffketten oder „Schwänze“ folgen. Jedes Prostaglandin besteht aus einer modifizierten 20-kohlenstoffhaltigen Kette.

Strukturelle Merkmale von Alprostadil

Der fünfkohlenstoffhaltige Ring von Alprostadil ist mit einer Hydroxylgruppe (ein Sauerstoff mit einem angehängten Wasserstoff) und einer Carboxylgruppe (ein Sauerstoff, der doppelt an den Ring gebunden ist) verziert. Diese beiden Gruppen befinden sich auf verschiedenen Kohlenstoffatomen, mit einem nicht funktionalisierten Kohlenstoff zwischen ihnen. Der Ringkohlenstoff auf der anderen Seite der Hydroxylgruppe ist an den „Alkyl“-Schwanz angehängt, der acht Mitgliedskohlenstoffe hat, mit einer Doppelbindung zwischen den beiden Kohlenstoffen, die dem Ring am nächsten sind, und einer weiteren Hydroxylgruppe am dritten Kohlenstoff vom Ring. Der andere Schwanz von Alprostadil, angehängt an den Kohlenstoff auf der anderen Seite der Hydroxylgruppe, ist sieben Kohlenstoffe lang und hat eine Säuregruppe an seinem Ende. Andere Prostaglandine weisen unterschiedliche Funktionsgruppen und unterschiedliche Verteilungen von Doppelbindungen auf, was ihnen ihre vielfältigen biologischen Aktivitäten verleiht.

Warum ist die Struktur wichtig?

Es gibt mindestens neun bekannte Prostaglandin-Rezeptoren, die Moleküle dieser Familie erkennen und physiologische Reaktionen hervorrufen. Die Struktur von Alprostadil erlaubt es ihm, wie ein Schlüssel in ein Schloss, in bestimmte Prostaglandin-Rezeptoren zu passen und die Vasodilatation zu erzeugen, die seine primäre medizinische Wirkung ist. Andere Prostaglandine, die nur subtil in der Struktur unterschiedlich sind, können an andere Rezeptoren binden und Vasokonstriktion erzeugen – die gegenteilige Wirkung.

Alprostadil im Körper

Wie andere Prostaglandine wird Alprostadil enzymatisch im Körper aus der essentiellen Fettsäure-Derivat Arachidonsäure synthetisiert. Seine physiologische Lebensdauer ist kurz; es dauert nur 5 bis 15 Minuten, bis 50 Prozent abgebaut sind, weil die Hydroxylgruppe am Alkylschwanz, die für seine Rezeptorbindungseigenschaften wesentlich ist, sehr anfällig für Oxidation ist. Aus diesem Grund wird Alprostadil bei erektiler Dysfunktion lokal in den Penis injiziert, anstatt als Pille eingenommen zu werden. Bei systemischer Anwendung muss es kontinuierlich infundiert werden, um seine Wirkung aufrechtzuerhalten.