Die Phosphodiesterase-Isoenzyme des humanen Corpus cavernosum penis und deren funktionelle Bedeutung

Zusammenfassung

Phosphodiesterasen bauen zyklische Nukleotide ab und bewirken somit eine Kontraktion glatter Muskelzellen. Untersuchungen der letzten Jahre haben gezeigt, daß es organ- und speziesspezifische Unterschiede in der Verteilung der Phosphodiesterase (PDE)-Isoenzyme gibt. Unsere Studie sollte die PDE-Isoenzyme des C. cavernosum charakterisieren und deren funktionelle Bedeutung untersuchen.

Nach Homogenisierung von kavernösem Gewebe und Ultrazentrifugation wurde der Überstand auf DEAE-Säulen gegeben und mittels Na-acetatgradienten eluiert. Die Fraktionen wurden mit verschiedenen Zusätzen zur Identifikation der PDE-Isoenzyme versetzt und das Inkubationsprodukt dann in der Betakammer gemessen. Im Organbad wurde die Relaxation von Noradrenalin-vor-kontrahierten kavernösen Organstreifen durch verschiedene sPDE-Hemmer untersucht. Ein PDE III-Inhibitor wurde bei Patienten mit erektiler Dysfunktion intrakavernös appliziert.

3 verschiedene PDE-Isoenzyme wurden charakterisiert, nämlich PDE III, PDE IV und PDE V. In vitro zeigte sich der sPDE III-Hemmer als am stärksten wirksam. In vivo induzierte der PDE III-Inhibitor eine starke erektile Antwort.

Unsere Untersuchungen belegen 3 verschiedene PDE-Isoenzyme des menschlichen C. cavernosum. Die starke Wirkung des sPDE-III-Hemmers in vitro und in vivo legt weitere Untersuchungen für eine evtl. therapeutische Nutzung nahe.

Abstract

Our study was carried out to show the existence of PDE in human penile tissue and the effect of various PDE inhibitors on its activity.

Cavernous tissue was obtained from patients underwent penectomies or penile prosthesis implantation. The tissue was homogenized and centrifuged at 50 000 g. The supernatant fraction was applied to a DEAE-column. and eluted using sodium acetate gradient. PDE assay was performed by modification of the method of Thompson and Appleman. An organ bath study was performed to evaluate the relaxing effect of various selective PDE inhibitors. We found three different PDE isoenzymes, PDE III (cGMP-inhibited), PDE IV (cAMP specific) and PDE V (cGMP-specific). Spontaneous contractions were found in 30 % strips and could be abolished by all selective inhibitors tested. These selective PDE inhibitors relaxed noradrenalin pre-contracted strips dose-dependently. PDE III inhibitor was the most potent PDE inhibitor and possesses an EC50 equal to papaverine.

The existence of three different isoenzymes has been shown in this study. Our findings support the involvement of cyclic nucleotide metabolism in the regulation of cavernous smooth muscle tone and open a possibility of using selective PDE inhibitor in treating erectile dysfunction.

Key words

Smooth muscle - Phospodiesterase - Penis erection - Milrinone