Mechanismen van penis-erectie en basis voor farmacologische behandeling van erectiestoornissen (2011)

Farmacologische beoordelingen december 2011 vlucht. 63 Nee. 4 811-859

K.-E. Andersson

Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, Wake Forest University School of Medicine, Winston Salem, North Carolina

Martin C. Michel, ASSOCIATE-EDITOR + Auteur Affiliations

Adrescorrespondentie aan:Dr. K.-E. Andersson, Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, Wake Forest University School of Medicine, Boulevard Medical Center, Winston Salem, NC 27157. E-mail: [e-mail beveiligd]

- Navigeer door dit artikel

 

Abstract

Erectie is in feite een spinale reflex die kan worden geïnitieerd door rekruteren van penis, zowel autonome als somatische en supraspinale invloeden van visuele, olfactorische en imaginaire stimuli. Verschillende centrale zenders zijn betrokken bij de erectiele controle. Dopamine, acetylcholine, stikstofmonoxide (NO) en peptiden, zoals oxytocine en adrenocorticotropine / α-melanocyten-stimulerend hormoon, spelen een faciliterende rol, terwijl serotonine ofwel faciliterend of remmend kan zijn en enkephalinen remmend werken. Het evenwicht tussen contractant en relaxerende factoren regelt de mate van samentrekking van de gladde spier van de corpora cavernosa (CC) en bepaalt de functionele toestand van de penis. Noradrenaline trekt zowel CC- als penisvaten samen via stimulatie van α1adrenoceptoren. Neurogene NO wordt beschouwd als de belangrijkste factor voor ontspanning van penisschepen en CC. De rol van andere mediatoren, vrijgemaakt van zenuwen of endotheel, is niet definitief vastgesteld. Erectiestoornissen (ED), gedefinieerd als het "onvermogen om een ​​erectie te krijgen of te behouden die geschikt is voor seksuele bevrediging", kunnen meerdere oorzaken hebben en kunnen worden geclassificeerd als psychogeen, vasculogene of organisch, neurologisch en endocrinologisch. Veel patiënten met ED reageren goed op de farmacologische behandelingen die momenteel beschikbaar zijn, maar er zijn nog steeds groepen patiënten bij wie de respons niet bevredigend is. De gebruikte medicijnen zijn in staat om de defecte endogene mechanismen die de erectie van de penis regelen gedeeltelijk of volledig te vervangen. De meeste medicijnen hebben een directe werking op het penisweefsel, wat ontspanning van de gladde spieren van de penis mogelijk maakt, waaronder orale fosfodiësteraseremmers en intracavernosale injecties van prostaglandine E1. Ongeacht de onderliggende oorzaak, zijn deze geneesmiddelen in de meeste gevallen effectief. Geneesmiddelen met een centrale site van actie zijn tot nu toe niet erg succesvol geweest. Er is behoefte aan therapeutische alternatieven. Dit vereist de identificatie van nieuwe therapeutische doelen en het ontwerpen van nieuwe benaderingen. Het onderzoek in het veld neemt toe en er zijn verschillende veelbelovende nieuwe doelen voor toekomstige geneesmiddelen vastgesteld.

I. Inleiding

De erectie van de penis is het eindresultaat van een complex neurovasculair proces waarbij zenuwen, endotheel van sinusoïden en bloedvaten en gladde spiercellen in het doelwitorgaan zijn betrokken. Erectie wordt in principe gemedieerd door een spinale reflex, die, afhankelijk van de context waarin deze optreedt, verschillende centrale en perifere neurale en / of humorale mechanismen omvat. In het CNS,1 er is een verwerking en integratie van tactiele, olfactorische, auditieve en mentale stimuli (Fig 1). Veel centrale zenuw- en perifere zenders en zendersystemen nemen deel aan het proces. De verschillende stappen van neurotransmissie, impulspropagatie en intracellulaire transductie van neurale signalen in gladde spieren van de penis zijn nog maar ten dele bekend. Het is echter goed vastgesteld dat de balans tussen contractant en relaxerende factoren de mate van tonusvasculatuur en van de gladde spier van de corpora cavernosa (CC) regelt en de functionele status van de penis bepaalt: detumescentie en slapheid, zwelling en erectie.

Fig. 1.   

Bekijk grotere versie:   

Fig. 1.   

Penisectie is eigenlijk een spinale reflex die kan worden geïnitieerd door stimuli van de periferie en van het centrale zenuwstelsel.

Verschillende farmacologische, fysiologische en klinische aspecten van erectiele functie en disfunctie zijn eerder besproken (bijv. Andersson en Wagner, 1995; Argiolas en Melis, 1995, 2004, 2005; Giuliano en Rampin, 2000, 2004; Andersson, 2001), maar het veld breidt zich voortdurend uit en is het onderwerp geweest van verschillende recente beoordelingen (Baskerville en Douglas, 2008; Burnett et al., 2010; Gratzke et al., 2010a; Melis en Argiolas, 2011). De huidige review is een poging om de snel groeiende informatie over enkele van de zenders / modulatoren die geacht worden betrokken te zijn bij de controle van erectiestoornissen centraal en perifeer te updaten en die de basis vormen voor de momenteel gebruikte behandelingen van erectiestoornissen (ED). De beoordeling is zeker niet compleet; een aantal van de perspectieven behouden van eerdere beoordelingen in het veld (Andersson, 1993, 2001; Andersson en Wagner, 1995), is er aandacht besteed aan bijdragen van het afgelopen decennium.

II. Centrale verordening

Sommige van de anatomische gebieden van de hersenen die betrekking hebben op seksuele functie zijn gedefinieerd. Bewijs uit dierstudies geeft aan dat de centrale supraspinale systemen die seksuele opwinding controleren voornamelijk in het limbisch systeem gelocaliseerd zijn (bijv. Olfactorische kernen, mediaal preoptisch gebied, nucleus accumbens, amygdala en hippocampus) en hypothalamus (paraventriculaire en ventromediale kernen). Vooral mediale amygdala, mediaal preoptisch gebied (MPOA), paraventriculaire nucleus (PVN), het periaqueductale grijze en ventrale tegmentum worden herkend als sleutelstructuren in de centrale controle van de mannelijke seksuele respons (Andersson en Wagner, 1995; Giuliano en Rampin, 2000a,b; Argiolas en Melis, 2005; Hull en Dominguez, 2007; Melis en Argiolas, 2011). Bij ratten kan elektrische stimulatie van de MPOA, de PVN of de hippocampusformatie een erectiele respons opwekken. Er lijkt een spinaal netwerk te bestaan ​​dat bestaat uit primaire afferenten van de geslachtsorganen, spinale interneuronen en sympathische, parasympathische en somatische kernen. Dit netwerk lijkt in staat informatie uit de periferie te integreren en reflexieve erecties uit te lokken en lijkt ook de ontvanger van supraspinale informatie te zijn (Giuliano en Rampin, 2000a,b). Bij de mens is de fysiologische link tussen deze hersengebieden en mannelijke seksuele opwinding in verband met de afgelegen seksuele reactie weinig bestudeerd en blijft het een punt van discussie. Studies met functionele magnetische resonantiebeeldvorming of positronemissietomografie hebben patronen van hersenactivering gecorreleerd die correleren met de verschillende fasen van seksuele respons. Activatiekaarten benadrukten een complex neuraal circuit dat betrokken is bij seksuele opwinding. Van dit circuit waren slechts enkele gebieden (anterieure cingulate, insula, amygdala, hypothalamus en secundaire somatosensorische cortices) specifiek gecorreleerd met erectie van de penis (Ferretti et al., 2005; Miyagawa et al., 2007). Verder onderzoek op deze gebieden is nodig en kan lonend zijn.

III. Centrale bemiddelaars

De centrale zenuwregulatie van de erectiele functie omvat zowel spinale als supraspinale pathways en mechanismen. Niet onverwacht is de centrale neurotransmissie van erectie van de penis complex en slechts ten dele bekend. Er wordt echter nog steeds vooruitgang geboekt om de effectoren te identificeren die bij deze functie zijn betrokken, en het veld is onlangs herzien (Melis en Argiolas, 2011). Veel van de opgedane kennis op dit gebied van onderzoek heeft betrekking op morfologische en farmacologische studies in experimentele diermodellen (bijv. Knaagdieren, konijnen, primaten). In deze modellen kunnen neurochemische verstoringen worden uitgevoerd en reacties op een redelijk zinvolle manier worden gevolgd. De resultaten van dergelijke onderzoeken moeten met de nodige voorzichtigheid worden geïnterpreteerd, omdat ze een breed scala van soorten en wijzen van uitlokken van seksuele functie omvatten (Sachs, 2000). Verschillen in soort, drugsafhankelijke effecten en actiegebieden met meerdere geneesmiddelen moeten eveneens worden overwogen (McKenna, 1999; Giuliano en Rampin, 2000a,b; Steers, 2000).

Onder centrale neurotransmitters en neuropeptiden die de erectie van de penis beheersen, zijn de bekendste serotonine, dopamine, oxytocine, excitatoire aminozuren, NO, adrenocorticotropine / a-melanocyt stimulerend hormoon (a-MSH) en opioïde peptiden. Ze kunnen de erectie van de penis vergemakkelijken of remmen door in verschillende hersengebieden te werken (dwz de MPOA, de PVN, het ventrale tegmentale gebied, de hippocampus, de amygdala, de bedkern van de stria-terminus, de nucleus accumbens, de medulla oblongata en de ruggengraat) (Melis en Argiolas, 2011). De PVN lijkt een centrale rol te spelen en NO en oxytocine lijken de belangrijkste spelers te zijn in de bemiddeling van het effect (Fig 2). Androgenen hebben ook een belangrijke rol; een tekort aan testosteron kan bijvoorbeeld de effecten van veel van de erectie bemiddelende zenders verminderen of wegnemen.

Fig. 2.   

Bekijk grotere versie:   

Fig. 2.   

De PVN van de hypothalamus, oxytocine en neuronen die oxytocine bevatten, spelen een belangrijke rol bij de centrale controle van de erectie. Oxytocinerge neuronen afkomstig uit het PVN-project voor extrahypothalamische hersengebieden (bijv. Het ventrale caudale tegmentale gebied, de hippocampus, de amygdala en het ruggenmerg). Deze neuronen worden geactiveerd door oxytocine zelf, dopamine, exciterende aminozuren, VGF-afgeleide peptiden en hexarelin-analoge peptiden en geremd door stimulering van GABA, opioïden en cannabinoïden. De activering van oxytocinerge neuronen volgt de activering van NOS aanwezig in deze neuronen. De NO-gemedieerde activatie van oxytocinerge neuronen is kennelijk niet gerelateerd aan de stimulatie van guanylylcyclase; het veroorzaakt de afgifte van oxytocine in het ruggenmerg en in extrahypothalamische hersengebieden. Bij de mediatie van erectie spelen androgenen een belangrijke rol. [Gemodificeerd uit Melis MR en Argiolas A (2011) Centrale controle van penis erectie: een herbezoek van de rol van oxytocine en zijn interactie met dopamine en glutaminezuur bij mannelijke ratten. Neurosci Biobehav Rev 35:939-955. Copyright © 2011 Elsevier. Gebruikt met toestemming.].

A. 5-Hydroxytryptamine

5-Hydroxytryptamine (5-HT; serotonine) is betrokken bij zowel de supraspinale als de spinale farmacologie van de erectiele functie bij zowel dieren als mensen. 5-HT wordt geacht een algemeen remmend effect op mannelijk seksueel gedrag uit te oefenen en omvat zowel sympathische, parasympathische en somatische uitstroommechanismen (Bitran en Hull, 1987; Hull et al., 2004). 5-HT-positieve zenuwuiteinden zijn aanwezig in het gehele centrale zenuwstelsel en 5-HT-bevattende neuronen kunnen worden gevonden in de medullaire raphe-kernen en ventraal medullaire reticulaire formatie, inclusief de rostrale nucleus paragigantocellularis, evenals het lumbosacrale ruggenmerg in associatie met voornamelijk somatische en autonome uitstroomprojecties naar het bekken (Andersson, 2001). Een afgenomen hoeveelheid 5-HT in deze structuren, experimenteel geïnduceerd door de remming van serotoninesynthese (parachloorfenylalanine), vernietiging van 5-HT-bevattende axons (5,7-dihydroxytryptamine), of elektrolytische vernietiging van de dorsale raphe-kern, verhoogt de seksuele activiteit (McIntosh en Barfield, 1984; Kondo et al., 1993). Omgekeerd wordt de seksuele activiteit verzwakt na intracerebroventriculaire of intrathecale toediening van 5-HT en geneesmiddelen die de centrale afgifte of de synthese van amine verhogen (Ahlenius et al., 1981; Svensson en Hansen, 1984; Szele et al., 1988).

De 5-HT-routes kunnen remmend of faciliterend zijn afhankelijk van de werking van het amine bij verschillende subtypes van 5-HT-receptoren die zich op verschillende plaatsen in het centrale zenuwstelsel bevinden (de Groat en Booth, 1993). De effecten lijken ook soortspecifiek te zijn (Paredes et al., 2000). Intrathecale injectie van 5-HT in de geminaliseerde, verdoofde mannelijke rat blokkeerde het verschijnen van de coïtusreflex, wat suggereert dat endogeen 5-HT kan werken in de dalende input van het lumbale ruggenmerg dat seksuele reflexen remt (Marson en McKenna, 1992). Een vergelijkbare procedure in andere experimenten remde ook de ejaculatie en penetratie van de penis bij ratten, wat duidt op een alternatieve rol van 5-HT bij de overdracht van sensorische feedbackinformatie die nodig is voor seksuele reacties (Svensson en Hansen, 1984).

Veel 5-HT-receptorsubtypen zijn geïdentificeerd en de receptoren gebruiken verschillende effectorsystemen in verschillende cellen, wat de tegenstrijdige rapporten over de effecten van 5-HT-agonisten en -antagonisten op seksuele functies kan verklaren. Agonisten kunnen bijvoorbeeld de seksuele functie verbeteren of verminderen. 5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT2Aen 5-HT2C receptor subtypen zijn gevonden op verschillende niveaus van het ruggenmerg (Marlier et al., 1991; Thor et al., 1993; Ridet et al., 1994). In overeenstemming met het selectieve gebruik van 5-HT-receptoragonisten en -antagonisten, bleken componenten van mannelijk copulatiegedrag variabel te worden weergegeven. Bijvoorbeeld 5-HT1A receptoractivatie kan contrasterende effecten hebben op de seksuele functie, afhankelijk van de dosis van toediening en de locatie van de receptor in de hersenen (Ahlenius en Larsson, 1997; Rehman et al., 1999). Bancila et al. (1999), gebruikmakend van immunohistochemie, op basis van hun bevindingen gesuggereerd dat de supraspinale serotonerge controle van erectie op het lumbosacraal niveau sterk leek te zijn geassocieerd met activatie van 5-HT2C receptoren. 1- (3-Chlorofenyl) -piperazine, een metaboliet van trazodon en N-trifluormethylfenylpiperazine, worden bij 5-HT als partiële agonisten beschouwd2C receptoren en geven meestal 5-HT weer2A receptorantagonistische acties (Barnes en Sharp, 1999). Ze induceren allebei erectie bij knaagdieren, maar ze remmen ook significant ejaculatie en seksueel gedrag (Andersson, 2001).

Bij ratten is bekend dat 5-HT-, dopamine-, oxytocine- en melanocortine-routes betrokken zijn bij de inductie van penis-erecties. Er is gesuggereerd dat een dopamine-oxytocine-5-HT-koppeling belangrijk is, maar het 5-HT-receptorsubtype dat de dopamine-oxytocine-5-HT-werking medieert en de relatie tussen de dopamine-oxytocine-5-HT- en melanocortinetrajecten hebben niet volledig opgehelderd. Kimura et al. (2008) stelde voor dat 5-HT2C receptoren in de lumbosacrale spinale plaatsen mediëren niet alleen dopamine-oxytocine-5-HT werking, maar ook melanocortine-effecten op penis erecties en dat de 5-HT route stroomafwaarts van het melanocortine evenals de dopamine-oxytocine routes is gelokaliseerd.

Geneesmiddelen die werken via 5-HT-mechanismen kunnen seksueel gedrag beïnvloeden. Dus, melatonine, dat alle aspecten van seksuele activiteit bij ratten verhoogt, bezit 5-HT2A-antagonistische eigenschappen (Drago et al., 1999). Bewijs voor een faciliterende rol van melatonine in seksueel gedrag is gepresenteerd, wat suggereert dat het werkingsmechanisme de 5-HT kan omvatten2A receptor (Brotto en Gorzalka, 2000). Agomelatine, een antidepressivum met melatonine-agonist en 5-HT2C-antagonist eigenschappen, bleek de penis erecties geïnduceerd door de stimulatie van 5-HT antagoniseren2C receptoren in Wistar-ratten (Chagraoui et al., 2003).

Weinig geneesmiddelen met een directe werking op 5-HT-mechanismen worden in klinisch gebruik gebruikt om erectie te bevorderen (bijvoorbeeld trazodon). Het potentieel van dergelijke geneesmiddelen voor de behandeling van ED is echter veelbelovend. Gezien de negatieve effecten van selectieve serotonine-heropnameremmers en serotonine- en NA-heropnameremmers op de seksuele functie (Corona et al., 2009), zijn verdere studies naar de invloed van 5-HT op erectiele mechanismen wenselijk.

B. Dopamine

Dopamine is de belangrijkste catecholamine in het CZS en is betrokken bij een verscheidenheid aan fysiologische functies, waaronder seksueel gedrag. Dopamine heeft faciliterende effecten op seksuele motivatie, copulatoire vaardigheid en genitale reflexen (Hull et al., 2004). Dopaminerge neuronen omvatten een incertohypothalamisch systeem met projecties op MPOA en PVN (Björklund et al., 1975). In de MPOA controleert dopamine genitale reflexen, copulatiepatronen en specifiek, seksuele motivatie (Hull et al., 2004). Dopaminerge neuronen zijn ook geïdentificeerd die zich verplaatsen van de caudale hypothalamus binnen de dopentie van dopamine en dendamine om het lumbosacrale ruggenmerg te laten innerveren (Skagerberg et al., 1982; Skagerberg en Lindvall, 1985). Van dopamine kan dus worden verwacht dat het deelneemt aan de centrale regulatie van zowel de autonome als de somatische componenten van de penisreflexen, en dit is bevestigd door de effecten van apomorfine. Dopaminereceptoren in zoogdierweefsels zijn geclassificeerd als D1-achtig (D1 en D5) en D2-achtig (D2, D3 en D4) op basis van hun bindingseigenschappen en hun vermogen om forskolin-geïnduceerde adenylylcyclase-activiteit te activeren of te remmen (Beaulieu en Gainetdinov, 2011). In het CZS zijn beide families in verband gebracht met erectiele functies.

Een belangrijke bevinding was de ontdekking van de expressie van alle dopaminereceptoren van de D2 receptorfamilie (D.2, D3 en D4) in de cellichamen van oxytocinerge neuronen in de PVN, de SON en de MPOA (Baskerville en Douglas, 2008; Baskerville et al., 2009), die sterke neuroanatomische ondersteuning biedt voor de hypothese dat dopamine- en dopaminereceptoragonisten direct oxytocinerge neuronen kunnen activeren die betrokken zijn bij de erectiele functie.

De deelname van dopamine aan seksuele functies, inclusief erectie, wordt verder ondersteund door onderzoeken die aantonen dat verschillende dopamine-receptoragonisten, zoals apomorfine, quinpirol, quineloraan en (-) - 3- (3-hydroxyfenyl) -nn-propylpiperidine, de erectie van de penis induceren na systemische toediening aan zoogdieren (Melis en Argiolas, 1995). Van deze geneesmiddelen is bekend dat ze misselijkheid en braken induceren, wat hun klinische bruikbaarheid beperkt. Bij ratten en konijnen vertoont het proerectiel effect van apomorfine een karakteristieke omgekeerde U-respons.

Erectie na dopamine-stimulatie omvat oxytocinerge neurotransmissie (Baskerville et al., 2009; Melis en Argiolas, 2011). Dopaminerge neuronen treffen oxytocinerge cellichamen in de PVN (Buijs, 1978; Lindvall et al., 1984) en door apomorfine geïnduceerde erectie van de penis wordt dosisafhankelijk voorkomen door oxytocinereceptorantagonisten of door elektrolytische laesies van de PVN die het centrale oxytocinegehalte verlagen. Omgekeerd veroorzaakte injectie van oxytocine in de PVN erecties die niet werden verzwakt door dopaminereceptorblokkade, wat suggereert dat dopaminerge neuronen oxytocinerge neuronen in de PVN activeren en dat oxytocine dan verantwoordelijk is voor de erectiele respons (Baskerville et al., 2009: Melis en Argiolas, 2011).

Er is gesuggereerd dat dopamine-geïnduceerde oxytocinerge activatie in de PVN een calcium-afhankelijke stikstofmonoxide (NO) -route kan inhouden in plaats van de klassieke cAMP-route. Aldus remde intra-PVN injectie van co-conotoxine-GVIA, een selectieve antagonist van N-type calciumkanalen, apomorfine- en oxytocine-geïnduceerde erectie van de penis. Blokkade van de N-type calciumkanalen verzwakte ook de toename in nitriet- en nitraatconcentraties (indicatoren van NO-activiteit) tijdens erectie van de penis (Succu et al., 1998). Neuronale NOS komt overvloedig tot expressie in oxytocinerge neuronen (Ferrini et al., 2001; Xiao et al., 2005) en centraal toegediende NOS-remmers bleken dopamineagonist en door oxytocine geïnduceerde erectie van de penis te voorkomen.

Testosteron verhoogt de NOS in de MPOA. NO verhoogt op zijn beurt de basale en vrouwelijk gestimuleerde dopamine-afgifte, wat copulatie en genitale reflexen vergemakkelijkt. Dopamine-receptor agonist-geïnduceerde erecties werden afgeschaft door castratie bij knaagdieren en testosteronvervanging herstelde erectiele functie (Hull et al., 2004).

Er is gemeld dat het proerectiel effect van apomorfine wordt gemedieerd via de specifieke D2 receptorsubtype; studies met selectieve dopamine-agonisten bevestigden deze hypothese echter niet (Hsieh et al., 2004). De dopamine D4 receptor wordt uitgedrukt in hersengebieden zoals de prefrontale cortex, hippocampus, amygdala en hypothalamus, waarvan bekend is dat ze de seksuele functie in zoogdieren beheersen (Primus et al., 1997). ABT-724 (2-[(4-pyridin-2-ylpiperazin-1-yl)methyl]-1H-benzimidazol) is een selectieve dopamine D4 receptoragonist die humaan dopamine D activeert4 receptoren zonder effect op dopamine D1, D2, D3of D5 receptoren (Brioni et al., 2004). Het geneesmiddel vergemakkelijkte op dosisafhankelijke wijze de erectie van de penis bij subcutane toediening aan bewuste ratten, een effect dat werd geblokkeerd door haloperidol en clozapine (centraal werkend), maar niet door domperidon (perifere activering). Een proerectiel effect werd waargenomen na intracerebroventriculaire maar niet intrathecale toediening, wat duidt op een supraspinale werkingsplaats. In aanwezigheid van sildenafil werd een versterking van het proerectiel effect van ABT-724 waargenomen bij bewuste ratten. ABT-724 werd geëvalueerd bij bewuste mannelijke fretten, een preklinisch model om het emetische potentieel van geneesmiddelen te bepalen. ABT-724 veroorzaakte geen braken of misselijkheid, ondanks het vermogen om fret D te activeren4 receptoren. Het vermogen van ABT-724 om de erectie van de penis te vergemakkelijken, samen met het gunstige bijwerkingenprofiel, suggereerde dat ABT-724 nuttig zou kunnen zijn voor de behandeling van erectiestoornissen (Brioni et al., 2004). Om onbekende redenen lijkt het medicijn niet verder ontwikkeld te zijn en zijn er geen ervaringen met het gebruik ervan bij mensen gepubliceerd.

C. Oxytocine

In de PVN van de hypothalamus hebben farmacologische, immunocytochemische en elektrofysiologische studies een groep oxytocinerge neuronen gevonden die naar extrahypothalamische hersengebieden en het ruggenmerg projecteren, die de erectiele functie beïnvloeden. Wanneer geactiveerd door bijvoorbeeld dopamine, excitatoire aminozuren, door oxytocine zelf, en door hexarelin-analogonpeptiden, zullen deze neuronen penis erectie produceren (Argiolas en Melis, 2004; Baskerville en Douglas, 2008; Melis en Argiolas, 2011). Oxytocine vergemakkelijkt de erectiele functie en het mannelijke seksuele gedrag bij bijvoorbeeld muizen, ratten, konijnen en apen. Dit kan ook bij mensen voorkomen, omdat plasma-oxytocine wordt verhoogd door seksuele stimuli, vooral bij ejaculatie (Carmichael et al., 1987; Murphy et al., 1987). Oxytocine induceert penis erectie niet alleen wanneer geïnjecteerd in de laterale cerebrale ventrikel en de PVN, maar ook in andere extrahypothalamische hersenregio's, zoals het ventrale tegmentale gebied (Melis et al., 2007, 2009; Succu et al., 2008), het ventrale subiculum van de hippocampus en de achterste nucleus van de amygdala (Melis et al., 2009, 2010), die belangrijke bestanddelen van het limbisch systeem zijn en waarvan gedacht wordt dat ze een sleutelrol spelen in motivatie- en beloningsprocessen. De erectiele respons werd geblokkeerd door oxytocine-antagonisten en door elektrolytische laesie van de PVN. De door oxytocine geïnduceerde erecties werden ook opgeheven door castratie en door testosteronvervanging herstelde erectiele functie (Argiolas en Melis, 2004; Baskerville en Douglas, 2008).

Oxytocine lijkt een autoactivatiemechanisme uit te oefenen waarbij sprake is van stimulatie van oxytocinerge receptoren op de cellichamen van dezelfde oxytocinerge neuronen in de PVN (Argiolas en Melis, 2004). Ter ondersteuning van deze opvatting bleken immuunreactieve cellichamen van oxytocinerge synapsen de cellichamen van oxytocinerge neuronen in zowel hypothalamische supraoptische als PVN-kernen te treffen (Theodosis, 1985). Verschillende centrale neurotransmitters kunnen ook convergeren op het oxytocinerge systeem als activatoren (bijv. Dopamine) of remmers (bijv. Opioïde peptiden) van de transmissie. De activering van deze oxytocinerge neuronen die de erectiele functie en het seksuele gedrag beheersen, wordt gemedieerd door de activering van NOS.

Gestimuleerd wordt dat oxytocine-receptoren Ca verhogen2+ instroom in de cellichamen van oxytocinerge neuronen. In overeenstemming met deze hypothese, Ca2+ kanaalblokkers verminderen door oxytocine geïnduceerde erectie, in het bijzonder co-conotoxine GVIA, een selectieve blokker van het spanningsafhankelijke Ca van het N-type2+ kanalen. Blijkbaar is de toename in Ca2+ influx veroorzaakt activering van neuronale NOS (nNOS), wat leidt tot een toename in NO-productie in de PVN. NEE activeert op zijn beurt oxytocinerge neuronen om oxytocine vrij te maken in extrahypothalamische hersengebieden en het ruggenmerg om erectie van de penis te induceren.

De PVN is rijk aan NOS aanwezig in de cellichamen van oxytocinerge neuronen die naar extrahypothalamische hersengebieden projecteren. Oxytocine-geïnduceerde erectie van de penis wordt verminderd door NOS-remmers die in de PVN worden toegediend met een potentie die parallel loopt aan die welke door deze verbindingen wordt uitgeoefend bij remming van de NOS (Melis et al., 1994c; Melis en Argiolas, 1997). GEEN donors geïnjecteerd in de PVN induceren penis erectie afleveringen die worden verminderd door oxytocine receptor antagonisten gegeven in de laterale ventrikels. Microdialyseonderzoek heeft aangetoond dat een toename in NO-productie optreedt in de PVN gelijktijdig met de erectie van de penis bij ratten die behandeld werden met oxytocine (Melis et al., 1997c), en deze toename wordt verminderd door NOS-remmers die in de PVN worden toegediend in doses die het aantal penis-erectie-episodes die door het peptide worden geïnduceerd, verminderen. De mechanismen waarmee NO de PVN-oxytocinerge neuronen die de erectiele functie controleren, activeren zijn onbekend. Guanylyl cyclase is blijkbaar niet betrokken op het niveau van de PVN (Melis en Argiolas, 2011).

Het ruggenmerg bevat oxytocinerge vezels en receptoren (Freund-Mercier et al., 1987; Uhl-Bronner et al., 2005), en intrathecale oxytocine induceert penis erectie (Tang et al., 1998; Véronneau-Longueville et al., 1999; Giuliano en Rampin, 2000a; Giuliano et al., 2001). Deze oxytocinerge vezels zijn afkomstig van de PVN en dragen bij tot dalende paden die de spinale autonome neuronen regelen die de erectie van de penis mediëren. Ze maken synaptische contacten in de dorsale hoorn preganglionische sympathische en parasympathische celkolommen in het thoracolumbale en lumbosacrale kanaal met spinale neuronen die CC inveren (Marson en McKenna, 1996; Giuliano en Rampin, 2000a; Giuliano et al., 2001). Dus oxytocine, vrijgegeven tijdens fysiologische activatie van de PVN, is een krachtige activator van spinale proerectiele neuronen die naar de CC projecteren.

Ondanks zijn centrale rol voor erectie bij knaagdieren, is het nog steeds niet bekend of oxytocine bij mensen hetzelfde belang heeft. Na systemische toediening zal oxytocine hoogstwaarschijnlijk geen concentraties in de hersenen bereiken die erectiestoornissen kunnen beïnvloeden. Een oxytocine-analogon (nonpeptide) dat in staat is om door de bloed-hersenbarrière te dringen, zou van belang zijn, maar moet blijkbaar nog worden ontwikkeld.

D. Noradrenaline

Een klein aantal kernen, waaronder de locus ceruleus, stuurt noradrenerge vezels naar de voorhersenen en het ruggenmerg, inclusief die gebieden die de erectie van de penis beheersen. Over het algemeen is er weinig bewijs voor noradrenerge mechanismen betrokken bij de supraspinale mediatie van erectie van de penis. Noradrenergische neuronen van het A5-gebied en van het locus ceruleus-project naar de kernen in het ruggenmerg die bij erectie zijn betrokken (Giuliano en Rampin, 2000b). Beschikbare gegevens suggereren dat verhoogde centrale noradrenerge activiteit de seksuele functie stimuleert, terwijl verminderde activiteit het remt (Bitran en Hull, 1987). Inzichten zijn bijna uitsluitend ontleend aan experimenteel werk met betrekking tot de toediening van middelen die interageren via a-adrenoceptor (AR) -routes. Mannelijk seksueel gedrag werd onderdrukt bij ratten die de α kregen2-AR-agonist-clonidine door directe injectie in de MPOA (Clark, 1988). De onderdrukking werd geremd door voorbehandeling met selectief a2-AR antagonisten (Clark et al., 1985), consistent met gevestigde faciliterende effecten van deze middelen op erectiele reacties bij ratten (Clark et al., 1985). Hoewel verschillende α2- AR-antagonisten, met name yohimbine, hebben aangetoond dat ze de seksuele respons bij ratten verhogen, de relatief slechte therapeutische werkzaamheid van yohimbine bij mannen met ED (zie rubriek VIII.C) werpt twijfels op over de significantie van centrale noradrenerge mechanismen in erectiele functie.

E. Excitatoire aminozuren

N-Methyl-d-asparaginezuur (NMDA), een selectieve agonist van het NMDA-receptorsubtype, maar niet amino-3-hydroxy-5-methyl-isoxazol-4-propionzuur (AMPA), een selectieve agonist van het AMPA-receptorsubtype, of trans(1) -amino-1,3-cyclopentaandicarboxylzuur, een selectieve agonist van het subtype van de metabotrope receptor, bleek in staat tot het induceren van de erectie van de penis bij injectie in de PVN van vrij bewegende ratten (Melis et al., 1994b; Argiolas en Melis, 2005). Het NMDA-effect werd voorkomen door NMDA-receptorantagonisten zoals dizocilpine-maleaat (MK-801) en door intracerebroventriculaire toediening van een oxytocine-antagonist (Melis et al., 1994b). Glutamaat wordt vrijgemaakt in de MPOA van mannelijke ratten tijdens copulatie (Dominguez, 2009) en micro-injecties van l-glutamaat in de MPOA veroorzaakte een toename van intracavernosale druk (Giuliano et al., 1996). De NOS-signaaltransductieroute wordt verondersteld het effect van NMDA te mediëren, omdat de intracerebroventriculaire toediening van NOS-remmers in het PVN het NMDA-effect blokkeerde (Argiolas, 1994; Melis et al., 1994a). Verdere ondersteuning werd geleverd door de bevindingen dat NMDA geïnjecteerd in de PVN ook leidt tot een verhoogde concentratie NO-metabolieten in deze regio (Melis et al., 1997b). Het is waarschijnlijk dat NMDA-receptoren die de erectie van de penis mediëren zich bevinden op de cellichamen van oxytocinerge neuronen, omdat exciterende aminozuurbevattende zenuwuiteinden botten op oxytocinerge cellichamen in de PVN (van den Pol, 1991). Het proerectiel effect van NMDA wordt dus gemedieerd door de activering van oxytocinerge neurotransmissie en wordt afgeschaft door een selectieve oxytocinereceptorantagonist die in de laterale ventrikels maar niet in de PVN wordt gegeven (Argiolas, 1999). De door NMDA-receptor gemedieerde activering van NOS kan secundair zijn aan een verhoogd Ca2+ instroom in oxytocinerge cellichamen door de Ca2+-kanaal-gekoppelde NMDA-receptoren. NEE activeert op zijn beurt de oxytocinerge transmissie. De ineffectiviteit van co-conotoxine geïnjecteerd in de PVN bij het blokkeren van erecties geïnduceerd door NMDA, ook geïnjecteerd in deze kern, geeft echter aan dat co-conotoxine-gevoelige N-type calciumkanalen niet verantwoordelijk zijn voor deze bemiddeling (Succu et al., 1998). De oorsprong van glutamaterge projecties die paraventriculaire oxytocinerge neuronen die penisectie veroorzaken, is onbekend.

Het ruggenmerg van de rat bevat receptoren voor zowel NMDA als AMPA. Bij geanestheseerde ratten veroorzaakte de gecombineerde toediening van de glutamaterge agonisten van NMDA- en AMPA-receptoren toenames in de intracavernosale druk bij afwezigheid van stimulatie van de dorsale peniszenuw (Rampin et al., 2004). Er werd verondersteld dat glutamaat, vrijgemaakt bij stimulatie van de geslachtsorganen en acteren bij AMPA- en NMDA-receptoren, een krachtige activator is van het spinale pro-rectiele netwerk. Er moet nog worden vastgesteld of geneesmiddelen die glutaminergische mechanismen beïnvloeden nuttig zullen zijn voor de behandeling van ED bij de mens.

F. GABA

Onderzoek naar de rol van GABA bij de erectie van de penis geeft aan dat deze neurotransmitter kan functioneren als een remmende modulator in de autonome en somatische reflexroutes die bij de erectie van de penis zijn betrokken (de Groat en Booth, 1993). Bij mannelijke ratten werden hoge concentraties GABA gemeten in het mediaal-preoptische gebied van de hypothalamus (Elekes et al., 1986), en GABAerge vezels en receptorplaatsen zijn gelokaliseerd in de sacrale parasympathische kern en bulbocavernosus-motorkern (Bowery et al., 1987; Magoul et al., 1987). Injectie van muscimol (GABAA receptoragonist) in de PVN gereduceerd, op een dosisafhankelijke manier, penis erectie en gapen geïnduceerd door apomorfine en NMDA. De vermindering van erectie van de penis (en geeuwen) was parallel aan een afname van het gelijktijdig optredende NO2+ en NO3+ toenemen. Daarentegen baclofen (GABAB receptoragonist) was niet effectief (Melis en Argiolas, 2002). De injectie van GABAA receptoragonisten in het MPOA verminderden het copulatie-gedrag van mannelijke ratten (Fernández-Guasti et al., 1986), terwijl de injectie van GABAA receptorantagonisten in dit gebied verhoogden dergelijk gedrag (Fernández-Guasti et al., 1985). Systemische toediening of intrathecale injectie op het lumbosacrale niveau van de GABAB receptoragonist baclofen verminderde de frequentie van erecties bij ratten (Bitran en Hull, 1987). Activering van GABAA receptoren in de PVN reduceerden apomorfine-, NMDA- en oxytocine-geïnduceerde erectie van de penis en gapen bij mannelijke ratten (Melis en Argiolas, 2002). Een dergelijke activatie verminderde ook de erectie van de penis geïnduceerd door hexarelin-analogonpeptiden door de toename van NO-activiteit die gelijktijdig optreedt in deze hypothalamische kern (Succu et al., 2003).

Stimulatie van GABAA en GABAB receptoren kunnen verschillende (bijv. remmende of prikkelende) effecten hebben op de erectie en erectie van de penis, afhankelijk van het hersengebied waarin zij werken. GABAA receptoren in de PVN remmen het gapen en de erectie van de penis in verschillende contexten en tonen aan dat deze remming wordt gemedieerd door een afname van de NOS-activering die optreedt tijdens deze gedragsreacties in deze hypothalamische kern. Ondanks het fysiologische belang van GABA voor erectie, lijken geen geneesmiddelen die interfereren met GABA-mechanismen ontwikkeld te zijn met het doel ED te behandelen.

G. Adrenocorticotropine en verwante peptiden

De melanocortinen hebben een breed scala aan effecten in de hersenen (Bertolini et al., 2009). Proteolytische splitsing van de precursor pro-opiomelanocortine geeft aanleiding tot verschillende peptiden, waaronder adrenocorticotropine en a-MSH, die beide zijn geassocieerd met erectiele responsen. Na intracerebroventriculaire of hypothalamische periventriculaire injectie in verschillende diermodellen, induceren ze penis erectie en ejaculatie, verzorging, stretching en geeuwen (Wessells et al., 2005; King et al., 2007). Deze effecten bleken androgeenafhankelijk te zijn, omdat ze werden opgeheven door castratie en volledig konden worden hersteld door gecastreerde dieren te behandelen met testosteron (Bertolini et al., 1975). Het is opmerkelijk dat adrenocorticotropine en de adrenocorticotropine-achtige peptiden de sociale interactie bij ratten niet verbeterden, omdat ze niet probeerden te copuleren met partners tijdens perioden van seksuele stimulatie (Bertolini en Gessa, 1981).

Het is nu duidelijk dat de meeste, zo niet alle, effecten van de α-MSH / adrenocorticotropinepeptiden worden gemedieerd via specifieke subtypen van melanocortine (MC) -receptoren. Van de vijf gekloonde melanocortine receptor subtypes, alleen de MC3 en MC4 receptoren zijn geïdentificeerd in CNS-regio's geassocieerd met activering van erectie van de penis (Wikberg et al., 2000), met name de PVN van de hypothalamus. a-MSH / adrenocorticotropinepeptiden lijken te werken in de periventriculaire regio van de hypothalamus, en verzorgen, rekken en gapen, maar niet de erectie van de penis, lijken te worden gemedieerd door MC4 receptoren (Vergoni et al., 1998; Argiolas et al., 2000). Het is opmerkelijk dat de MC3 receptor vertoonde een hoge dichtheid in de hypothalamus en limbische systemen (Wikberg, 1999), regio's waarvan bekend is dat ze belangrijk zijn voor erectiele functies. Er zijn echter tegenstrijdige gegevens over welke receptor erectie veroorzaakt. Het MC4 receptor komt naar voren als de belangrijkste effector van MC-geïnduceerde erectie (Martin en MacIntyre, 2004), maar de rol van het MC3 receptor wordt slecht begrepen.

Calciumkanalen lijken de effecten van α-MSH / adrenocorticotropinepeptiden te mediëren, omdat intracerebroventriculaire injectie van het N-type calciumkanaalblokker m-conotoxine de werking van adrenocorticotropine voorkomt (Argiolas et al., 1990). Intracerebroventriculaire injectie van l-NAAM remde significant de door adrenocorticotropine geïnduceerde erecties, maar niet het uitrekken en verzorgen. Beide laesies van de PVN (Argiolas et al., 1987) en injecties van ω-conotoxine in deze kern (Argiolas et al., 1990) kon erectie-inductie door adrenocorticotropine niet veranderen. Deze observatie, gecombineerd met bewijs dat exciterende aminozuren de adrenocorticotropine-effecten niet beïnvloeden (Melis et al., 1992a), suggereren dat de hypothalamuslocatie, of het werkingsmechanisme dat verantwoordelijk is voor adrenocorticotropine-inductie van erectie, verschilt van het werkingsmechanisme van dopamine of oxytocine in de PVN. NO lijkt echter betrokken te zijn bij de adrenocorticotropine-effecten (Poggioli et al., 1995). Magnocellulaire oxytocine-neuronen bleken betrokken te zijn bij de centrale regulatie van mannelijk seksueel gedrag en sommige van de centrale effecten van α-MSH worden waarschijnlijk gemedieerd door magnocellulaire oxytocine-neuronen (Caquineau et al., 2006).

Proerectiele functies van spinale melanocortinereceptoren zijn voorgesteld en spinale MC4 receptor-mRNA-expressie is aangetoond (Van der Ploeg et al., 2002). Intrathecale injectie van de MC-receptoragonist melanotan-II (MT-II) in de lumbale ruggenmerg dosisafhankelijke verhoogde spontane erecties bij mannelijke ratten (Wessells et al., 2003) Dit effect werd opgeheven door intrathecale gelijktijdige toediening van de MC-receptorantagonist Ac-Nle-cyclo (Asp-His-d-2-Nal-Arg-Trp-Lys) -NH2 (SHU-9119). Toen SHU-9119 intracerebroventricular werd toegediend, blokkeerde het MT-II spinaal geïnduceerde erecties niet. Deze resultaten suggereren dat MC-receptoragonisten werken op onafhankelijke spinale loci voor het initiëren van erectie.

H. Opioid peptiden

Van endogene opioïde peptiden is lang aangenomen dat ze betrokken zijn bij de regulatie van mannelijke seksuele reacties, omdat seksueel disfunctioneren klinisch is waargenomen bij mannen met langdurig opiaatgebruik (Cushman, 1972; Crowley en Simpson, 1978). Mannen die behandeld werden met methadon of met buprenorfine, bleken een hoge prevalentie van ED te hebben, gerelateerd aan hypogonadisme en depressie (Hallinan et al., 2008).

Copulerend gedrag bij mannelijke ratten wordt experimenteel onderdrukt met de systemische toediening van morfine of andere opioïden (McIntosh et al., 1980; Pfaus en Gorzalka, 1987). β-Endorfine-injectie in de hersenventrikels of MPOA van mannelijke ratten verzwakt het copulatiegedrag (McIntosh et al., 1980; Hughes et al., 1987). Morfine, systemisch of in de PVN van mannelijke ratten geïnjecteerd, voorkomt de erectie van de penis veroorzaakt door intracerebroventriculaire toediening van oxytocine of subcutaan dopamine (Melis et al., 1992b) en door NMDA (Melis et al., 1997a) en cannabinoïde-antagonisten (Succu et al., 2006) geïnjecteerd in de PVN. Een vergelijkbare toepassing van een selectieve agonist van de K opioïde receptor heeft echter geen invloed op apomorfine- of oxytocine-geïnduceerde erectiele reacties (Melis et al., 1997d). Dit bewijs en de demonstratie dat de opiaatantagonist waaraan naloxon systemisch het centrale morfine-preventieve effect op erecties bij ratten heeft afgeschaft, ondersteunde de overtuiging dat μ-receptoren in het PVN rekening houden met het morfine-effect (Melis et al., 1997d; Succu et al., 2006). Geen metabolietconcentraties die zijn verhoogd in de PVN na apomorfine, oxytocine of lokale NMDA-toediening waren verminderd na toediening van morfine aan de PVN, wat aangeeft dat het morfine-effect een NO-gemedieerd erectie-inductiemechanisme op dit niveau onderdrukt (Melis et al., 1997a,d; Succu et al., 2006). De huidige gegevens ondersteunen de hypothese dat opioïde μ-receptorstimulatie centraal de erectie van de penis voorkomt door remmende mechanismen die convergeren op centrale oxytocinerge neurotransmissie.

I. Acetylcholine

De rol van acetylcholine (ACh) op centrale niveaus bij de regulatie van de erectie van de penis wordt meestal afgeleid uit beperkte neurofarmacologische studies waarbij systemisch en / of intracerebraal toegediende muscarinereceptoren en antagonisten en laesiestudies in de hersenen zijn betrokken (Hull et al., 1988a,b; Maeda et al., 1990, 1994,b). Deze studies hebben gesuggereerd dat cholinergische mechanismen die schijnbaar op de hippocampus en MPOA werken een regulerende rol in de erectiele functie kunnen hebben.

J. Hexarelin Analog Peptides

Hexarelin-analoge peptiden zijn afgeleid van hexarelin, een peptide dat aanvankelijk werd gekarakteriseerd vanwege het vermogen ervan om groeihormoon bij laboratoriumdieren en bij mensen vrij te maken (Argiolas en Melis, 2005). Enkele van deze peptiden bleken in staat te zijn peniliteit te induceren bij injectie in de PVN en, in mindere mate, wanneer ze systemisch werden toegediend (Melis et al., 2001; Argiolas en Melis, 2005). Sommige hexarelin-analogen die in de PVN werden geïnjecteerd bleken een potentie te hebben in het induceren van erectie van de penis vergelijkbaar op een molaire basis met die van dopamine-agonisten oxytocine en NMDA (Melis et al., 2000). Het beschikbare experimentele bewijs suggereert dat hexareline-analogen de erectie van de penis induceren door paraventriculaire oxytocinerge neuronen te activeren die naar extrahypothalamische hersengebieden projecteren. Inderdaad, hun proerectiel effect wordt verminderd door een oxytocine-antagonist gegeven in de laterale ventrikels maar niet in de PVN (Melis et al., 2001). Structuur-activiteitsrelatiestudies suggereren dat de peptiden met proerectiele activiteit penis-erectie induceren door het stimuleren van specifieke receptoren, anders dan die eerder gekarakteriseerd die afgifte van groeihormoon en voedingsgedrag mediëren (Melis et al., 2000). Deze receptoren bevinden zich waarschijnlijk op de cellichamen van oxytocinerge neuronen die de erectie van de penis veroorzaken (Melis et al., 2001). Blijkbaar induceert de activering van de hexarelinereceptoren de erectie van de penis door Ca te verhogen2+ instroom in de cellichamen van oxytocinerge neuronen, die de activering van NOS veroorzaakt, zoals gerapporteerd voor dopamine-agonisten oxytocine en NMDA. NEE activeert op zijn beurt de oxytocinerge neuronen. Dienovereenkomstig komt hexarelin-analoog peptide-geïnduceerde erectie van de penis samen met een verhoogde NO-productie in de PVN en kan worden voorkomen door de remming van paraventriculaire NOS en door de blokkering van spanningsafhankelijke Ca van het N-type2+ kanalen door conotoxine (Melis et al., 2000), en door oxytocinereceptorantagonisten gegeven in de laterale ventrikels, maar niet in de PVN (Melis et al., 2001; Argiolas en Melis, 2005). Het belang van het hexarelin-systeem voor erectie bij de mens is onbekend en of hexareline-analogonpeptiden kunnen worden ontwikkeld tot geneesmiddelen voor ED-behandeling moet nog worden vastgesteld.

K. Cannabinoïden

Toediening van endogene en exogene cannabinoïden bleek geassocieerd te zijn met veranderingen in penis erectie en modulatie van mannelijk seksueel gedrag (Shrenker en Bartke, 1985; Ferrari et al., 2000). De cannabinoïde CB1-receptorantagonist N-(piperidin-1-yl)-5-(4-chlorophenyl)-1-(2,4-dichlorophenyl)-4-methyl-1H-pyrazol-3-carboximide hydrochloride (SR 141716A) bleek erectie te induceren bij injectie in de PVN (Melis et al., 2004) en versterkte de erectiereacties van de penis op apomorfine bij ratten (da Silva et al., 2003). Het pro-erectiele effect van SR 141716A werd verminderd door blokkering van NMDA-receptoren en door NOS-remming, maar niet door blokkade van dopamine- of oxytocine-receptoren in de PVN. De erectieactie werd echter geblokkeerd als oxytocinereceptorantagonisten in het laterale ventrikel werden toegediend (Melis et al., 2004). Cannabinoïde CB1-receptoren zijn aangetoond in de PVN en kunnen de erectiele functie en seksuele activiteit beïnvloeden, mogelijk door paraventriculaire oxytocinerge neuronen te moduleren die de erectiele functie mediëren (Melis et al., 2004). Het kan niet worden uitgesloten dat SR 141716 de erectie van de penis induceerde door een mechanisme met exciterende aminozuurneurotransmissie dat activering van nNOS in paraventriculaire oxytocinerge neuronen veroorzaakt (Melis et al., 2006).

L. Pro-VGF-afgeleide peptiden

De vgf gen codeert voor VGF (nonacronymic), een 617-aminozuur-precursor-eiwit met een weefselspecifiek expressiepatroon dat beperkt is tot neuronen in het centrale en perifere zenuwstelsel en tot specifieke populaties van endocriene cellen (Levi et al., 2004). Immunocytochemische studies hebben talrijke VGF-bevattende neuronale vezels en eindpunten binnen de PVN onthuld, inclusief de parvocellulaire componenten ervan, en veel VGF-immunologisch gekleurde neuronale uiteinden die op parvocellulaire oxytocinerge neuronen botsten (Succu et al., 2004). Van sommige van pro-VGF afgeleide peptiden is aangetoond dat ze penis-erectie induceren wanneer ze in de PVN van mannelijke ratten worden geïnjecteerd. Deze peptiden zijn afkomstig van de proteolytische splitsing van VGF. Tot nu toe is het effect van vijf peptiden afgeleid van het C-terminale deel van rat pro-VGF bestudeerd na injectie in de PVN (Argiolas en Melis, 2005). Door VGF588-617 geïnduceerde erectie van de penis werd verminderd met l-NAME en door oxytocinereceptorantagonist wanneer het in de laterale ventrikels wordt toegediend, maar niet wanneer het in de PVN wordt geïnjecteerd (Succu et al., 2004). Het werd waarschijnlijk geacht dat pro-VGF-afgeleide peptiden de erectiele functie bevorderen door de oxytocinerge neurotransmissie te verhogen.

Beschikbare gegevens suggereren dat in de PVN, pro-VGF-afgeleide peptiden kunnen worden vrijgegeven onder fysiologische omstandigheden om de seksuele functie te beïnvloeden door paraventriculaire oxytocinerge neuronen te activeren die de erectie van de penis veroorzaken. Het pro-erectiele effect van VGF-peptiden treedt gelijktijdig op met een toename in paraventriculaire NO-productie, een toename die wordt verminderd door NOS-remming, zoals gevonden met andere verbindingen die de erectie van de penis induceren bij injectie in de PVN (Succu et al., 2005). Het is opmerkelijk dat de afwezigheid van pro-VGF-eiwit en de daarvan afgeleide peptiden, zoals het voorkomt in VGF-knockout-muizen, resulteerde in dramatisch verslechterd seksueel gedrag, seksuele rijping en vruchtbaarheid (Salton et al., 2000).

M. Stikstofmonoxide

De rol van NO in de centrale neuromediatie van erectie van de penis werd onthuld na de observaties dat de injectie van NOS-remmers intracerebroventricularly of in de PVN voorkwam penis erectiele reacties geïnduceerd in ratten door de dopamine agonisten oxytocine en adrenocorticotropin, door 5-HT2C-agonisten, of door NMDA (Andersson, 2001; Argiolas en Melis, 2005) Het remmende effect van NOS-remmers werd niet waargenomen wanneer deze verbindingen tegelijkertijd werden geïnjecteerd l-arginine, het substraat voor NO. Dit werd al snel bevestigd door andere onderzoeken die aantoonden dat GEEN donors, maar ook hoge doses van l-arginine, geïnjecteerd in de PVN induceren penis erectie-episoden niet te onderscheiden van die gezien na de dopamine-agonisten NMDA en oxytocine (Argiolas, 1994; Melis en Argiolas, 1995; Melis et al., 1997a,b,d). Het mechanisme waardoor deze verbindingen de erectie van de penis induceren is kennelijk ondergeschikt aan de afgifte van NO, wat op zijn beurt de activatie van oxytocinerge neuronen veroorzaakt. Directe metingen van NO in de MPOA toonden geen afgifte geassocieerd met copulatiegedrag. Lokale toediening van een NOS-remmer verlaagde de afgifte van NO en het copulatiegedrag (Sato et al., 1998, 1999). NO productie verhoogd in de PVN tijdens niet-contact opbouw en copulatie (Melis et al., 1998). De PVN is een van de hersengebieden met de hoogste niveaus van NOS en het enzym is aanwezig in de cellichamen van oxytocinerge neuronen. Het proerectiel effect van NO-donoren wordt voorkomen door de injectie van oxytocine-antagonisten in de laterale ventrikels. Het mechanisme waarmee endogeen of exogeen NO de oxytocinerge neuronen activeert om oxytocine vrij te geven in hersengebieden ver van de PVN om erectie van de penis te vergemakkelijken, is nog onbekend. Omdat guanylylcyclase (GC) -remmers (bijv. Methyleenblauw) geïnjecteerd in de PVN er niet in slagen om door geneesmiddelen geïnduceerde erectie van de penis te voorkomen, en 8-bromo-cGMP geïnjecteerd in de PVN erecties niet uitlokt, is voorgesteld dat het mechanisme van NO actie is niet geassocieerd met de activering van GC (Melis en Argiolas, 1997). De extra bevinding dat NO NOVA-hemoglobine de erectie van de penis niet voorkomt, ondanks het vermogen ervan om NO-niveaus in de PVN te verlagen, suggereert dat NO werkt als een intracellulaire in plaats van een intercellulaire modulator van erectiele responsen waarbij de PVN is betrokken (Melis en Argiolas, 1997).

In het ruggenmerg suggereert de verdeling van NOS-bevattende neuronen dat NO een rol speelt in de neurotransmissie van het ruggenmerg, inclusief preganglionische sympathische en parasympathische, somatosensorische, viscerale sensorische en mogelijk motorische wegen (Valtschanoff et al., 1992; Dun et al., 1993; Saito et al.., 1994; Burnett et al., 1995). Op het niveau van het ruggenmerg is de functionele rol van NO voor erectie niet bekend.

N. Prolactin

Hyperprolactinemie kan seksueel gedrag onderdrukken en de seksuele potentie bij mannen verminderen (Drago, 1984; Krüger et al., 2005) en de genitale reflexen bij ratten onderdrukken (Rehman et al., 2000). Rehman et al. (2000) een centraal neurologisch effect van hyperprolactinemie op de erectiele functie aangetoond. Hypogonadisme leek niet bij te dragen aan verminderde penisreflexen, zoals gedocumenteerd door het feit dat de vervanging van testosteron de depressieve centraal gemedieerde penisreflexen niet herstelde.

Kortetermijn- en langetermijnbehandeling van de centrale prolactine bij mannelijke ratten kan echter stimulerende en remmende effecten hebben op seksueel gedrag (Cruz-Casallas et al., 1999) Dienovereenkomstig bleek dat de dopaminerge activiteit van het striatum toeneemt en afneemt met de centrale prolactine-behandeling op korte en 5-dag (Cruz-Casallas et al., 1999), wat de opvatting ondersteunt dat de effecten van prolactine gepaard gaan met veranderingen in de dopaminerge activiteit van het striatum. Van prolactine is aangetoond dat het de dopaminerge incertohypothalamische route naar de MPOA remt (Lookingland en Moore, 1984). Bij de mens is het nog steeds onduidelijk of de negatieve effecten van hyperprolactinemie op de erectiele functie centraal worden gemedieerd door middel van vermindering van seksuele interesse en geslachtsdrift (Carani et al., 1996) of door een direct effect van prolactine op de contractiliteit van CC-gladde spieren. Bij honden werd een direct effect op de CC voorgesteld (Ra et al., 1996). In elk geval leek het effect onafhankelijk van circulerende testosteronspiegels en functie van de gonadale as (Sato et al., 1997).

O. Seksuele hormonen

Van androgenen, met name testosteron, is aangetoond dat ze zowel centrale als perifere effecten hebben die de erectie van de penis kunnen beïnvloeden (Traish et al., 2007; Buvat et al., 2010). Ze zijn noodzakelijk (maar niet voldoende) voor seksueel verlangen bij mannen, essentieel voor het behoud van het libido en spelen een belangrijke rol bij het reguleren van de erectiele capaciteit (Mills et al., 1996; Gray et al., 2005; Gooren en Saad, 2006; Traish et al., 2007; Buvat et al., 2010). Bij mannen met een normale gonadale functie is er echter geen correlatie tussen circulerende testosteronniveaus en maatregelen voor seksuele interesse, activiteit of erectiele functie (Krause en Müller, 2000). Na castratie bij de man of andere oorzaken die leiden tot een verlaging van de androgeenspiegels, is er over het algemeen een afname in het libido en soms in erectiele en ejaculatoire functies. Toediening van het testosteron herstelt de seksuele interesse en de bijbehorende seksuele activiteit bij hypogonadale of gecastreerde volwassen mannen (Skakkebaek et al., 1981; O'Carroll et al., 1985; Traish et al., 2007; Buvat et al., 2010). De testosteron-dosis-responsrelaties voor seksuele functie en visueel-ruimtelijke cognitie verschillen bij oudere en jonge mannen; bij ouderen zijn hogere testosterondoses nodig voor een normaal seksueel functioneren (Gray et al., 2005).

IV. Perifere regelgeving

Zoals vermeld, wordt de erectie van de penis geïnitieerd na centrale verwerking en integratie van perifere en / of centraal gegenereerde stimuli. De verschillende structuren van de penis ontvangen sympathische, parasympathische, somatische en sensorische innervatie (Dail, 1993; Hedlund et al., 1999) en de zenuwen bevatten verschillende zenders. De zenuwpopulaties zijn gecategoriseerd als adrenerge, cholinerge en niet-adrenerge, noncholinerge (NANC). Alle soorten zenuwen kunnen meer dan één type zender bevatten. NANC zenuwen kunnen dus niet alleen neuropeptiden bevatten maar ook zenders en zender / modulator genererende enzymen, zoals NOS en heem oxygenasen (HO). NANC-zenders / modulatoren kunnen ook worden aangetroffen in zowel adrenerge als cholinerge zenuwen, wat het zinvoller zou moeten maken om zenuwpopulaties te definiëren op basis van hun zenderinhoud. Zo lijkt het erop dat een belangrijke populatie van zenuwen in de CC niet alleen ACh bevat, maar ook NOS, vasoactief intestinaal peptide (VIP) en neuropeptide Y (Hedlund et al., 1999, 2000,b).

De zenuwen en het endotheel van sinusoïden en bloedvaten in de penis produceren en afgeven transmitters en modulatoren die op elkaar inwerken in hun beheersing van de contractiele toestand van de gladde spieren van de penis (Fig 3). Bovendien kunnen ze ook andere belangrijke functies hebben.

Fig. 3.   

Bekijk grotere versie:   

Fig. 3.   

In de penisvaten en de gladde spier van de corpora cavernosa, reguleert de balans tussen contractant en relaxerende factoren de mate van tonus van het penisvaatstelsel en van de gladde spier. Dit bepaalt op zijn beurt de functionele toestand van de penis: detumescentie en slapheid, zwelling en erectie.

V. Zenders en bemiddelaars

A. Noradrenaline

NA, vrijgemaakt van adrenerge zenuwen, stimuleert AR's in de penisvaten en CC, waardoor een samentrekking ontstaat die Ca2+ zowel L-type als 2-aminoethoxydifenylboraatgevoelige receptor-geopereerde kanalen, alsmede Ca2+ sensitisatie mechanismen gemedieerd door proteïne kinase C (PKC), tyrosine kinasen en Rho kinase. Het is algemeen aanvaard dat deze tonische activiteit de penis in de slappe toestand houdt (Andersson en Wagner, 1995; Simonsen et al., 2002; El-Gamal et al., 2006; Villalba et al., 2007, 2008; Prieto, 2008). Becker et al. (2000) ontdekte dat bij mensen de erectie van de penis gepaard ging met een significante afname van NA in cavernosaal bloed, terwijl de adrenaline-concentratie toenam.

Beide α1- en α2-ARs zijn aangetoond in menselijk CC-weefsel (Prieto, 2008), maar beschikbare informatie ondersteunt de opvatting van een functionele overheersing van post-functionele α1-ARs voor contractie, terwijl NA via prejunctionele α2-ARs kunnen niet alleen de eigen release verlagen, maar ook die van NO (Prieto, 2008). De mRNA's van alle subtypes van α1-ARs met een hoge affiniteit voor prazosine (α1A,1Ben α1D) zijn aangetoond in menselijk CC-weefsel. Echter, Goepel et al. (1999) toonde die expressie van α1A,1Ben α2A receptor-eiwitten overheersen en dat de α1D-AR is alleen aanwezig op het mRNA-niveau. De functionele α1-AR-eiwitten in menselijk CC-weefsel werden gekenmerkt door Traish et al. (1995a,b) met behulp van receptor-bindende en isometrische spanningsexperimenten. Hun resultaten toonden de aanwezigheid van α aan1A,1Ben α1D-ARs, en zij suggereerden dat twee of mogelijk drie receptor-subtypen de NA-geïnduceerde contractie in dit weefsel mediëren. Een extra α1-AR-subtype met lage affiniteit voor prazosine, α1L, wat waarschijnlijk een conformationele toestand van de α vertegenwoordigt1A-AR, is gesuggereerd van belang te zijn in erectiele weefsels van de penis van de penis. Morton et al. (2007) onderzocht de respons van dorsale en cavernosale penisarteriën op a-AR-selectieve agonisten en antagonisten bij het konijn. Ze vonden een overheersende functionele α1A-AR populatie met weinig bewijs van andere α1-AR subtypes in cavernosale slagaders; er leek bewijs te zijn voor de aanwezigheid van α2-ARs in de dorsale slagaders die zorgen voor voedselvoorziening. De auteurs concludeerden dat α1-AR-antagonisten met affiniteit voor beide α1A-AR en α2-AR zou potentieel pro-erectiele eigenschappen kunnen hebben, met de combinatie hiervan misschien het meest effectief. Bij ratten, α1B- en α1L-AR subtypen leken functioneel relevant voor erectiele functie (Sironi et al., 2000). Echter, Hussain en Marshall (1997) vond dat de α1D-AR overheerste in verschillende systemische rattenvaten in vitro, en Mizusawa et al. (2002b) eveneens gevonden aanwijzingen voor een functionele overheersing van de α1D-AR-subtype in erectiel weefsel van de rat. Sironi et al. (2000) suggereerde dat antagonisten met een subtype-selectiviteit voor α1B- en / of α1L-AR's kunnen voordelen bieden bij de behandeling van ED. De verdeling van α1-AR subtypes in de penis en systemische vaten zijn mogelijk niet hetzelfde bij konijnen, ratten en mensen (Rudner et al., 1999).

Expressie van mRNA voor α2A-, α2B- en α2C-ARs in volledig menselijk CC-weefsel is aangetoond. Radioligand-binding onthulde specifieke α2-AR bindingsplaatsen en functionele experimenten toonden aan dat de selectieve a2-AR-agonist 5-broomN- (4,5-dihydro-1H-imidazol-2-yl) -6-quinoxalinamine (UK14,304) geïnduceerde concentratie-afhankelijke samentrekkingen van geïsoleerde strips van menselijke CC-glad spierweefsel (Gupta et al., 1998; Traish et al., 1997, 1998). Of deze α al dan niet2-ARs zijn van belang voor de contractiele regulatie van tonus in CC. Gladde spieren zijn nog steeds onduidelijk. Zoals vermeld, prejunctional α2Er is aangetoond dat AR de door stimulus opgewekte afgifte van NA van de menselijke CC remmen. Stimulatie van prejunctionele α2-ARs in paardenpenile resistentie-arteriën bleek ook relaxatie-bemiddelende afgifte van de NANC-transmitter te remmen (Simonsen et al., 1997a,b; Prieto, 2008). Dit kan een mechanisme zijn waarmee NA detumescentie handhaaft.

B. Endothelins

Endothelins (ET's) zijn aangetoond in erectiele weefsels van de penis en kunnen verschillende rollen hebben in de erectiele functie, inclusief het behoud van CC-gladde spiertonus (Andersson en Wagner, 1995; Andersson, 2001; Ritchie en Sullivan, 2011). In het endotheel van menselijk CC-weefsel is intense ET-achtige immunoreactiviteit waargenomen; immunoreactiviteit is ook waargenomen in de CC-glad spierweefsel. Bindingsplaatsen voor ET-1 zijn aangetoond door autoradiografie in de vaten en in CC-weefsel. Beide ETA en ETB receptoren zijn gevonden in menselijke CC-gladde spiermembranen en het kan niet worden uitgesloten dat beide receptorsubtypen functioneel zijn (Andersson, 2001).

ET-1 krachtig (tenminste 2 naar 3 -logeenheden krachtiger dan α1-AR-agonisten) induceert langzaam ontwikkelende, langdurige samentrekkingen in verschillende gladde spieren van de penis: CC, cavernosale slagader, diepe dorsale ader, en penis circumflex aders. Contracties kunnen ook in menselijk CC-weefsel worden opgewekt door ET-2 en ET-3, hoewel deze peptiden minder krachtig zijn dan ET-1. De contracties geïnduceerd door ET-1 lijken te zijn afhankelijk van verschillende mechanismen: transmembrane calciumflux (via spanningsafhankelijke en / of receptor-geactiveerde calciumkanalen), mobilisatie van inositol 1,4,5-trisfosfaat (IP3) -gevoelige intracellulaire calciumopslag en calciumsensibilisatie via de Rho-Rho-kinase-route (Andersson en Wagner, 1995; Ritchie en Sullivan, 2011).

ET's kunnen ook functioneren als modulatoren van het contractiele effect van andere agentia (bijv. NA). Mumtaz et al. (2006) evalueerde het effect van ET-1 en zijn mogelijke rol in de α1-AR route tijdens het erectiele proces met behulp van orgaanbadstudies op de gladde spiercellen van konijnen CC. ETA receptoren bleken een grotere rol te spelen dan ETB receptoren in de ET-1-geïnduceerde contractie, maar de α1-AR-afhankelijke route bracht geen ET met zich meeA of ETB receptoren. Dit sluit een positieve interactie tussen de routes niet uit (Andersson, 2003; Wingard et al., 2003). Wingard et al. (2003) toonde in rat CC dat ET-1 (in lage concentraties) de effecten van α verhoogde1-AR stimulatie en veroorzaakte een 4-voudige toename in RhoA in de CC-membraanfractie.

De rol van ETB receptoren in de CC zijn niet opgehelderd. ETB van receptoractivatie is bekend dat het mogelijk een NO-gemedieerde afname in de veneuze vasculaire tonus van de penis induceert (Ari et al., 1996; Parkkisenniemi en Klinge, 1996). Filippi et al. (2003) bestudeerde de effecten van hypoxie op de ET-1-gevoeligheid van CC en ontdekte dat hypoxie een overexpressie van ET veroorzaakteB receptoren die geassocieerd waren met een verminderde contractiele activiteit van ET-1 en een verhoogde ETB-mediated ontspanning. Hypoxie induceerde ook een tijdsafhankelijke neerwaartse regulatie van RhoA- en Rho-kinase-expressie. Filippi et al. (2003) geconcludeerd dat deze effecten tegenregulerende mechanismen zijn die worden ingeschakeld om het contractiele effect van ET-1 na meer dan fysiologische hypoxie te verminderen, waardoor de CC wordt beschermd tegen langdurige hypoxie.

Becker et al. (2001b) onderzocht de plasma-ET-1-niveaus bij gezonde 33-volwassen mannen en bij 25-patiënten met ED. Bij de gezonde mannen werden geen veranderingen in de ET-1 / ET-2-niveaus waargenomen in het systemische en cavernosale bloed tijdens peniszwelling, rigiditeit en detumescentie. Bij de patiënten met ED bleken de gemiddelde plasma-ET-1 / ET-2-spiegels tijdens de slapte-slapte en detumescentie echter hoger in de systemische bloedsomloop te zijn dan in het cavernosale bloed. Echter, Becker et al. (2001b) geconcludeerd dat hun gegevens geen ondersteuning bieden voor speculaties met betrekking tot de betrokkenheid van ET-1 in de pathofysiologie van ED. El Melegy et al. (2005) significant hogere gemiddelde plasmaspiegels van ET-1 gevonden in het veneuze bloed van patiënten met ED dan in controlepersonen. Ze vonden ook dat patiënten met organische ED significant hogere niveaus van ET-1 hadden in zowel veneus als cavernosaal bloed dan die met psychogene ED, en zij stelden dat ET-1 een klinische marker zou kunnen zijn van diffuse endotheliale ziekte die gemanifesteerd werd door ED.

Er zijn aanwijzingen dat ET's een pathofysiologische rol spelen in verschillende ziektetoestanden (Ritchie en Sullivan, 2011). Bij patiënten met diabetes mellitus en ED zijn bijvoorbeeld verhoogde plasma- en CC-niveaus van ET-1 aangetoond (Francavilla et al., 1997). Kendirci et al. (2007), bestudering van de effecten van langdurige cocaïneadministratie op erectiele functie in een rattenmodel, vond significant verhoogde plasma big-ET-1 niveaus in een cocaïnebehandelingsgroep in vergelijking met controledieren. Cocaïnebeheer verhoogde de ET aanzienlijkA receptor-expressie in CC vergeleken met zoutcontroles, terwijl ETB receptor-expressie was niet veranderd. Met cocaïne behandelde ratten vertoonden ook significant verminderde endotheel-NOS (eNOS) -uitdrukking en NO-productie. De auteurs concludeerden dat toediening van cocaïne de erectiele functie bij ratten significant vermindert en dat de pathofysiologische mechanismen waarschijnlijk verhoogde plasma big-ET-1 niveaus, verhoogde penis ETA receptorexpressie en verminderde penile-eNOS-expressie.

Naast het optreden als regulator van CC-gladde spiertonus op lange termijn, kunnen ET's cellulaire proliferatie en fenotypische expressie moduleren (Andersson, 2001; Ritchie en Sullivan, 2011). ET-1 is verondersteld rechtstreeks betrokken te zijn bij end-orgaanschade in zoutgevoelige vormen van hypertensie. Ter ondersteuning van deze hypothese, Carneiro et al. (2008b) vond dat activering van de ET-1 / ETA pathway bijgedragen aan mineralocorticoïde hypertensie-geassocieerde ED. ETA receptorblokkade kan dus een alternatieve therapeutische benadering voor ED zijn, geassocieerd met zoutgevoelige hypertensie en in pathologische omstandigheden waarin verhoogde niveaus van ET-1 aanwezig zijn.

Zelfs als veel beschikbare in vitro informatie suggereert dat ET's van belang kunnen zijn voor erectiele fysiologie en pathofysiologie, is de rol van de peptiden in erectiele fysiologie / pathofysiologie onduidelijk. Tot nu toe, de enige gepubliceerde pilot klinische studie met selectieve ETA receptorantagonisten vertoonden geen verbetering van erectiele responsen bij mannen met milde tot matige ED (Kim et al., 2002). Dus, zelfs als ET's aanzienlijk kunnen bijdragen aan het behoud van de slappe toestand, kan zijn primaire rol in menselijke CC niet als een contractiel agens zijn. De specifieke rollen van de ETA en ETB receptoren in het menselijke CC moeten verder worden verduidelijkt.

C. Het Renin-Angiotensin-systeem

Er zijn aanwijzingen dat er in de CC een lokaal renine-angiotensinesysteem (RAS) bestaat (Becker et al., 2001c) en dat verschillende actieve peptiden, in het bijzonder angiotensine II (Ang II), betrokken kunnen zijn bij de erectiele mechanismen. Ang II-signalering in het CC en de implicaties ervan in ED zijn in detail besproken door Jin (2009). In humaan CC werden productie en secretie en fysiologisch relevante hoeveelheden Ang II aangetoond door Kifor et al., (1997). Ang II werd voornamelijk gevonden in endotheelcellen die bloedvaten en gladde spierbundels bekleden binnen de CC (Kifor et al., 1997). In vitro werd Ang II gecontracteerd door de mens (Becker et al., 2001c) en honden (Comiter et al., 1997) CC-glad spierweefsel. In honden-CC werd het effect verhoogd door NOS-remming (Comiter et al., 1997). Intracerebroventriculaire injectie van Ang II veroorzaakte contractie en beëindigde spontane erecties bij geanesthetiseerde honden, terwijl toediening van losartan, selectief Ang II-receptoren blokkerende (type AT1), resulteerde in relaxatie en erectie van glad spierweefsel (Kifor et al., 1997). In CC van het konijn werden resultaten verkregen die suggereren dat het RAS-systeem betrokken is bij de regulatie van CC-gladde spiertonus en dat AT1-receptoren belangrijk waren voor de bemiddeling van de respons (Park et al., 1997, 2005). In mensen, Becker et al. (2001a) toonden aan dat tijdens detumescentie het niveau van angiotensine II in cavernosaal bloed hoger is dan in de slappe toestand. Bij patiënten met organische ED waren Ang II-spiegels hoger dan die bij patiënten met psychogene ED (El Melegy et al., 2005). Er zijn ook aanwijzingen dat ratten met experimentele diabetes verhoogde niveaus van Ang II hebben, zowel in plasma als in CC (Chen et al., 2007).

Beschikbaar bewijs suggereert dus dat de belangrijkste functie van het RAS-systeem door Ang II gemedieerde samentrekking is, die bijdraagt ​​aan het onderhoud van de penis in een slappe toestand. Ang II is echter niet het enige actieve peptide van de RAS (Kifor et al., 1997). Het RAS-systeem bestaat uit twee hoofdarmen: een vasoconstrictor / proliferatieve arm waarbij de hoofdmediator Ang II is die werkt op AT1-receptoren en een vasodilator / antiproliferatieve arm waarbij de belangrijkste effector Ang- (1-7) is die werkt via het G-eiwit gekoppelde receptor Mas (Santos et al., 2003). De Ang- (1-7) -Mas-as kan een belangrijke rol spelen bij de erectie van de penis. da Costa Gonçalves et al. (2007) gedocumenteerd de aanwezigheid van Mas in rat CC en het effect van zijn stimulatie door Ang- (1-7). Ze ontdekten dat Ang- (1-7) werkt als een bemiddelaar van erectie van de penis door activering van Mas en daaropvolgende afgifte van NO. In afwezigheid van Mas, was de erectiele functie ernstig gecompromitteerd, zoals aangetoond door een opvallend lage respons op elektrische stimulatie van het belangrijkste bekkenganglion geassocieerd met penisfibrose. Bovendien werd de ernstig verminderde erectiele functie van deoxycorticosteronacetaat-zouthypertensieve ratten hoofdzakelijk genormaliseerd door Ang- (1-7) toediening. Ze suggereerden dat hun gegevens sterk bewijsmateriaal leverden voor een voorheen onvermoede sleutelrol van Ang- (1-7) en zijn receptor Mas in erectiele functie.

Verwacht mag worden dat geneesmiddelen die de vorming of werking van Ang II verminderen, zoals angiotensine-converterende enzym (ACE) -remmers of angiotensine-receptorblokkers (ARB's), erectiestoornissen zouden moeten verbeteren. Bij spontaan hypertensieve ratten induceerde enalapril structurele hermodellering van de penisvaten en verbeterde instroom van bloed naar de CC (Hale et al., 2001). Captopril verbeterde erectiestoornissen van spontaan hypertensieve beroerte gevoelige en normotensieve oudere ratten (Dorrance et al., 2002). Enkele klinische onderzoeken hebben gesuggereerd dat behandeling met ARB's of ACE-remmers de erectiele functie en seksuele prestaties van patiënten met hypertensie en metabool syndroom kan verbeteren (Fogari et al., 2001; Baumhäkel et al., 2008). Echter, een groot willekeurig gerandomiseerd, placebo-gecontroleerd onderzoek naar de vraag of ED voorspellend is voor cardiovasculaire voorvallen, heeft geen significant effect van een ARB (telmisartan) of een ACE-remmer (ramipril) op ED aangetoond (Böhm et al., 2010).

Overwegend dat zowel ACE-remmers als ARB's Ang- (1-7) niveaus in plasma en weefsel verhogen (Iusuf et al., 2008), da Costa Gonçalves et al. (2007) suggereerde dat de gunstige effecten van de RAS-blokkade op de erectiele functie voornamelijk door Ang- (1-7) zouden kunnen worden gemedieerd. Het is duidelijk dat de rol van het RAS-systeem in het CC ingewikkelder is dan tot nu toe werd aangenomen. Het RAS-systeem kan een dubbele erectiele functie hebben: pro-detumescentie gemedieerd door de AngII-AT1-as en proerectie gemedieerd door de Ang- (1-7) -Mas-as (da Costa Gonçalves et al., 2007).

D. Acetylcholine

Het belang van parasympathische zenuwen voor het produceren van penis erectie is goed ingeburgerd (Andersson en Wagner, 1995). Peesweefsels van mensen en verschillende diersoorten zijn rijk aan cholinerge zenuwen (Hedlund et al., 1999, 2000b) waaruit ACh experimenteel kan worden vrijgegeven door transmurale elektrische veldstimulatie. ACh vrijkomend uit deze zenuwen werkt op muscarinereceptoren die zich bevinden op CC-gladde spiercellen en op het endotheel van sinusoïden en vaten. Vier muscarinische receptorsubtypen (M.1-M4) bleken te worden uitgedrukt in humaan CC (Traish et al., 1995c). De receptor op glad spierweefsel werd gesuggereerd om van de M te zijn2 subtype (Toselli et al., 1994; Traish et al., 1995c), terwijl dat op het endotheel van de M was3 subtype (Traish et al., 1995). ACh veroorzaakt endotheel-afhankelijke relaxatie van CC, penslagers en circumflex en dorsale aderen in vitro (Andersson, 2001). In geïsoleerde CC-cellen produceert carbachol consequent contractie. Dit betekent dat relaxatie geïnduceerd door ACh kan worden geproduceerd door remming van de afgifte van contractantfactoren (bijv. NA) en / of door de afgifte van ontspanningsproducerende factoren (bijv. NO) (Ayajiki et al., 2009).

Het is belangrijk om te benadrukken dat ACh ook werkt op nicotinereceptoren (Bozkurt et al., 2007; Ozturk Fincan et al., 2010). De aanwezigheid van neuronale nicotine ACh-receptoren in CC-weefsel van konijnen en mogelijke mechanismen die ten grondslag liggen aan de potentiëring van nicotine van door elektrische veldstimulatie geïnduceerde relaxatie werden onderzocht door Bozkurt et al. (2007). Ze toonden aan dat nicotine werkt op de nicotine-ACh-receptoren die zich op nitrerge zenuwen bevinden, waardoor NO wordt opgeroepen van deze zenuwuiteinden. De betrokken ACh-receptorsubeenheden omvatten a3-β4, α4-β2 en α7 (Ozturk Fincan et al., 2010). Omdat de meeste nitrergische zenuwen cholinerge zijn, kan gespeculeerd worden dat ACh, vrijgemaakt door de parasympathische stimulatie die erectie veroorzaakt, niet alleen werkt via stimulatie van endotheel M3 receptoren die NO vrijgeven, maar ook op prejunctionele nicotinereceptoren die de eigen afgifte stimuleren. ACh kan echter ook penis tumescentie en erectie veroorzaken door de afgifte van NA te remmen door stimulatie van muscarinereceptoren op adrenerge zenuwuiteinden. Omdat antimuscarinica de erectie niet lijken te beïnvloeden, althans niet bij mensen (Andersson en Wagner, 1995), kan het NO-afgevende effect van nicotinereceptorstimulatie belangrijker zijn dan eerder werd herkend.

E. Dopamine

Het belang van dopamine- en dopaminereceptoren in het CZS voor erectie van de penis is goed ingeburgerd. De rol van dopaminereceptoren in de CC en penisschepen is echter minder zeker.

Hyun et al. (2002) gevonden dopamine D1 en D2 receptor genexpressie in rat CC. In situ hybridisatiesignalen voor dopamine D1 en D2 receptor-mRNA's werden gelokaliseerd in CC- en dorsale vaten en Western blot-analyses toonden perifere dopamine D1 en D2 receptoreiwitten. In immunohistochemische assays, perifere dopamine D1 en D2 receptoreiwitten werden gedetecteerd in dorsale zenuwen, dorsale bloedvaten en CC-gladde spieren van de penisweefsels van de rat. d'Emmanuele di Villa Bianca (2005) toonden ook aan dat beide D1- en D2-achtige receptoren werden uitgedrukt in de menselijke CC. Ze concludeerden dat apomorfine direct een perifeer relaxerend effect had evenals een anti-adrenerge activiteit en dat menselijk CC meer D had.1-achtig (D1 en D5) dan D2-achtig (D2, D3en D4) receptoren. Beide D1- en D2-achtige receptoren waren voornamelijk gelokaliseerd op gladde spiercellen en de relaxerende werking van apomorfine werd hoogst waarschijnlijk gemedieerd door D1-achtige receptoren, gedeeltelijk door NO-afgifte uit endotheel.

Apomorfine kan dus niet alleen seksueel en copulatiegedrag versterken, maar ook, door een complementaire rol, neurogenisch gemedieerde erecties versterken door in de periferie te werken (El-Din et al., 2007). Matsumoto et al. (2005), onderzoek naar de rol van perifere dopaminereceptoren voor de regulatie van erectie van de penis, vond dat bij de rat geïsoleerde CC, pre- en post-functionele effecten van apomorfine niet alleen dopamine D1- en D2-achtige receptoren, maar ook α-AR's. Ze vonden echter ook dat bij relevante systemische doses van apomorfine de perifere effecten van de verbinding waarschijnlijk niet zouden bijdragen aan de proerectiele effecten bij ratten.

F. Serotonine

Van 5-HT-routes in de hersenen is bekend dat ze betrokken zijn bij de inductie van penis-erecties bij ratten (Andersson, 2001), En Kimura et al. (2008) presenteerde bewijs dat de 5-HT2C receptor in lumbosacrale spinale plaatsen medieert niet alleen dopamine-oxytocine-5-HT-actie, maar ook melanocortine-actie op penis-erecties. Het belang van perifere 5-HT-receptoren is echter minder goed vastgesteld. Finberg en Vardi (1990) een in vivo door 5-HT gemedieerde remmende werking op penis-erectie bij ratten als een gevolg van vasoconstrictie van de cavernosale slagaders. In aanvulling op, Esen et al. (1997) toonden aan dat de in vitro 5-HT-gemedieerde contractiele respons in menselijke penale aderen werd verhoogd bij patiënten met veno-occlusieve ziekte. De betrokkenheid van 5-HT1A (Hayes en Adaikan, 2002; Furukawa et al., 2003), 5-HT1B (Hayes en Adaikan, 2002) en 5-HT2A receptoren (Furukawa et al., 2003) bij contracting van CC-gladde spieren werd aangetoond in dierstudies. Verder 5-HT1A, 5-HT2Aen 5-HT4 receptoren waren betrokken bij de erectie van de mens (Uckert et al., 2003; Lau et al., 2006). Lau et al. (2007) bevestigde verder dat de perifere 5-HT-route via 5-HT een rol kan spelen in het erectiele proces2A receptor-gemedieerd contractiel en 5-HT3 receptor-gemedieerde relaxerende activiteiten. Het kan dus niet worden uitgesloten dat 5-HT, vrijgemaakt uit peniszenuwen, een contractiele neurotransmitter is in het erectiele proces, waarvan het belang moet worden vastgesteld.

G. Vasoactive intestinaal peptide en verwante peptiden

De penis van zowel mens als dier is rijkelijk voorzien van zenuwen die VIP- en VIP-gerelateerde peptiden bevatten, zoals het hypofyse-adenylaatcyclaseactiverende polypeptide (PACAP) (Dail, 1993; Hedlund et al., 1994, 1995). De meerderheid van deze zenuwen bevat ook immunoreactiviteit voor NOS en de colocalisatie van NOS en VIP in zenuwen die de penissen van zowel dieren als mensen innerveren, is door veel onderzoekers aangetoond (zie Andersson, 2001). Het lijkt erop dat de meeste van deze NOS- en VIP-bevattende neuronen cholinerge zijn, omdat ze ook vesiculaire ACh-transporter bevatten (Hedlund et al., 1999), wat een specifieke marker is voor cholinerge neuronen (Arvidsson et al., 1997). Bij patiënten met diabetes en ED vonden sommige onderzoekers een duidelijke vermindering van de op VIP gelijkende immunoreactiviteit in zenuwen geassocieerd met de CC-gladde spier (Gu et al., 1984; Lincoln et al., 1987), maar andere niet (Haberman et al., 1991). Bovendien zijn de resultaten van dierstudies over de rol van VIP in penissen van dieren met diabetes tegenstrijdig (Miller et al., 1995; Maher et al., 1996).

VIP-receptoren (VPAC1 en VPAC2) worden geacht de werking van het peptide te mediëren (Fahrenkrug, 1993; Harmar et al., 1998). Door de VPAC te binden en activeren2 receptor, neemt VIP deel aan het erectiele proces via de activering van de adenylylcyclase / cAMP-route. VIP-gerelateerde peptiden (bijv. PACAP) lijken ook te werken via de VIP-receptoren.

Het stimulerende effect van VIP op adenylylcyclase leidt tot een toename van cAMP, die op zijn beurt cAMP-afhankelijke proteïnekinase activeert. In lichamelijk weefsel van mensen (Hedlund et al., 1995), ratten en konijnen (Miller et al., 1995) Verhoogde VIP de cAMP-concentraties zonder de cGMP-niveaus te beïnvloeden. Zowel VIP als PACAP hebben een remmend en relaxatie-producerend effect op stroken menselijk CC-weefsel en cavernosale bloedvaten in vitro, maar het is moeilijk om overtuigend aan te tonen dat VIP die vrijkomt uit zenuwen verantwoordelijk is voor ontspanning van glad spierweefsel in de penis in vitro of in vivo. (Andersson en Wagner, 1995). Hayashida et al. (1996) vond geen bewijs voor een rol van VIP in de regulatie van de tonus in de CC van honden.

Kim et al. (1995) meldde dat in CC van konijn een VIP-antagonist elektrisch geïnduceerde contracties remde, hetgeen suggereert dat het peptide tijdens stimulatie van zenuwen werd vrijgegeven. VIP-antiserum (Adaikan et al., 1986) en α-chymotrypsine (Pickard et al., 1993) verminderde of verbrak het relaxerende effect van exogene VIP op geïsoleerde menselijke CC maar had geen effect op ontspanning veroorzaakt door elektrische stimulering van zenuwen. Van VIP werd aangetoond dat het de erectiele functie significanter verbetert onder hypogonadale dan normale condities (Zhang et al., 2011.), voornamelijk als gevolg van de hogere expressie van VPAC2, Gαsen lagere expressie van Gαi en fosfodiësterase (PDE) 3A in CC van gecastreerde ratten. De auteurs concludeerden dat androgeen het erectiele effect van VIP negatief kan reguleren. Bij mensen met prostaatkanker had chemische castratie echter geen invloed op de VIP-immunokleuring van de CC (Cormio et al., 2005).

Zoals vermeld lijken niet alleen NOS, maar ook andere peptiden te zijn gecolokaliseerd met VIP, (bijvoorbeeld peptide histidine methionine), die is afgeleid van dezelfde voorloper als VIP, PACAP en helospectine (Andersson, 2001). Zelfs indien Hedlund et al. (1995) aangetoond dat sommige van deze peptiden effectieve relaxatiemiddelen zijn voor menselijke CC-preparaten, een rol voor hen als neurotransmitters en / of neuromodulatoren moet nog worden aangetoond. Er is gesuggereerd dat PACAP kan dienen als een sensorische zender (Fahrenkrug, 2001).

Het cyclische peptide urotensine II werd geïdentificeerd als het natuurlijke ligand van een wees G-eiwit-gekoppelde receptor (UT-receptor). Urotensine II- en UT-receptoren worden tot expressie gebracht in een verscheidenheid van perifere organen en met name in cardiovasculair (CV) weefsel maar ook op het endotheel van humaan CC. Urotensine veroorzaakte een endotheel- en NO-afhankelijke relaxatie in vitro en in vivo (d'Emmanuele di Villa Bianca, 2010). Er werd gesuggereerd dat urotensine II en de UT-receptor betrokken kunnen zijn bij de endotheliale NO-route van humaan CC en bij de erectiele functie.

De mate waarin VIP of een van de andere peptiden die in de penis worden gedemonstreerd een belangrijke rol hebben als neurotransmitter of modulator van neurotransmissie is niet vastgesteld. Hun fysiologische rol bij de erectie van de penis en bij de ED moet nog worden geregeld, en als en in welke mate ze nuttige doelen kunnen zijn voor ED-behandeling is onduidelijk. Tot nu toe is aangetoond dat VIP-receptoren in de penis een veelbelovend therapeutisch doelwit zijn (sectie VIII.C).

H. Prostanoids

Menselijk CC-weefsel heeft het vermogen om verschillende prostanoïden te synthetiseren en het extra vermogen om ze lokaal te metaboliseren (Khan et al., 1999; Minhas et al., 2000). De productie van prostanoïden kan worden gemoduleerd door zuurstofspanning en onderdrukt door hypoxie. Dit komt overeen met de vijf primaire actieve prostanoïde metabolieten (PGD2PGE2, PGF, BGA2en tromboxaan A2), zijn er vijf hoofdgroepen van receptoren die de effecten ervan mediëren - respectievelijk de DP-, EP-, FP-, IP- en TP-receptoren. cDNA's die coderen voor vertegenwoordigers van elk van deze groepen receptoren zijn gekloond, waaronder verscheidene subtypes van EP-receptoren. Pancilweefsels kunnen de meeste van deze groepen receptoren bevatten; hun rol in de fysiologie van de penis is echter nog lang niet vastgesteld (Khan et al., 1999; Minhas et al., 2000). Prostanoïden kunnen via PGF betrokken zijn bij contractie van erectiele weefsels en tromboxane A2, het stimuleren van TP- en FP-receptoren en het initiëren van omzet van fosfoïnositide, evenals in ontspanning via PGE1 en PGE2, het stimuleren van EP-receptoren (EP2 / EP4) en het initiëren van een verhoging van de intracellulaire concentratie van cAMP. Prostanoïden kunnen ook betrokken zijn bij de remming van de bloedplaatjesaggregatie en de adhesie van witte bloedcellen, en er zijn aanwijzingen dat prostanoïden en transformerende groeifactor-β1 een rol kunnen spelen bij de modulering van de collageensynthese en bij de regulatie van fibrose van de CC (Moreland et al., 1995). Brugger et al. (2008) gekenmerkt door de farmacologische en fysiologische activiteit van nieuwe subtype-selectieve EP- en DP-receptoragonisten met behulp van geïsoleerd menselijk en konijnen-cavernosaal weefsel in orgaanbaden en in vivo metingen van intracavernosale druk bij ratten en konijnen. Ze vonden geen consistente correlatie tussen het farmacologische profiel (receptorbinding en second messenger-assays) van de EP-agonisten en hun effect op de cavernesale weefseltonus. Ze vonden echter dat een krachtige DP1-selectieve agonist, AS702224 (Woodward et al., 2011), veroorzaakte penis erectie. Zij concludeerden dat de DP1-receptor relaxatie in humaan cavernosaal weefsel medieert en pro-erectiele reacties stimuleert, ook bij zowel ratten als konijnen.

I. ATP en adenosine

Op basis van de bevindingen dat ATP en andere purines zowel basale als door fenylefrine gestimuleerde spanning in geïsoleerde konijn-CC-preparaten verminderden, werd gesuggereerd dat ATP een NANC-zender in het CC is en dat purinerge transmissie een belangrijk onderdeel kan zijn initiatie en onderhoud van penis erectie (Tong et al., 1992; Wu et al., 1993). Geen van de geteste purines vergemakkelijkte of remde de reactie van CC-glad spierweefsel op elektrische veldstimulatie en daarom kan hun rol in de modulatie van erectie zijn in plaats van als neurotransmitters (Wu et al., 1993). Van ATP dat intracavernosaal werd geïnjecteerd bij honden bleek toename van intracavernosale druk en erectie te zijn (Takahashi et al., 1992b). Dit effect, dat niet werd beïnvloed door atropine en hexamethonium, kon worden verkregen zonder veranderingen in de systemische bloeddruk. Bovendien produceerde adenosine een volledige erectie bij intracavernosale toediening (Takahashi et al., 1992a).

De relaxerende activiteit van ATP kan worden gemedieerd door de interactie ervan met ATP-receptoren, of door adenosine gegenereerd door de endonucleotidase-gemedieerde afbraak van ATP. Filippi et al. (1999) ontdekte dat ATP fungeerde als een krachtig en NO-onafhankelijk relaxerend middel van CC van mens en konijn. Ze toonden ook aan dat het ATP-effect gedeeltelijk te wijten was aan de metabolische afbraak van ATP aan adenosine, maar ook aan een directe stimulatie van P2-receptoren, die schijnbaar anders waren dan de klassieke P2Y- en P2X-receptorsubtypen. Shalev et al. (1999) toonde aan dat menselijke CC-strips kunnen worden ontspannen door stimulering van P2Y-purinoceptoren via NO-afgifte. Deze relaxatie werd gemedieerd door een endotheel-afhankelijk mechanisme. Ze suggereerden dat purines betrokken kunnen zijn bij fysiologische erectie bij de mens. Phatarpekar et al. (2010) concludeerde in een recent overzicht dat beschikbaar bewijsmateriaal mogelijke rollen van adenosine signalering in erectie, ED en priapisme suggereert.

Adenosine produceert zijn effect op doelcellen door te binden aan vier specifieke G-eiwit-gekoppelde receptoren: A.1, A2A, A2B, en een3. (Fredholm et al., 2011). Elke receptor heeft een unieke affiniteit voor adenosine en een duidelijke cellulaire en weefselverdeling. EEN1 en een3 receptoren worden gekoppeld aan adenylylcyclase door de remmende G-proteïnesubeenheid (Gai) en dientengevolge om de intracellulaire niveaus van cAMP te verlagen. EEN2A en een2B adenosinereceptoren worden gewoonlijk gekoppeld aan adenylylcyclase door de stimulerende G-proteïnesubeenheid (Gas) en dienen om de intracellulaire cAMP te verhogen (Dai et al., 2009).

Zoals door Dai et al. (2009)heeft adenosine verschillende eigenschappen waardoor het een uitstekende kandidaat is om bij te dragen aan een normale en abnormale erectie van de penis: het is een krachtige vaatverwijder met een zeer korte halfwaardetijd (<10 s), en het genereert een erectie via cyclische nucleotide second messengers. Adenosine-gemedieerde cAMP-inductie activeert proteïnekinase A en resulteert in verminderde calciumcalmoduline-afhankelijke myosine lichte-ketenfosforylering en verbeterde gladde spierrelaxatie (Lin et al., 2005). Studies bij verschillende diersoorten, waaronder mensen (Kiliç et al., 1994), toonde aan dat intracavernosale injectie van adenosine resulteerde in tumescentie en erectie van de penis (Chiang et al., 1994; Noto et al., 2001). Theophylline, een adenosinereceptorantagonist, remde door adenosine geïnduceerde penis tumescentie (Noto et al., 2001). Adenosine werd gesuggereerd om te werken door stimulering van receptoren die behoren tot de A2A subtype (Mantelli et al., 1995). Recenter, Tostes et al. (2007) gepresenteerde gegevens die suggereren dat door adenosine geïnduceerde relaxatie in muizen-CC wordt gemedieerd door activering van zowel A2A en een2B adenosine-receptoren. Muizen zonder adenosine-deaminase (wat nodig is voor de afbraak van adenosine) vertoonden priapische activiteit met A2B receptoren (Mi et al., 2008). Wen et al. (2010) suggereerde dat verhoogde effecten van adenosine via A2B receptorsignalering speelt een essentiële rol bij de pathogenese van penisfibrose. Consistent met deze rapporten werd aangetoond dat ED bij mannen in sommige gevallen te wijten kan zijn aan endotheel A2B receptor disfunctie (Faria et al., 2006). Niet alle vormen van ED zijn echter geassocieerd met verminderde adenosinesignalering. Bijvoorbeeld, Carneiro et al. (2008a) toonde aan dat adenosine-acties worden behouden in ED die worden waargenomen bij obese en type II diabetische da / db-muizen, wat suggereert dat verhoogde CC-responsen op adrenerge zenuwstimulatie niet het gevolg zijn van een gestoorde negatieve modulatie van sympathische neurotransmissie door adenosine in dit diabetische model.

J. Stikstofmonoxide en cGMP-signalering

Synthese en afgifte van NO en de gevolgen van NO-binding aan oplosbare guanylylcyclase zijn essentiële stappen in het erectiele proces en zijn onlangs in detail herzien (Musicki et al., 2009). De constitutieve vormen van het enzym, nNOS (NOS1) en eNOS (NOS3), zijn gekoppeld aan Ca2+ en calmoduline en zijn de belangrijkste NOS-isovormen die betrokken zijn bij de inductie van erectie van de penis, terwijl induceerbare NOS (NOS2) onafhankelijk is van Ca2+ en calmoduline en vereist nieuwe eiwitsynthese (Arnal et al., 1999).

1. Nitric-Oxide-synthasen in de penis.

Een belangrijke rol voor NO bij de relaxatie van CC-gladde spieren en vasculatuur is algemeen aanvaard (Andersson en Wagner, 1995; Andersson, 2001; Musicki en Burnett, 2006; Musicki et al., 2009). Er lijkt geen twijfel te bestaan ​​over de aanwezigheid van nNOS in de cavernosale zenuwen en hun terminale uiteinden in de CC, en in de takken van de dorsale peniszenuwen en zenuwplexuses in de adventitia van de diepe cavernosale slagaders (Andersson, 2001). Zowel de zenuwen (nNOS) als het endotheel (eNOS) van de CC kunnen de bron van NO zijn. De relatieve bijdrage van de verschillende vormen van NOS aan erectie is niet definitief vastgesteld.

Een variant van nNOS (penile nNOS) is geïdentificeerd als twee verschillende isovormen in de penis van rat en muis, een α splice-vorm met de volledige lengte en een β-splice-vorm die de N-terminale postsynaptische dichtheid 95 / disc-large / zona mist occludens-domein, belangrijk voor eiwit-eiwit-interacties. Er zijn aanwijzingen dat de α-splitsingsvariant actief is in NO-formatie op zenuwuiteinden, terwijl de functionele rol van de β-variant in vivo onduidelijk is en mogelijk niet substantieel is (Magee et al., 1996; Gonzalez-Cadavid et al., 1999, 2000). De bevindingen van Hurt et al. (2006) bevestigd dat alternatief gesplitste vormen van nNOS belangrijke bemiddelaars zijn voor de erectie van de penis. Muizen die zowel eNOS als nNOS missen, hebben erecties, vertonen normaal paringsgedrag en reageren met erectie op elektrische stimulatie van de cavernosale zenuwen. We waren verrast te ontdekken dat geïsoleerd corporaal weefsel van zowel wildtype als NOS-verwijderde dieren vergelijkbare reacties toonden op elektrische stimulatie (Burnett et al., 1996; Hurt et al., 2006). Functionele studies ondersteunen het voorkomen en het belang van eNOS in menselijk cavernosaal weefsel (Andersson en Wagner, 1995; Musicki en Burnett, 2006), en dit lijkt ook het geval te zijn bij ratten (Cartledge et al., 2000b) en muis (Mizusawa et al., 2001) CC.

Hoewel de wisselwerking tussen de iso-enzymen van de NOS nog steeds een kwestie van studie is, wijst bestaand bewijsmateriaal op een model (Fig 4) waarin nNOS de erectiele respons initieert, die vervolgens wordt gehandhaafd en verhoogd met eNOS-activiteit (de laatste wordt geactiveerd door schuifspanning) (Hurt et al., 2002, 2006; Musicki en Burnett, 2006; Bivalacqua et al., 2007b; Musicki et al., 2009). eNOS heeft een onmisbare rol in de erectiele respons en de activiteit en endotheel NO biologische beschikbaarheid worden gereguleerd door meerdere post-translationele moleculaire mechanismen, zoals eNOS-fosforylatie, eNOS-interactie met regulatorische eiwitten en contractiele routes en acties van reactieve zuurstofspecies (ROS) . Deze mechanismen reguleren eNOS-gemedieerde responsen onder fysiologische omstandigheden en verschaffen verschillende mechanismen waardoor endotheliale NO-beschikbaarheid kan worden veranderd in toestanden van vasculogene erectiestoornissen (ED).

Fig. 4.   

Bekijk grotere versie:   

Fig. 4.   

Samenwerking tussen nNOS en eNOS. Bestaand bewijsmateriaal wijst naar een model waarin nNOS de erectiele respons initieert, die vervolgens wordt gehandhaafd en verhoogd met eNOS-activiteit (de laatste wordt geactiveerd door schuifspanning). [Gemodificeerd uit Hurt KJ, Musicki B, Palese MA, Crone JK, Becker RE, Moriarity JL, Snyder SH en Burnett AL (2002) Akt-afhankelijke fosforylering van endotheliale stikstofoxide-synthase veroorzaakt penale erectie. Proc Natl Acad Sci USA 99:4061-4066. Copyright © 2002 National Academy of Sciences, VS. Gebruikt met toestemming.].

De invloed van androgenen op de erectiele functie kan in belangrijke mate worden gemedieerd door de NO / cGMP-route (Andersson, 2001) zelfs als niet-NO-afhankelijke routes zijn aangetoond (Reilly et al., 1997; Mills en Lewis, 1999; Mills et al., 1999). Castratie van ratten en behandeling met het antiandrogen flutamide verminderde de constitutieve NOS-activiteit van de penis (Chamness et al., 1995; Lugg et al., 1996; Penson et al., 1996).

Vergeleken met jonge ratten namen NOS-bevattende zenuwen, NOS-mRNA-expressie en NOS-activiteit af bij oude dieren (Garban et al., 1995; Carrier et al., 1997; Dahiya et al., 1997). ED geassocieerd met, bijvoorbeeld, diabetes bleek geassocieerd te zijn met een verminderd nNOS-gehalte en activiteit in de rat-CC (Vernet et al., 1995; Autieri et al., 1996; Rehman et al., 1997). Bij mensen werd gesuggereerd dat de diabetische ED gerelateerd is aan de effecten van geavanceerde glycatie-eindproducten op NO-vorming (Seftel et al., 1997). Cartledge et al. (2000a) gevonden in ratten dat geglycosyleerd humaan hemoglobine verminderde relaxatie van CC-gladde spieren door vorming van superoxide-anionen en extracellulaire activering van NO.

Angulo et al. (2006), het evalueren van de invloed van PKC-activiteit op de gladde-spiertonus van de penis in weefsels van diabetische en niet-diabetische mannen met ED, vond dat overactiviteit van PKC bij diabetes verantwoordelijk is voor verhoogde contractie en verminderde eNOS-afhankelijke relaxatie van menselijke CC-gladde spieren.

2. Guanylylcyclases.

De GC's, die zowel aan membraan gebonden (deeltjesvormige, pGC) en oplosbare isovormen (sGC) omvatten, worden uitgedrukt in bijna alle celtypen (Lucas et al., 2000). De GC's worden gestimuleerd door NO, natriuretische peptiden en andere endogene liganden (bijvoorbeeld CO). CO, gegenereerd via heem oxygenase-gemedieerde afbraak van cellulair heem, stimuleert ook sGC, hoewel in mindere mate dan NO (Friebe et al., 1996).

Kim et al. (1998) gedemonstreerde productie van cGMP door pGC in de CC-membranen van konijn en rat gestimuleerd door C-type natriuretisch peptide 1-22 (CNP), atriaal natriuretisch peptide 1-28 (ANP) en hersen natriuretisch peptide 1-26 (BNP). Bovendien ontspande CNP, maar niet ANP, niet-vooraf geïsoleerde geïsoleerde bereidingen van konijn-CC. Aizawa et al. (2008) onderzocht de effecten van ANP, BNP en CNP op intracavernosale druk en systemische bloeddruk bij bewuste, vrij bewegende ratten. Ze vonden dat er door ANP, door BNP en minder effectief door CNP, erectiele reacties konden worden geïnitieerd. ANP en BNP hebben een hoge affiniteit voor GC-A, wat suggereert dat deze receptor bij de responsen is betrokken.

Küthe et al. (2003) bestudeerde de expressie van GC-B, een receptor van CNP in de menselijke CC. mRNA-transcripten werden gedetecteerd die coderen voor GC-B en de expressie werd op het eiwitniveau geverifieerd door immunohistochemie die GC-B in CC en gladde spiercellen van een spiraalvormige slagader demonstreerde. CNP verhoogde intracellulair cGMP. In orgaanbadstudies met CC-spierstroken veroorzaakte CNP relaxatie van de gladde spieren. Er werd geconcludeerd dat CNP en zijn receptor mogelijk een rol spelen bij de inductie van erectie van de penis. Een ontspannend effect van ANP en uroguanyline werd aangetoond in strips van humane CC door Sousa et al. (2010). Ze ontdekten dat uroguanyline de strips ontspande met een GC en KCa-kanaal-afhankelijk mechanisme en suggereerde dat de natriuretische peptide-receptoren potentiële doelwitten zijn voor de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen voor de behandeling van ED. In de penis is sGC waarschijnlijk de belangrijkste receptor voor NO als een signaalmolecuul. Het enzym, dat de omzetting van GTP in cGMP katalyseert, bestaat uit twee verschillende subeenheden en bevat een prothetische heemgroep die tot 400-voudige activering door NO bemiddelt. Nimmegeers et al. (2008) het functionele belang van de sGCα beoordeeld1β1 isovorm in CC van mannelijk sGCα1(- / -) en wildtype muizen. De relaxatie naar endogeen NO (van acetylcholine, bradykinine en elektrische veldstimulatie) werd bijna helemaal afgeschaft in de sGCα1(- / -) CC. In de sGCα1(- / -) muizen, de ontspannende invloed van exogeen NO (uit natriumnitroprusside en NO-gas), 3- (4-amino-5-cyclopropylpyrimidine-2-yl) -1- (2-fluorbenzyl) -1Hpyrazolo [3,4-b] pyridine (BAY 41-2272; NO-onafhankelijke sGC-stimulator) en methyl- (2- (4-aminofenyl) -1,2-dihydro-1-oxo-7- (2-pyridinylmethoxy) -4- (3,4,5-trimethoxyfenyl) ) -3-isochinoline-carbonzuur, sulfaatzout (T-1032; fosfodiësterase-type 5-remmer) waren ook aanzienlijk verminderd. Er werd geconcludeerd dat de sGCα1β1 isovorm is betrokken bij CC-relaxatie van glad spierweefsel als reactie op NO- en NO-onafhankelijke sGC-stimulatoren.

3- (5'-Hydroxymethyl-2'-furyl) -1-benzylindazol (YC-1) bleek een directe activering van sGC te veroorzaken (Fig 5) door allosterisch de affiniteit voor GTP te verhogen en de maximale enzymactiviteit te verhogen, leidend tot verhoogde cGMP-niveaus in gladde spiercellen (Mülsch et al., 1997; Friebe en Koesling, 1998). Bovendien veroorzaakte YC-1 een grote activering in de aanwezigheid van het NO-donor natriumnitroprusside, wat leidde tot een opmerkelijke 2200-voudige stimulatie van het menselijke recombinante sGC (Lee et al., 2000). YC-1 veroorzaakte concentratie-afhankelijke relaxantresponsen in NA-gecontracteerde CC-preparaten van ratten en verbeterde responsen op stimulatie van het elektrische veld. YC-1 versterkte ook de relaxantreactie geïnduceerd door carbachol. In vivo lokte YC-1 niet alleen dosisafhankelijke erectiele responsen uit wanneer het intracavernosaal werd toegediend, maar het verhoogde ook de effecten op intracavernosale druk die werd geproduceerd door stimulatie van de cavernosale zenuw (Mizusawa et al., 2002a). YC-1 kon de pro-erectiele effecten van een suboptimale dosis apomorfine aanzienlijk versterken (Hsieh et al., 2003).

Fig. 5.   

Bekijk grotere versie:   

Fig. 5.   

Oplosbare guanylylcyclase bestaat als een heterodimeer van α (82 kDa) en β (70 kDa) subeenheden en heeft een katalytische site en twee allostere locaties. Eén allosterische site wordt gedefinieerd door de NO-bindingsplaats (de heem; Fe) en de tweede wordt vertegenwoordigd door de binding van YC-1. Middelen zoals YC-1 kunnen sGC activeren na binding aan de allostere plaats in het enzym, wat leidt tot een toename van de intracellulaire concentratie van cGMP, ontspanning van cavernosaal weefsel en facilitatie van erectie van de penis in vivo.

Het pyrazolopyridinederivaat BAY41-2272 bleek ook sGC op een NO-onafhankelijke manier te stimuleren en veroorzaakte concentratie-afhankelijke relaxatie van humaan en konijn cavernosum (Kalsi et al., 2003) maar induceerde alleen zwakke penis erecties bij bewuste konijnen na intraveneuze en orale toediening in de afwezigheid van een NO-donor. De werkzaamheid van BAY 41-2272 werd echter versterkt door de gelijktijdige toediening van SNP (Bischoff et al., 2003). Daarnaast zijn andere GC-activatoren bestudeerd (Lasker et al., 2010). Er is op gewezen dat de werkzaamheid van deze sGC-activatoren voor ED niet is vastgesteld en dat pilootstudies nodig zijn om de bruikbaarheid ervan bij de behandeling van deze ziekte te beoordelen. Het gebruik van beide sGC-activatoren en stimulatoren kan nuttig zijn in omstandigheden van gewijzigde heemconformatie evenals in omstandigheden waarin de NO-synthese verminderd is (Lasker et al., 2010).

3. cGMP-signalering.

De mechanismen die betrokken zijn bij cGMP-signalering zijn onlangs uitgebreid geëvalueerd door Francis et al. (2010). Stimulatie van GC's door NO en natriuretische peptiden en andere endogene liganden (bijv. CO), genereert cGMP, dat invloed heeft op een aantal vasculaire celtypen en de vasomotorische tonus, endotheliale permeabiliteit, celgroei en differentiatie reguleert, evenals bloedplaatjes. en bloedcelinteracties. Er is bewijs voor reciproke regulatie van de NO-cGMP en natriuretische peptide-cGMP-routes en dat één cGMP-genererend systeem de disfunctie van de andere kan compenseren (Kemp-Harper en Schmidt, 2009; Francis et al., 2010). cGMP-signalen via drie hoofdreceptoren in eukaryotische cellen: ionkanalen, fosfodiësterasen en proteïnekinasen (Lucas et al., 2000; Kemp-Harper en Schmidt, 2009; Francis et al., 2010). De moleculaire doelwitten, die worden geactiveerd door cGMP en uiteindelijk relaxatie van de gladde spieren en erectie van de penis veroorzaken, zijn nog maar gedeeltelijk bekend.

Drie verschillende cGMP-afhankelijke eiwitkinasen (cGKIα, cGK1β en cGKII, ook wel PKGIα, PKGIβ en PKGII genoemd) zijn bij zoogdieren geïdentificeerd. Inactivatie van cGKI bij muizen schafte zowel NO / cGMP-afhankelijke relaxatie van vasculaire en intestinale gladde spieren als remming van bloedplaatjesaggregatie af, veroorzaakt hypertensie, intestinale dysmotiliteit en abnormale hemostase (Pfeifer et al., 1998). CGKI-deficiënte [cGKI (- / -)] muizen vertonen een zeer laag vermogen om zich te reproduceren. In CC-weefsel van deze muizen was de relaxantrespons op neuronaal of endotheelactief afgegeven of exogeen toegediend NO duidelijk verminderd (Hedlund et al., 2000a). De expressie van cGKI in penisweefsel van cGKI (+ / +) muizen, zoals onthuld door immunohistochemie, was beperkt tot de gladde spier van de wanden van de centrale en helicineslagaders en tot de gladde spier van de trabeculaire septa rond de cavernosale ruimten. Dit komt overeen met de veronderstelde rol in de erectiele gebeurtenissen. De totale innervatie (eiwitgenproduct 9.5 immunoreactiviteit) en distributie van zenuwpopulaties die zenders of zendervormende enzymen bevatten waarvan wordt aangenomen dat ze belangrijk zijn bij de regulatie van de tonus in CC-weefsel (Andersson en Wagner, 1995) waren vergelijkbaar bij normale en cGKI-nul-muizen (Hedlund et al., 2000).

Analyse van de NO / cGMP-geïnduceerde relaxatie liet duidelijk zien dat cGKI de belangrijkste mediator is van de cGMP-signalerende cascade in CC-weefsel. De afwezigheid ervan kan niet worden gecompenseerd door de cAMP-signalisatiecascade, die normaal en cGKI-nul penis erectiel weefsel in vergelijkbare mate versoepelt. Samengevat suggereren deze bevindingen dat activering van cGKI een belangrijke stap is in de signaalcascade die leidt naar erectie van de penis.

De expressie van cGKI werd onderzocht in CC-monsters van patiënten met en zonder ED (Klotz et al., 2000). In alle exemplaren van cavernosaal weefsel werd een verschillende immunoreactiviteit waargenomen in verschillende delen en structuren, met een hoge expressie in gladde spiercellen van bloedvaten en in het fibromusculaire stroma. Er werd geen duidelijke immunoreactiviteit tegen cGKI gevonden in het endotheel. Er was geen duidelijk verschil in immunoreactiviteit en cellulaire distributie tussen krachtige en impotente patiënten. Dit sluit niet uit dat disfunctie van cGKI een oorzaak kan zijn van ED bij de mens en dat cGKI een interessant doel kan zijn voor farmacologische interventie.

Bivalacqua et al. (2007a) onderzocht de expressie van cGKIα (PKGIα) en cGKIβ (PKGIβ) in de CC en evalueerde het effect van adenovirale genoverdracht van cGKIα op het erectiel compartiment op EF in een ratmodel van diabetes. Ze vonden cGKIα- en cGKIβ-activiteiten te verminderen in het erectiele weefsel van de diabetische rat. Ondersteuning van de rol van cGK in het erectiele proces, genoverdracht van cGKIα naar de penis herstelde cGK-activiteit en erectiele functie in vivo.

4. Fosfodiësterasen.

PDE's katalyseren de hydrolyse van de tweede boodschappers cAMP en cGMP, die betrokken zijn bij de signaalroutes die het meest belangrijk zijn voor ontspanning van CC-gladde spieren. De eiwitsuperfamilie van PDE's met cyclisch nucleotide kan worden onderverdeeld in ten minste 11-families van structureel en functioneel gerelateerde enzymen. Meer dan 50-isovormen zijn tot nu toe gekarakteriseerd, allemaal verschillend in hun primaire structuren, specificiteit voor cAMP en cGMP, cofactor-vereisten, kinetische eigenschappen, regulatiemechanismen en weefselverdelingen (Francis et al., 2010). Vanwege hun centrale rol in de regulatie van de gladde-spiertonus en de aanzienlijke variatie van PDE-isoenzymen met betrekking tot soorten en weefsels, zijn PDE's een aantrekkelijk doelwit geworden voor de ontwikkeling van geneesmiddelen. In humaan cavernosaal weefsel zijn ten minste 13 isoenzymen geïdentificeerd, waaronder PDE3 (cGMP-geremd cAMP PDE), PDE4 (cAMP-specifieke PDE) en PDE5 (cGMP-specifieke PDE) (Küthe et al., 1999, 2000, 2001). Functioneel gezien lijken PDE 3A en 5A de belangrijkste (Küthe et al., 1999, 2000, 2001; Francis et al., 2010). Drie van de PDE-families (PDE's 5, 6, 9) hebben een> 100-voudige substraatvoorkeur voor cGMP boven cAMP als substraat en worden daarom beschouwd als "cGMP-specifieke PDE's". PDE5 en PDE9 zijn de enige "cGMP-specifieke PDE's" die tot expressie worden gebracht in perifere weefsels; PDE6 wordt uitgedrukt in het netvlies (Francis et al., 2010).

PDE5, dat in hoge concentraties in de gladde spier van de CC aanwezig is, is het meest therapeutisch belangrijk omdat het het doelwit is voor de momenteel meest gebruikte ED-geneesmiddelen, de PDE5-remmers. PDE5 is een homodimeer dat twee identieke subeenheden met een moleculaire massa van ongeveer 100,000 Da per subeenheid bevat. Elk van de twee subeenheden heeft een katalytisch domein en een regulerend domein. Het katalytische domein, dat het doelwit is van PDE5-remmers, bevat een enkele bindingsplaats voor cGMP (Francis et al., 2010). Omdat ze structuren hebben die vergelijkbaar zijn met die van cGMP, kunnen sildenafil of andere PDE5-remmers ook de katalytische site bezetten, waardoor de toegang tot cGMP concurrerend wordt geblokkeerd. Sildenafil bezet de site echter ongeveer 1000 maal gretiger dan cGMP, met als gevolg dat cGMP niet kan binden om toegang te krijgen tot de katalytische machinerie en zich ophoopt in de gladde spiercellen van de CC. Dit leidt tot ontspanning van de CC en penis erectie (Francis et al., 2010). Het is opmerkelijk dat PDE5 sGC-afgeleid maar niet van pGC afgeleid cGMP lijkt te reguleren, omdat door ANP gemedieerde vasodilatie niet in vitro of in vivo wordt versterkt door de PDE5-remmer sildenafil (Kemp-Harper en Schmidt, 2009).

Lin et al. (2000, 2002, 2005) gerapporteerd klonen van drie PDE5-isovormen uit menselijke penisweefsels. Twee van de isovormen waren identiek aan respectievelijk PDE5A1 en PDE5A2, die eerder waren geïsoleerd uit niet-peniele weefsels. De derde isovorm was nieuw en heette PDE5A3; deze isovorm was beperkt tot weefsels met een gladde spier of een component van de hartspier.

De identificatie van de verschillende PDE-families is gepaard gegaan met de synthese van selectieve of gedeeltelijk selectieve remmers. Sildenafil, vardenafil en tadalafil zijn zeer selectieve remmers van het type 5 van het PDE-type, maar er zijn verschillende nieuwe verbindingen ontwikkeld, waarvan sommige aanzienlijk verschillende structuren hebben (Boolell et al., 1996a,b; Francis en Corbin, 2005; Francis et al., 2010). Ze verbeteren allemaal NO-gemedieerde relaxatie van CC van verschillende soorten in vitro en in vivo door de intracellulaire concentraties van cGMP te verhogen door de endogene NO-cGMP-route te amplificeren (Kouvelas et al., 2009; Francis et al., 2010). De betrokken moleculaire mechanismen zijn elders uitvoerig besproken (Francis et al., 2010). PDE5-remmers zijn momenteel eerstelijnsbehandeling van ED (zie sectie VIII.C) en verschillende nieuwe selectieve PDE5-remmers bevinden zich in verschillende stadia van ontwikkeling of zijn al klinisch geïntroduceerd (Hatzimouratidis en Hatzichristou, 2008; Dorsey et al., 2010; Eardley et al., 2010).

Androgene invloeden kunnen de PDE5-functie in de penis beïnvloeden (Morelli et al., 2004; Traish en Kim, 2005; Zhang et al., 2005.), maar het effect kan indirect worden gemedieerd door de invloed van androgenen op de NOS-functie. Deze inzichten geven aan dat regulerende factoren van expressie en activiteit van PDE5 in de penis de biologische rol van het enzym kritisch bepalen.

5. Andere gasvormige bemiddelaars.

Koolmonoxide (CO) en waterstofsulfide (H.2S) worden, samen met NO, beschouwd als de belangrijkste perifere proerectiele gasvormige transmitters die voornamelijk kunnen worden afgegeven door cholinerge zenuwen en het sinusoïdale endotheel om CC-gladde spier door de cGMP-route te ontspannen. Zoals eerder vermeld, wordt CO gegenereerd via HO-gemedieerde afbraak van cellulair heem en kan het sGC stimuleren, maar in mindere mate dan NO (Friebe et al., 1996).

Een significant, positief effect van het HO / CO-systeem op de erectie van de penis is in verschillende onderzoeken gemeld en de potentiële rol ervan als moleculair doelwit bij de behandeling van ED werd beoordeeld door Shamloul (2009). Geen van de studies onderzocht de rol van het HO / CO-systeem bij ouder wordende dieren, waarbij ouder worden beschouwd wordt als de belangrijkste risicofactor voor ED. Er werd geconcludeerd dat het HO / CO-systeem mogelijk een rol speelt bij de erectie van de penis. Er zijn echter verdere studies nodig om precies het belang van het HO / CO-systeem in de fysiologie en pathofysiologie van mannelijke functie en seksuele disfunctie te schetsen.

l-Cysteïne fungeert als een natuurlijk substraat voor de synthese van H2S. Exogene H2S [toegediend als natriumwaterstofsulfide (NaHS)] of l-Cys veroorzaakte een concentratie-afhankelijke relaxatie van stroken menselijk CC. Bij ratten, de intracavernosale toediening van hetzij NaHS of l-Cys veroorzaakte penis erectie (d'Emmanuele di Villa Bianca et al., 2010). Deze waarnemingen werden gesuggereerd om aan te geven dat een functioneel lCys / H2S-route kan een rol spelen bij het bemiddelen voor de erectie van de penis bij mensen en andere zoogdieren.

K. Andere vertegenwoordigers

1. Adrenomedullin, Calcitonine-gen-gerelateerd peptide, nociceptine.

Adrenomedullin, een peptide behorend tot de CGRP-familie, werd voor het eerst geïsoleerd uit humaan feochromocytoom en is gesuggereerd om te dienen als een circulerend hormoon dat systemische arteriële druk reguleert (CGRP; Kitamura et al., 1993). Het peptide is aangetoond in de endotheelcellen van menselijk cavernosaal weefsel (Marinoni et al., 2005). Adrenomedullin remt de samentrekking van verschillende soorten gladde spiercellen niet alleen door een verhoging van de cAMP-productie, maar stimuleert ook de afgifte van NO (Miura et al., 1995). Injectie intracavernosaal bij katten veroorzaakte adrenomedullin toename van de intracavernosale druk en de penislengte, een effect dat ook werd gevonden met CGRP (Champion et al., 1997a,b,c). Omdat de erectiele reacties op adrenomedullin of CGRP niet werden beïnvloed door NOS-remming met l-NAME of door KATP kanaalremming met glibenclamide, werd gesuggereerd dat NO of KATP kanalen waren niet betrokken bij de antwoorden. De CGRP-antagonist CGRP (8-37) verminderde bij doses die geen effect hadden op de adrenomedulline-respons de reacties op CGRP, wat suggereert dat de peptiden op verschillende receptoren werkten. In de hoogste gebruikte doses verlaagden zowel adrenomedullin als CGRP de bloeddruk (Champion et al., 1997a,b,c). Soortgelijke effecten werden gevonden wanneer adrenomedullin intracavernosaal werd geïnjecteerd in ratten (Nishimatsu et al., 2001). In geïsoleerde voorgeïncludeerde CC-strips van konijnen, veroorzaakte adrenomedullin een concentratierelatief relaxerend effect (Gokce et al., 2004).

Bivalacqua et al. (2001a) gebruikte adenovirale genoverdracht van prepro-CGRP om de erectiele functie in de bejaarde rat te herstellen en vond een verbetering van de erectiele functie. CGRP was al eerder gesuggereerd om potentieel voor de behandeling van ED te hebben (Stief et al., 1990, 1991; Truss et al., 1994), maar het lijkt niet waarschijnlijk dat adrenomedulline of CGRP klinisch nuttig zijn voor de behandeling van ED.

Nociceptine is een 17-aminozuurpeptide dat structurele homologie deelt met de dynorfinefamilie van peptiden. Het verschilt van andere opioïde peptiden doordat het geen NH heeft2-terminale residu, dat essentieel is voor de activiteit op μ, δ en K opioïde receptoren (Henderson en McKnight, 1997; Calo 'et al., 2000). Het peptide is een endogene ligand voor de wees-opioïde receptor die in verschillende soorten is geïdentificeerd: de menselijke kloon wordt ORL1 genoemd. Het lijkt betrokken te zijn bij een verscheidenheid aan functies (Chiou et al., 2007) en er is aangetoond dat het interfereert met (remming van) dopamine-afgifte in de hersenen (Olianas et al., 2008). Of de laatste actie effecten heeft op erectiele mechanismen of seksueel gedrag is niet bekend.

Champion et al. (1997a) de erectiestoornissen vergeleken met intracavernosale toediening van nociceptine met die van een drievoudige combinatie van geneesmiddelen, VIP, adrenomedulline en een NO-donor bij katten. Nociceptine in doses van 0.3 tot 3 nM veroorzaakte dosisgerelateerde toenames in intracavernosale druk en penislengte vergelijkbaar met die van de drievoudige geneesmiddelencombinatie, maar de duur van de respons was korter. Het lijkt niet waarschijnlijk dat nociceptine een belangrijke rol speelt in erectiele mechanismen of dat de ORL1-receptor een redelijk doelwit is voor geneesmiddelen die de erectiele functie verbeteren.

2. Endocannabinoïden.

Er is weinig informatie over het perifere effect van cannabinoïden op CC-weefsel. Ghasemi et al. (2006) onderzocht het effect van het endogene cannabinoïde anandamide op de relaxatiereacties van NANC op elektrische veldstimulatie in geïsoleerde rat CC. Ze toonden aan dat anandamide een versterkend effect heeft op door NANC gemedieerde relaxatie via zowel CB1 als vanilloïde receptoren. Bovendien toonden ze aan dat de NO-gemedieerde component van de relaxantreacties van NANC op elektrische stimulatie bij deze verbetering is betrokken. Dezelfde groep bestudeerde het effect van biliaire cirrose op NANC-gemedieerde relaxatie van rat CC en de mogelijke rollen van endocannabinoïde en NO-systemen in dit model (Ghasemi et al., 2007). NANC-gemedieerde relaxatie werd versterkt in CC-strips van cirrotische dieren. Anandamide versterkte de relaxaties in beide groepen. Ofwel 1- (2,4-dichloorfenyl) -5- (4-joodfenyl) -4-methyl-N- (1-piperidyl) pyrazol-3-carboxamide (AM251; CB1-receptorantagonist) of capsazepine (transiënte receptorpotentieel vanilloïde 1-receptorantagonist), maar niet 6-jood-2-methyl-1- [2- (4-morfolinyl) ethyl] -1H-indol-3-yl- (4-methoxyfenyl) methanon (AM630; CB2-receptorantagonist), voorkwam de verbeterde relaxaties van cirrotische stroken. Zowel de niet-selectieve NOS-remmer l-NAME en de selectieve neuronale NOS-remmer Nωpropyll-arginine remde relaxaties in beide groepen, maar de cirrotische groepen waren meer resistent tegen de remmende effecten van deze middelen. Ontspanning in reactie op natriumnitroprusside (NO-donor) was vergelijkbaar in weefsels van de twee groepen. De auteurs concludeerden dat cirrose de neurogene relaxatie van CC van rat stimuleert, waarschijnlijk via de NO-route en met cannabinoïde CB1 en transiënte receptorpotentieel vanilloïde 1-receptoren.

Western-blotting van CC-weefsels heeft het bestaan ​​van CB1-receptoren in CC-stroken van ratten- en rhesusapen aangetoond (Gratzke et al., 2010b). In tegenstelling tot het lichaamsweefsel van ratten, werden de relaxantreacties op elektrische stimulatie niet veranderd in de aanwezigheid van anandamide bij 10 nM tot 30 μM in CC-stroken van aap. Verdere studies zijn nodig om de rol van het endocannabinoïdesysteem in erectiel weefsel op te helderen.

3. Tumor Necrose Factor-α.

Reactieve zuurstofverbindingen zijn belangrijke bemiddelaars voor endotheelcelletsel en disfunctie, die de belangrijkste oorzaken zijn van pathofysiologische processen die leiden tot CV-ziekte. Een kandidaat-factor bij het veroorzaken van ROS-productie in endotheelcellen is tumornecrosefactor a (TNF-a). Van TNF-α is aangetoond dat het een belangrijke rol speelt bij CV-ziekte, voornamelijk vanwege de directe effecten op de vasculatuur (Chen et al., 2008; Zhang et al., 2009a), en mogelijk ook betrokken bij ED, omdat hoge niveaus van TNF-α werden aangetoond bij patiënten met ED (Carneiro et al., 2010). Van TNF-aoK muizen werd gevonden dat ze veranderingen in cavernosale reactiviteit vertonen die erectiele reacties zouden vergemakkelijken. Aldus vertoonden de dieren afgenomen responsen op adrenergische zenuwstimulatie en verhoogde NANC- en endotheel-afhankelijke relaxatie die geassocieerd waren met verhoogde corporale eNOS- en nNOS-eiwitniveaus (Carneiro et al., 2009). TNF-α verstoorde endotheel-afhankelijke en NO-gemedieerde vasodilatie in verschillende vaatbedden (Chen et al., 2008; Zhang et al., 2009a), en een sleutelrol voor TNF-α bij het mediëren van endotheliale disfunctie bij ED is gesuggereerd (Carneiro et al., 2009). Blokkering van TNF-a-acties (die klinisch mogelijk is) kan theoretisch een alternatieve therapeutische benadering voor erectiestoornissen zijn, in het bijzonder in pathologische toestanden die geassocieerd zijn met verhoogde niveaus van dit cytokine. Of TNF-α een behandelingsalternatief kan zijn in dergelijke gevallen van ED moet nog worden vastgesteld.

Behandeling met TNF-a-antagonisten is echter niet zonder problemen. Ervaringen uit de behandeling van andere aandoeningen dan ED hebben aangetoond dat een derde van de patiënten om verschillende redenen niet op de behandeling reageert (Desroches et al., 2010).

VI. Impulsoverdracht

A. Elektrofysiologie

In vivo.

CC-weefsel roept elektrische golven op die van diagnostisch belang lijken te zijn bij de evaluatie van ED. Het was echter moeilijk om de stoornis van de cavernosale zenuw bij patiënten te diagnosticeren. Electrocavernosografie heeft de potentie om te functioneren als een onderzoeksinstrument bij het diagnosticeren van verschillende soorten ED (Wagner et al., 1989; Sasso et al., 1996; Shafik et al., 2004a,b). Vooruitgang in klinische elektrofysiologie maakt nu consistente registratie van intrapenile elektrische activiteit mogelijk. Een veelbelovende methode is cavernosale activiteit, die kan worden geregistreerd na een korte, verrassende stimulus (Yang et al., 2008; Yilmaz et al., 2009).

In vitro.

Een verscheidenheid aan ionenkanalen is geïdentificeerd in CC-gladde spiercellen, maar er zijn weinig elektrofysiologische onderzoeken geweest van de preparaties van de gehele corpora van glad spierweefsel (Andersson, 2001). In het proximale deel van de rat corpus spongiosum (penisbol), Hashitani (2000) aangetoond spontane actiepotentialen in de binnenste spierlaag. Aan de andere kant konden geen actiepotentialen worden gedetecteerd door elektrofysiologisch onderzoek van gekweekte menselijke CC-gladde spiercellen (Christ et al., 1993). Als dit ook voor de cellen in vivo geldt, vraagt ​​het om een ​​alternatief mechanisme voor impulspropagatie. Tussenovergangen kunnen een dergelijk mechanisme verschaffen.

Zoals onderstreept door Christus (2000), signaaltransductie in corporale gladde spier is meer een netwerkgebeurtenis dan de eenvoudige activering van een fysiologische cascade of route in individuele myocyten. Spleetovergangen kunnen bijdragen aan de modulatie van de corporale gladde spiertonus en dus de erectiele capaciteit, en intercellulaire communicatie via gap junctions kan de corpora voorzien van een significante "veiligheidsfactor" of capaciteit voor plasticiteit / aanpassingsvermogen van erectiele responsen.

Coördinatie van activiteit tussen de corporale gladde spiercellen is een belangrijke voorwaarde voor een normale erectiele functie. Het autonome zenuwstelsel speelt een belangrijke rol in dit proces door een heterogene neurale input aan de penis te leveren. Bijvoorbeeld, de activiteit van de verschillende delen van het autonome zenuwstelsel verschilt dramatisch tijdens erectie, detumescentie en slapheid (Becker et al., 2000). De rol van het autonome zenuwstelsel in de normale penisfunctie moet worden gecoördineerd; de brandsnelheid van het autonome zenuwstelsel, de myocyt-prikkelbaarheid, signaaltransductieprocessen en de mate van cel-celcommunicatie tussen corporale gladde spiercellen moeten zorgvuldig worden geïntegreerd om een ​​normale erectiele functie te verzekeren.

VII. Excitatie-contractiekoppeling

A. Ionische distributie

De verdeling van ionen over het corporale gladde spiercelmembraan is belangrijk voor het begrip van de ionenkanaalfunctie. Samen met het rustende membraanpotentiaal van de corporale gladde spiercel bepaalt deze verdeling uiteindelijk de richting van de ionenstroom tijdens de opening van een bepaald ionkanaal. Deze ionische gradiënten worden onderhouden door een reeks actieve membraanionenpompen en cotransporters en zijn van cruciaal belang voor de normale functie van de corporale gladde spiercel.

B. K+ Kanalen

Ten minste vier verschillende K+ stromingen zijn beschreven in humane corporale glad spierweefsel (Christus, 2000): 1) een calciumgevoelige maxi-K (dwz BKCa) kanaal, 2) een metabolisch gereguleerd K-kanaal (dwz KATP), 3) een vertraagd gelijkrichterkanaal (bijv. KDR) en 4) een K-stroom van het "A" -type. De BKCa kanaal en de KATP kanaal (Baukrowitz en Fakler, 2000; Archer, 2002) zijn het best gekarakteriseerd en waarschijnlijk het meest fysiologisch relevant.

De verdeling van K+ over het corporale gladde spiercelmembraan zorgt ervoor dat de opening van kaliumkanalen zal leiden tot efflux van K+ van de gladde spiercel, langs de elektrochemische gradiënt. De beweging van positieve lading uit de cel resulteert in hyperpolarisatie en een remmend effect op transmembraan Ca2+-flux door spanningsafhankelijke Ca2+ kanalen (VDCC's).

1. De BKCa Kanaal.

De BKCa kanaal is goed gekarakteriseerd in zowel de corporale gladde spieren van de mens als van de rat (Wang et al., 2000; Archer, 2002). BKCa kanalen worden gevormd door twee subeenheden: een porievormende a-subunit en een modulerende transmembraanp-subeenheid. BKCa kanaal-mRNA en -eiwit zijn gedetecteerd in zowel vers geïsoleerde menselijke corporale weefsels als gekweekte corporale gladde spiercellen (Christ et al., 1999). Consistent met dergelijke waarnemingen, de enkelkanaals conductantie (≈180 pS), de buitenwaartse stromen van de gehele cel en de spannings- en calciumgevoeligheid van de KCa kanaal zijn opmerkelijk vergelijkbaar bij het vergelijken van verzamelde gegevens met patch clamp-technieken op vers geïsoleerde corporale gladde spiermyocyten versus vergelijkbare experimenten met explant gekweekte corporale gladde spiercellen op korte termijn (Fan et al., 1995; Lee et al., 1999a,b).

De BKCa kanaal lijkt een belangrijk convergentiepunt te zijn bij het moduleren van de mate van samentrekking van corporale gladde spieren. De activiteit van dit kanaal is toegenomen na cellulaire activering van de cAMP-route door 8-bromo-cAMP of PGE1 (Lee et al., 1999a) of de cGMP-route door 8-bromo-cGMP (Wang et al., 2000). Het lijkt duidelijk dat de twee meest fysiologisch relevante endogene second-messenger-paden handelen om de corporale gladde spiertonus te moduleren (dat wil zeggen ontspanning opwekken), tenminste gedeeltelijk, via activering van de BKCa kanaalsubtype. De resulterende hyperpolarisatie is op zijn beurt gekoppeld aan verminderde transmembraan calciumflux door L-type VDCC's en uiteindelijk relaxatie van glad spierweefsel.

De functionele rol van BK-kanalen in de CC is onderzocht door Werner et al. (2005), met behulp van een knock-out muis zonder de Slo gen (Slo(- / -)) verantwoordelijk voor de porievormende subeenheid van het BK-kanaal. CCSM-strips van Slo(- / -) muizen vertoonden een viervoudige toename in fasische samentrekkingen, in de aanwezigheid van fenylefrine. Door zenuw opgewekte relaxaties van vooraf samengetrokken strips werden verminderd met 50%, beide in strips van Slo(- / -) muizen en door BK-kanalen te blokkeren met iberiotoxine in de Slo+ / + strips. In overeenstemming met de in-vitro-resultaten vertoonde de intracavernosale druk in vivo uitgesproken oscillaties in Slo(- / -) muizen, maar niet in Slo+ / + muizen. Bovendien nam de intracavernosale druk toe tot de zenuwstimulatie, in vivo werden ze met 22% verlaagd Slo(- / -) muizen. Deze resultaten geven aan dat het BK-kanaal een belangrijke rol speelt bij de erectiele functie en verlies van het BK-kanaal leidt tot erectiestoornissen. Ondersteunend dit beeld leidde intracavernosale injectie van cDNA dat codeert voor het menselijke BK-kanaal tot een omkering van erectiestoornissen bij oude of diabetische ratten en bij atherosclerotische apen (Christ et al., 1998; Christ et al., 2004, 2009). Deze studies ondersteunen het idee dat BK wordt opgehevenCa- kanaalexpressie kan de erectiele functie herstellen na door ouderdom of ziekte geïnduceerde achteruitgang. Opening van BKCa kanalen zou een alternatieve manier zijn om een ​​onvoldoende erectiele functie te herstellen (bijv. Boy et al., 2004). Kun et al. (2009) gevonden dat NS11021 (1- (3,5-Bis-trifluormethylfenyl) -3- [4-bromo-2- (1H-tetrazol-5-yl) -fenyl] -thioureum), een nieuwe opener van BKCa kanalen veroorzaakten ontspanning van zowel intracavernosale slagaders als CC-strips, voornamelijk door opening van BKCa kanalen. Het was ook effectief bij het faciliteren van erectiele reacties bij onder narcose gebrachte ratten. Deze resultaten suggereren een potentieel voor gebruik van BKCa openers in de behandeling van ED. Tot nu toe zijn echter geen succesvolle klinische resultaten gepubliceerd.

2. De KATP Kanaal.

Western-blots op geïsoleerde weefselstrips en immunocytochemie van gekweekte corporale gladde spiercellen, met behulp van antilichamen tegen de KATP kanaal, hebben de aanwezigheid van de K gedocumenteerdATP kanaal eiwit (Christ et al., 1999). KATP kanalen worden verondersteld te zijn samengesteld uit twee eiwitten: (1) een naar binnen gerichte rectificerende K + -kanaalsubeenheid (Kir; die dient als de kanaalporie) en (2) een sulfonylureumreceptor (SUR). In de menselijke corporale gladde spier de KATP kanaal zijn samengesteld uit de heteromultimers van Kir6.1 en Kir6.2 (Insuk et al., 2003). Experimenten met vers geïsoleerde corporale gladde spiercellen hebben de aanwezigheid van twee verschillende voor ATP gevoelige K gedocumenteerd+ stromingen in gekweekte en vers gedissocieerde menselijke corporale gladde spiercellen (Lee et al., 1999a). Overeenstemmend met waarnemingen op het niveau van een enkel kanaal, documenteerden klemcelstudies met hele cellen een significante, glibenclamidegevoelige toename van de gehele cel naar buiten K+ stromen in de aanwezigheid van de K-kanaalmodulator levcromakalim (zie Lee et al., 1999a). Deze gegevens, variërend van het moleculaire, door het cellulaire en volledige weefselniveau, documenteren duidelijk de aanwezigheid en fysiologische relevantie van de KATP kanaalsubtype (s) voor de modulatie van de tonale spiertoon van de mens. Verschillende studies hebben gedocumenteerd dat K-kanaalmodulatoren, vermeende activatoren van de KATP kanaal, een concentratie-afhankelijke relaxatie van geïsoleerde menselijke corporale gladde spieren opwekken (Andersson, 1992, 2001). Hoewel activering van de KATP Er is gesuggereerd dat kanaal betrokken is bij de werking van yohimbine (Freitas et al., 2009), fentolamine (Silva et al., 2005) en testosteron (Yildiz et al., 2009) op cavernosale weefsels is het belang van deze bijdrage voor de totale effecten van deze middelen op erectiele mechanismen niet vastgesteld.

3. Calciumkanalen.

De verdeling van Ca2+ ionen in het CC-gladde spiercelmembraan zorgen ervoor dat Ca2+ kanalen zullen leiden tot instroom van Ca2+ ionen in de CC-gladde spiercel langs hun elektrochemische gradiënt. De beweging van positieve lading in de gladde spiercel heeft het tegenovergestelde effect van de beweging van K+ uit de cel, en daarom zal leiden tot depolarisatie. Verschillende studies hebben het belang van continu transmembraan Ca gedocumenteerd2+ influx door L-type voltageVDCC's naar de aanhoudende contractie van menselijke CC-gladde spieren (Andersson, 2001). Er lijkt maar één gepubliceerd rapport van binnenkomende Ca te zijn2+ stromingen in CC-gladde spieren met behulp van directe patch-clamp-methoden (Noack en Noack, 1997). Echter, veel van de meest dwingende mechanistische gegevens over de rol van Ca2+ kanalen voor het moduleren van de menselijke CC-gladde spierspanning zijn vastgesteld met behulp van digitale beeldvormingsmicroscopie van Fura-2 geladen gekweekte CC-gladde spiercellen. Deze onderzoeken hebben sterk bewijs geleverd voor de aanwezigheid en fysiologische relevantie van transmembraan Ca2+ flux door het spanningsafhankelijke calciumkanaal van het L-type in reactie op cellulaire activering met bijvoorbeeld ET-1 (ETA / B receptorsubtype) en fenylefrine (a1-adrenergische receptor-subtype) (Christ et al., 1992b; Zhao en Christus, 1995; Staerman et al., 1997). Nifedipine-gevoelig Ca2+ stromen zijn geregistreerd uit geïsoleerde CC-gladde spiercellen van konijnen (Craven et al., 2004), wat suggereert dat de individuele cellen mogelijk actiepotentialen kunnen genereren door het openen van L-type Ca2+ kanalen.

Het feit dat remmers van spanningsafhankelijke calciumkanalen van het L-type spontane samentrekkingen in geïsoleerde stroken CC remmen, komt overeen met het idee dat Ca2+ influx via dit pad is belangrijk voor het genereren van toonsoorten. Het vermogen van CC, mens, konijn en rat om fasische samentrekkingen en fasische elektrische activiteit te ontwikkelen (bijv. Hashitani et al., 2005), suggereert dat de intracellulaire Ca2+ niveaus zijn oscillerend. Dit werd bevestigd in een onderzoek van Sergeant et al. (2009) waarin spontaan Ca2+ Er werd aangetoond dat golven werden gegenereerd in zowel afzonderlijke gladde CC-spiercellen als in intacte plakjes CC-weefsel, waarbij bursts van Ca2+ signalen konden worden gezien om zowel fasische als tonische componenten van contractie te activeren. Deze "pacemaker" -activiteit is waarschijnlijk van primair belang voor de normale functie van de CC, omdat werd aangetoond dat deze in verband werd gebracht met weefselcontractie en werd geremd door de NO / cGMP-route.

McCloskey et al. (2009) bestudeerde VDCC's in CC-myocyten van konijnen, enzymatisch gedispergeerd voor patch-clamp-opname en confocaal Ca2+ in beeld brengen. Ze ontdekten dat de geïsoleerde myocyten robuuste VDCC's ontwikkelden die in twee componenten konden worden gescheiden, één een L-type Ca2+stroom en de andere een vermeende stroom van het T-type. De L-stroom vergemakkelijkte de conversie van lokaal Ca2+ evenementen naar mondiaal Ca2+ golven, terwijl de vermeende T-stroom een ​​kleine rol leek te spelen in dit proces. Deze bevindingen bevestigen die van Zeng et al. (2005) aantonen dat menselijke CC-cellen T-type (a2G) Ca tot expressie brengen2+ kanalen die betrokken zijn bij het onderhoud [Ca2+] homeostase.

4. Chloride Channels.

De bijdrage van chloridekanalen / stromen aan de modulatie van de tonale spiertint van de mens is minder goed begrepen dan die van de andere ionenkanalen. Studies van calcium-geactiveerde Cl- (ClCa) functie in de gladde spier van CC hebben aangetoond dat deze kanalen betrokken zijn bij zowel het behoud van spontane tonus en de contractiele respons op noradrenaline en andere agonisten (Fan et al., 1999; Karkanis et al., 2003; Craven et al., 2004; Williams en Sims., 2007; Chu en Adaikan, 2008; Chung et al., 2009b). Karkanis et al. (2003) vertoonde een excitatory calcium ClCa stroom in zowel de lichaamseigen myocyten van de mens als van de rat. Deze stroom werd geactiveerd door agonist-geïnduceerde Ca2+ vrijgave uit winkels en treedt ook op als spontane voorbijgaande stromen, die meestal worden veroorzaakt door Ca2+ vonken. clCa kanaalblokkers verbeterden en verlengden de stijging van de druk na cavernosale zenuwstimulatie, wat aangeeft dat Cl- stroom draagt ​​bij aan de regulatie van intracavernosale druk. Craven et al. (2004) stelde voor dat Ca2+ geactiveerde Cl- stromingen liggen ten grondslag aan de demptoon in de CC, en modulatie van dit mechanisme door de NO-cGMP-route is belangrijk tijdens de erectie van de penis. Ter ondersteuning van deze opmerkingen, Williams en Sims (2007) aangetoond dat dat Ca2+ vonken in CC ontstaan ​​uit Ca2+ vrijkomen door ryanodine-receptoren en aanleiding geven tot ClCa stroom. Ze toonden ook fysiologische regulatie van de vonkfrequentie met depolarisatie als gevolg van spanningsafhankelijke Ca2+ binnenkomst. Deze resultaten werden bevestigd door Sergeant et al. et al. (2009), onthullend dat elk van de Ca2+ golven waren geassocieerd met een binnenwaartse stroom die typisch is voor de Ca2 + -geactiveerde Cl- stromen ontwikkeld door deze cellen. De golven hingen af ​​van een intact sarcoplasmatisch reticulum Ca2+ opslag, omdat ze werden geblokkeerd door cyclopiazonzuur en middelen die interfereren met ryanodine-receptoren en IP3-gemedieerde Ca2+ vrij. Chu en Adaikan (2008) onderstreepte het belang van Cl- stromingen als een mechanisme voor het handhaven van CC-toon geproduceerd door adrenerge en verschillende endogene constrictors in strips van konijn CC. Ze stelden voor dat de modulatie van Cl-1 stroom kan een aantrekkelijke en effectieve aanpak zijn om de erectie van de penis te reguleren. Bij ratten, Chung et al. (2009b) voerde een in vivo onderzoek uit naar de functionele rol van chloridekanalen bij het reguleren van erectiele activiteit en concludeerde dat chloridekanalen een belangrijke rol kunnen spelen in de regulatie van CC-toon.

E. Contractile Machinery

1. Contractie.

Over het algemeen wordt contractie van gladde spieren gecontroleerd door Ca2+ en Rho-kinase-signaleringsroutes (Berridge, 2008). Veranderingen in het sarcoplasmatische Ca2+ concentratie, en daardoor in de contractiele toestand van de gladde spiercel, kan voorkomen met of zonder veranderingen in het membraanpotentiaal (Somlyo en Somlyo, 1994, 2000; Stief et al., 1997; Berridge, 2008) (Fig 6). Actiepotentialen of langdurige veranderingen in het rustende membraan depolariseren de membraanpotentiaal, waardoor aldus L-type Ca met spanning wordt geopend2+ kanalen (Kuriyama et al., 1998). Aldus, Ca2+ komt het sarcoplasma binnen dat wordt aangestuurd door de concentratiegradiënt en veroorzaakt samentrekking. Membraankanalen anders dan Ca2+ kanalen kunnen ook veranderingen in de membraanpotentiaal veroorzaken. Opening van K+ kanalen kunnen hyperpolarisatie van het celmembraan veroorzaken. Deze hyperpolarisatie inactiveert de L-type calciumkanalen, resulterend in een afgenomen Ca2+ instroom en daaropvolgende relaxatie van de gladde spieren.

Fig. 6.   

Bekijk grotere versie:   

Fig. 6.   

Activeringsroutes in gladde spieren van de penis. Volgens Berridge (2008)bijvoorbeeld, noradrenaline heeft twee twee hoofdacties. Het genereert IP3, dat een cytosolisch Ca activeert2+ oscillator. Het activeert ook de Rho / Rho-kinase-signaleringsroute om de Ca te verhogen2+ gevoeligheid van de contractiele machines. Bovendien is de Ca2+ overgangen activeren Ca2+-gevoelige chloridekanalen die resulteren in membraandepolarisatie om via spanning bediende kanalen te activeren. Dit introduceert Ca2+ om de oscillator te moduleren en creëert ook een stroom van stroom om de oscillerende activiteit van naburige cellen mee te slepen om rekening te houden met de manier waarop deze corpora cavernosa-cellen bijna eenstemmig met elkaar samentrekken. A, agonist; R, receptor; PLC, fosfolipase C; DAG, diacylglycerol; CPI-17, proteïne-kinase C-gepotentieerde remmer van myosinefosfatase; SR, sarcoplasmatisch reticulum; CIC, calcium-geïnduceerde calciumafgifte; RyR, ryanodine receptor.

Think Berridge (2008), de ritmische contracties van CC-gladde spieren zijn afhankelijk van een endogene pacemaker aangedreven door een cytosolisch Ca2+ oscillator die verantwoordelijk is voor de periodieke vrijgave van Ca2+ van het sarcoplasmatisch reticulum (intracellulair compartiment voor Ca2+ opslag). De periodieke pulsen van Ca2+ vaak membraandepolarisatie veroorzaken; dit maakt geen deel uit van het primaire activeringsmechanisme, maar heeft een secundaire rol om het oscillatiemechanisme te synchroniseren en te versterken. Neurotransmitters en hormonen werken door de frequentie van de cytosoloscillator te moduleren.

De belangrijkste mechanismen die betrokken zijn bij contracties van glad spierweefsel, niet geassocieerd met veranderingen in membraanpotentiaal, zijn de afgifte van IP3 en de regulering van Ca2+ gevoeligheid. Beide mechanismen kunnen belangrijk zijn voor de activering van CC-glad spierweefsel. Met betrekking tot de fysiologisch belangrijke fosfatidylinositol cascade, zijn veel agonisten (bijv. Α1-AR-agonisten, ACh, angiotensinen, vasopressine) binden aan specifieke membraangebonden receptoren die zijn gekoppeld aan fosfoinositide-specifieke fosfolipase C via GTP-bindende eiwitten. Fosfolipase C hydrolyseert vervolgens fosfatidylinositol 4,5-bifosfaat tot 1,2-diacylglycerol (dit activeert PKC) en IP3. De in water oplosbare IP3 bindt aan zijn specifieke receptor op het membraan van het sarcoplasmatisch reticulum, waardoor deze Ca2+ kanaal. Omdat de Ca2+concentratie in het sarcoplasmatisch reticulum is ongeveer 1 mM, Ca2+ wordt dus in het sarcoplasma gedreven door de concentratiegradiënt, waardoor de samentrekking van de gladde spieren wordt geïnduceerd. Deze toename in sarcoplasmatisch Ca2+ concentratie kan een afzonderlijke Ca activeren2+ afgiftekanaal van het sarcoplasmatisch reticulum (dwz het ryanodine receptor-geopereerde kanaal), wat leidt tot een verdere toename van de Ca2+concentratie van het sarcoplasma (Somlyo en Somlyo, 1994, 2000; Karaki et al., 1997).

Zoals in de gestreepte spier, de hoeveelheid intracellulair vrij Ca2+ is de sleutel tot regulatie van de tonus van de gladde spier. In de rusttoestand is het niveau van sarcoplasmatisch vrij Ca2+ bedraagt ​​ongeveer ≈100 nM, terwijl in de extracellulaire vloeistof, het niveau van Ca2+ ligt in het bereik van 1.5 tot 2 mM. Het celmembraan Ca2+ pomp en de Na+/ Ca2+ wisselaar handhaaft dit 10,000-vouwverloop. Neuronale of hormonale stimulatie kan Ca openen2+ kanalen, resulterend in Ca2+ toegang tot het sarcoplasma tot de concentratiegradiënt. Een vrij bescheiden toename van het niveau van vrij sarcoplasmatisch Ca2+ met een factor 3 tot 5 tot 550 tot 700 nM activeert vervolgens myosinefosforylatie en daaropvolgende samentrekking van glad spierweefsel.

In de gladde spiercel, Ca2+ bindt aan calmodulin, wat in tegenstelling is met dwarsgestreepte spieren, waar intracellulaire Ca2+ bindt aan het met dunne filamenten geassocieerde eiwit troponine (Chacko en Longhurst, 1994; Karaki et al., 1997). De Ca2+-calmodulinencomplex activeert myosine lichte keten kinase (MLCK) door associatie met de katalytische subeenheid van het enzym. Het actieve MLCK katalyseert de fosforylatie van de regulerende lichte keten-subeenheden van myosine (MLC20). Gefosforyleerde MLC20 activeert myosine ATPase, waardoor cyclussen van de myosinekoppen (kruisbruggen) langs de actinefilamenten worden teweeggebracht, resulterend in samentrekking van de gladde spier. Een afname van het intracellulaire niveau van Ca2+ induceert een dissociatie van de Ca2-calmoduline MLCK-complex, resulterend in defosforylatie van de MLC20 door myosine-fosfatase met lichte keten en ontspanning van de gladde spier (Somlyo en Somlyo, 1994, 2000; Karaki et al., 1997; Hirano, 2007).

Bij CC-gladde spieren, die in tegenstelling tot de meeste gladde spieren de meeste tijd in de samengetrokken toestand doorbrengen, werd een algehele myosine-isovensamenstelling gevonden die lag tussen de gladde spieren van de aorta en de blaas, die over het algemeen tonische en faseachtige kenmerken vertonen, respectievelijk (DiSanto et al., 1998; Berridge, 2008). Smooth-muscle myosine is samengesteld uit een paar myosine zware ketens en twee paren myosine lichte ketens (MLC17 en MLC20) die innig met elkaar verweven zijn. Er is aangetoond dat myosine zware keten pre-mRNA alternatief is gesplitst om isovormen te genereren die bekend staan ​​als SM-A en SM-B. De SM-B-isovorm wordt voornamelijk aangetroffen in SM's die een meer fasisch contractiel karakter vertonen (bijv. De urineblaas), terwijl de SM-A-isovorm wordt aangetroffen in meer SM van het type tonus (bijv. Aorta). DiSanto et al. (1998) hebben aangetoond dat de CC-gladde spier een samenstelling van de isovorm van myosine heeft die enigszins tussen de blaas en de aorta SM ligt. Zhang et al. (2009b) onderzocht de effecten van blebbistatin, een kleine cel-permeabele molecule oorspronkelijk gerapporteerd als een selectieve remmer van myosine II-isovormen. Blebbistatin volledig ontspannen menselijke CC vooraf gefixeerd met fenylefrine op een dosisafhankelijke manier. Maximale ICP en ICP / gemiddelde arteriële druk werden dosisafhankelijk verhoogd door intracavernosale blebbistatin-injecties. Deze resultaten van Zhang et al., (2009b) suggereerde een belangrijke rol voor het gladde contractiele apparaat in het moleculaire mechanisme van erectie en suggereerde de mogelijkheid van blebbistatinebinding op myosine II als een therapeutische behandeling voor ED door het richten van SM-contractiele routes.

In gladde spieren, de kracht / Ca2+ de verhouding is variabel en hangt gedeeltelijk af van specifieke activeringsmechanismen. A-AR-agonisten induceren bijvoorbeeld een hogere kracht / Ca2+ verhouding dan een depolarisatie-geïnduceerde toename (dwz KCl) in intracellulair Ca2+, suggererend een "Ca2+-sensitizing "effect van agonisten. Verder is aangetoond dat bij een constante sarcoplasmatische Ca2+ niveau, krachtdaling ("Ca2+-desensibilisatie ") kan worden waargenomen. Het is algemeen aanvaard dat de belangrijkste speler in "calciumsensibilisatie" de MLC is20 fosforylatie-afhankelijk mechanisme. Dus de balans tussen routes die leiden tot een toename van MLC20 fosforylering en die welke leiden tot een afname van MLC20 fosforylering bepaalt de mate van "calciumsensibilisatie" (Hirano, 2007).

een. De RhoA / Rho-kinaseweg.

Calciumsensibilisatie wordt veroorzaakt door agonistactivering van heterotrimere G-eiwit-gekoppelde receptoren, leidend tot de uitwisseling van GDP voor GTP op het kleine monomere GTPase RhoA. Deze gebeurtenis lokt activatie van RhoA uit en wordt gekatalyseerd door de guanine nucleotide-uitwisselingsfactoren, die dissociatie van RhoA van zijn bindingspartner, Rho-guanine dissociatie-inhibitor, veroorzaken. Als gevolg hiervan transloceert RhoA van het cytosol naar het membraan, waardoor stroomafwaartse activering van verschillende effectoren zoals Rho-kinase mogelijk wordt. Fosforylatie van de regulerende subeenheid van MLC-fosfatase door Rho-kinase veroorzaakt remming van fosfataseactiviteit, die de contractierespons bij een constante intracellulaire calciumconcentratie verhoogt (Hirano, 2007).

Deze calciumsensibiliserende RhoA / Rho-kinaseweg kan een synergetische rol spelen in cavernosale vasoconstrictie om de slaplijzigheid van de penis te behouden (Andersson, 2003; Jin en Burnett, 2006). Hoewel Rho-kinase-eiwit en mRNA zijn gedetecteerd in CC-weefsel, is de exacte rol van Rho-kinase in de regulatie van CC-toon nog niet vastgesteld. Gebruik van de Rho-kinase-antagonist trans-4 - [(1R) -1-aminoethyl] -N-4-pyridinylcyclohexaancarboxamide dihydrochloride (Y-27,632) Chitaley et al. (2001) ontdekte dat Rho-kinase-antagonisme de erectie van rattenpeniliteit onafhankelijk van NO stimuleerde en suggereerde dat dit principe een mogelijke alternatieve manier zou kunnen zijn voor de behandeling van ED. Verhoogde RhoA / Rho-kinase-activiteit kan leiden tot abnormale contractiliteit van de CC en bijdragen aan de pathogenese van ziekten zoals diabetes en hypertensie, en mogelijk aan andere aandoeningen die verband houden met ED, zoals hypogonadisme en veroudering (Andersson, 2003; Jin et al., 2006). Verschillende studies hebben gesuggereerd dat NO de RhoA / Rho-kinaseactiviteit remt (Sauzeau et al., 2000, 2003; Sawada et al., 2001). Bivalacqua et al. (2007a) evalueerde de regulerende invloed van endotheliaal NO op de basale functionele toestanden van de NO- en RhoA / Rho-kinase-signaleringsroutes in de penis met behulp van eNOS-mutante muizen en eNOS-genoverdrachtstechnologie. Ze vonden dat eNOS in het CC van mutanten significante reducties in NOS-activiteit, cGMP-concentratie, cGK-activiteit, Rho-kinaseactiviteit en p-myosinefosfatase-doelwit-1-expressie zonder significante veranderingen in geactiveerde RhoA- of in RhoA- en Rho-kinase-a- en -β-eiwitexpressies. Na eNOS-genoverdracht aan mutante dieren waren de Rho-kinase-P- en p-myosinefosfatasedoel-1-expressies en de totale Rho-kinaseactiviteit significant verhoogd ten opzichte van basislijnniveaus. Zij concludeerden dat endotheliale NO een rol speelt in de penis als regulator van de basale signaleringsfuncties van de NO en RhoA / Rho kinase erectie mediërende routes. Priviero et al. (2010), hypothese dat basale afgifte van NO uit endotheelcellen contractiele activiteit in het CC moduleert via remming van de RhoA / Rho-kinase-signaleringsroute, kwam tot een vergelijkbare conclusie. Gebaseerd op experimenten met eNOS en nNOS KO muizen, suggereerden ze dat er een basale afgifte van NO is van endotheelcellen, die contracties gemedieerd door de RhoA / Rho-kinaseweg remmen en de expressie van eiwitten die verwant zijn aan deze route in muizen-CC moduleert.

Verschillende studies hebben aangetoond dat er in pathologische omstandigheden een disbalans bestaat ten gunste van het verhogen van de RhoA / Rho-kinaseweg [bijv. Diabetische ratten (Bivalacqua et al., 2004) en veroudering (Jin et al., 2006)]. Een van de voorgestelde mechanismen die verantwoordelijk zijn voor diabetesgerelateerde ED is overactiviteit van RhoA / Rho-kinase-signalering, zoals blijkt uit experimentele diabetesmodellen. Vignozzi et al. (2007) ontdekte dat overexpressie van RhoA / Rho-kinasesignalering bijdraagt ​​aan diabetesgerelateerde ED. Ze bestudeerden het effect van testosteron op RhoA / Rho-kinase-signalering als respons op de selectieve Rho-kinase-remmer Y-27,632 in vitro (konijnen) en in vivo (ratten) met chemisch geïnduceerde diabetes. In beide modellen werd hypogonadisme met verlaagde testosteronspiegels waargenomen. Rho-kinase 1-eiwitexpressie, zoals geëvalueerd door Western blot-analyse en immunohistochemische analyse, was verhoogd in de penes van dieren met diabetes en genormaliseerd met testosteron. Er werd geconcludeerd dat het behandelen van hypogonadisme in de loop van diabetes door het normaliseren van RhoA / Rho-kinase-pathway op-regulatie de erectiele functie kan behouden. Morelli et al. (2009) onderzocht of atorvastatine, een statine, diabetes gerelateerde ED verbetert. Streptozotocine-geïnduceerde (8 weken) diabetische ratten en alloxan-geïnduceerde (8 weken) diabetische konijnen ontvingen atorvastatine (5 mg / kg dagelijks) gedurende de laatste 2 weken. In beide diabetische modellen beïnvloedde atorvastatine noch glycemie, lipide-plasmaspiegels noch de hypogonadale toestand. Bij diabetische ratten verbeterde atorvastatine de erectiele respons op elektrische stimulatie van de cavernosale zenuw en het genormaliseerde sildenafil-effect op de erectiele functie, die duidelijk werd verminderd door diabetes. In penisweefsel van diabetische dieren herstelde atorvastatine de door diabetes veroorzaakte overgevoeligheid voor Y-27632 volledig en verhinderde translocatie / activatie van RhoA-membraan. Morelli et al. (2009) concludeerde dat atorvastatine de diabetesgerelateerde ED verbeterde en de sildenafil-respons herstelde, hoogstwaarschijnlijk door remming van RhoA / Rho-kinasesignalering. Gao et al. (2007) suggereerde dat een gestoorde erectiele functie met veroudering in SD-ratten geassocieerd is met de onbalans tussen de nNOS- en Rho-kinaseactiviteit en dat de Rho-kinase-remmer, Y-27632, de erectiele functie in oude SD-ratten zou kunnen verbeteren door deze onevenwichtigheid aan te passen. Park et al. (2006) onderzocht of langdurige behandeling met de orale Rho-kinase-inhibitor fasudil de ontwikkeling van zowel vasculogene ED- als bekkenatherosclerose in een ratmodel kon voorkomen. Zij vonden dat de Rho / Rho-kinase-route aanzienlijk betrokken is bij de ontwikkeling van ED en bekken-atherosclerose, die beide kunnen worden voorkomen door langdurige behandeling met fasudil.

In theorie is onderdrukking van een verhoogde RhoA / Rho-kinase-activiteit een aantrekkelijk therapeutisch principe bij ED. Het alomtegenwoordige voorkomen van de RhoA / Rho-kinase-route beperkt echter het gebruik van Rho-kinase-remmers. Als regulatoren van RhoA / Rho-kinase die uniek in penisweefsel tot expressie worden gebracht, kunnen worden aangetoond, kunnen ze doelwitten voor geneesmiddelen zijn. Dit kan mogelijk leiden tot de ontwikkeling van nieuwe therapeutische middelen voor de behandeling van ED.

2. Ontspanning.

Net als bij andere gladde spieren wordt CC-relaxatie van glad spierweefsel gemedieerd via de intracellulaire cyclische nucleotide / proteïne kinase-boodschappersystemen. Via specifieke receptoren activeren agonisten membraangebonden adenylylcyclase, dat cAMP genereert. cAMP activeert dan proteïnekinase A (cAK) en, in mindere mate, cGK. ANF ​​handelt via pGC (Lucas et al., 2000), terwijl NO sGC stimuleert; beide genereren cGMP, wat cGKI en in mindere mate cAK activeert. Geactiveerde cGKI en cAK fosforylaat fosfolamban, een eiwit dat normaal de Ca remt2+ pomp in het membraan van het sarcoplasmatisch reticulum. De Ca2+ pomp wordt vervolgens geactiveerd en dientengevolge het niveau van vrij cytoplasmatisch Ca2+ is verminderd, resulterend in relaxatie van de gladde spieren. Op dezelfde manier activeren de eiwitkinasen het celmembraan Ca2+ pomp, leidend tot een verlaagd sarcoplasmatisch Ca2+ concentratie en latere ontspanning (Somlyo en Somlyo, 1994, 2000; Karaki et al., 1997; Berridge, 2008). Hashitani et al. (2002) suggereerde dat de gevoeligheid van contractiele eiwitten voor Ca2+ kan het belangrijkste mechanisme zijn van NO-geïnduceerde relaxatie in CC-glad spierweefsel. In de CC-gladde spier van de cavia ontdekten ze dat bij NA-voorbereide preparaten de NO-donor SIN-1 80% van de contractie remde en afnam [Ca2+]i door 20%. Daarentegen verminderde de calciumantagonist nifedipine [Ca2+]i door 80%, terwijl het niveau van contractie met slechts 20% was afgenomen. In preparaten met een hoog kaliumgehalte die vooraf waren gecontraheerd, remde SIN-1 80% van de contractie en verminderde het2+]i met 20%.

VIII. Farmacologie van huidige en toekomstige therapieën

A. Risicofactoren en -omstandigheden in verband met erectiestoornissen

ED wordt vaak ingedeeld in vier verschillende types: psychogeen, vasculogene of organisch, neurologisch en endocrinologisch (Lue, 2000; Lasker et al., 2010). Het kan iatrogeen zijn (bijv. Na radicale prostatectomie) of een bijwerking zijn van verschillende farmacologische behandelingen (Erdemir et al., 2008; Kennedy en Rizvi, 2009). Hoewel het moeilijk is om psychogene factoren te scheiden van organische ziekten, bleek vasculogene ED verantwoordelijk te zijn voor ongeveer 75% van patiënten met ED (National Institutes of Health Consensus Development Panel over impotentie, 1993). Over het algemeen reageren patiënten met ED goed (tot 70%; Hatzimouratidis en Hatzichristou, 2008) voor de farmacologische behandelingen die momenteel beschikbaar zijn. Bij diegenen die niet reageren, kan een structurele verandering in de componenten van het erectiestelsel vermoed worden. Verschillende ziekten die vaak geassocieerd worden met ED kunnen de mechanismen die de erectie van de penis regelen veranderen (zie bijv. Lewis et al., 2010; Albersen et al., 2011). Vaak zijn veranderingen in de l-arginine / NO / cGMP-systeem zijn betrokken. Andere factoren die kunnen bijdragen, zijn de aanwezigheid van endogene NOS-remmers (bijv. Asymmetrische dimethylarginine) en een opwaartse regulatie van arginase-activiteit. Hoge niveaus van asymmetrische dimethylarginine zijn aangetoond in meerdere stoornissen waarbij NOS-disfunctie is geïmpliceerd, waaronder verschillende van de aandoeningen die worden genoemd in de volgende paragrafen, en verhoogde arginase-activiteit is aangetoond in CC-weefsel in bijvoorbeeld diabetes, veroudering, en roken (Bivalacqua et al., 2001b; Imamura et al., 2007; Numao et al., 2007).

1. Endotheeldysfunctie.

Endotheeldisfunctie kan een belangrijke onderliggende factor zijn voor ED geassocieerd met veel risicofactoren, zoals hypertensie, dyslipidemie, diabetes, depressie, obesitas, roken van sigaretten en het metabool syndroom. Omdat een systemische endotheeldisfunctie zich vroeg in het endotheel van de penis functioneel manifesteert, bestaat de mogelijkheid dat ED een vroege indicator van CV-ziekte kan zijn (Jackson et al., 2010; Shin et al., 2011).

2. Veroudering.

Veroudering is een belangrijke risicofactor voor ED, en naar schatting heeft 55% van de mannen ED op de leeftijd van 75 (Melman en Gingell, 1999; Johannes et al., 2000). Hoewel leeftijdgerelateerde ED grotendeels wordt toegeschreven aan verhoogde oxidatieve stress en endotheeldisfunctie in de penis, zijn de moleculaire mechanismen die aan dit effect ten grondslag liggen, niet volledig gedefinieerd. Veroudering bij mensen gaat ook gepaard met verschillende veranderingen in de slagaderlijke structuur en functie, waarvan een deel gerelateerd is aan de daling van de circulerende niveaus van steroïden (dwz testosteron en estradiol) (Buvat et al., 2010). Dergelijke veranderingen kunnen gedeeltelijk verantwoordelijk zijn voor het gebrek aan werkzaamheid van ED-behandelingen. Er zijn aanwijzingen voor betrokkenheid van het NO / cGMP-systeem. Dus, Garban et al. (1995) vond dat de oplosbare NOS-activiteit significant afnam in penisweefsel van oudere ratten. Lager NOS-mRNA-expressie werd gevonden bij oude ratten dan bij jonge ratten (Dahiya et al., 1997). In een ander rattenmodel van veroudering nam het aantal NOS-bevattende zenuwvezels in de penis aanzienlijk af, en nam de erectiele respons op zowel centrale als perifere stimulatie af (Carrier et al., 1997). Bij het ouder wordende konijn was endotheel-afhankelijke CC-ontspanning verzwakt; eNOS was echter opwaarts gereguleerd, zowel in vasculair endotheel als in corporale gladde spier (Haas et al., 1998). Johnson et al. (2011) onderzocht of eNOS-ontkoppeling in de oude rattenpen een bijdragend mechanisme is. Hun bevindingen suggereerden dat veroudering eNOS-ontkoppeling in de penis induceert, resulterend in verhoogde oxidatieve stress en ED.

3. Suikerziekte.

Diabetes mellitus is een belangrijke risicofactor voor de ontwikkeling van ED (Saenz de Tejada en Goldstein, 1988; Melman en Gingell, 1999; Johannes et al., 2000; Saigal et al., 2006; Chitaley et al., 2009). Volgens de Massachusetts Male Ageing Study hebben mannen met diabetes een 28% prevalentie van ED vergeleken met 9.6% in de algemene populatie (Feldman et al., 1994). Mannen met diabetes hebben een 75% levenslange kans om ED te ontwikkelen en hebben een eerder begin van ED vergeleken met niet-diabetici (Saigal et al., 2006). Vele factoren kunnen bijdragen aan diabetes-geïnduceerde ED. Systemische effecten van hyperglycemie en hypogonadisme dragen bij tot de ontwikkeling van gestoorde vasodilatoire signalering, hypercontractiliteit van gladde spiercellen en veno-occlusieve aandoeningen (Hidalgo-Tamola en Chitaley, 2009; Malavige en Levy, 2009). In geïsoleerde CC van patiënten met diabetes en ED was zowel de neurogene als de endotheel-afhankelijke relaxatie aangetast (Saenz de Tejada et al., 1989); dit werd ook gevonden bij konijnen waarbij diabetes werd veroorzaakt door alloxan (Azadzoi en Saenz de Tejada, 1992). Nieractiviteit en -inhoud van de penis waren verminderd in rattenmodellen van zowel type I- als II-diabetes met ED (Vernet et al., 1995). Bij ratten met streptozotocine-geïnduceerde diabetes nam de NOS-binding echter toe (Sullivan et al., 1996) en de NOS-activiteit in het penisweefsel was significant hoger dan bij controleratten, ondanks een significante afbraak van het paringsgedrag en aanwijzingen voor een defectieve erectiele potentie (Elabbady et al., 1995). Bij mensen werd gesuggereerd dat diabetische ED gerelateerd is aan de effecten van geavanceerde glycatie-eindproducten op NO-vorming (Seftel et al., 1997). Het vermogen van diabetisch weefsel om te zetten l-arginine voor l-citrulline via NOS bleek te zijn verminderd, en er werd gesuggereerd dat een verhoogde expressie van arginase II in diabetisch CC-weefsel kan bijdragen aan de ED geassocieerd met deze ziekte (Bivalacqua et al., 2001b). Ondersteund dit beeld, bleek argonase II isovorm deletie de CC-relaxatie te verbeteren bij muizen met type I diabetes (Toque et al., 2011).

4. Atherosclerose.

Atherosclerose is een belangrijke risicofactor die een rol speelt bij de ontwikkeling van vasculogene ED. Er is bewijs voor een sterke link tussen ED en atherosclerose (Maas et al., 2002; Grover et al., 2006; Jackson et al., 2006, 2010). ED en atherosclerose delen vergelijkbare risicofactoren, en beide aandoeningen worden gekenmerkt door endotheliale disfunctie en verminderde NO biologische beschikbaarheid. Recente gegevens suggereren dat ED kan dienen als een sentinel-marker die voorafgaat aan de klinische diagnose van atherosclerotische vaatziekte (Montorsi et al., 2003; Gazzaruso et al., 2008). ED is een onafhankelijke voorspeller van toekomstige ongunstige CV-gebeurtenissen; veel mannen ervaren symptomen van ED jaar vóór hun eerste diagnose van CV-ziekte. In een konijnmodel van atherosclerotische ED (Azadzoi en Goldstein, 1992; Azadzoi et al., 1996), werd aangetoond dat chronische cavernosale ischemie niet alleen de endotheel-afhankelijke maar ook neurogene CC-relaxatie en NOS-activiteit verslechterd (Azadzoi et al., 1998). Er was ook een verhoogde output van constrictor-eicosanoïden in de CC. l-Argininetoediening kon de CC-relaxatie niet verbeteren, wat werd gesuggereerd als gevolg van een verminderde NOS-activiteit en vermindering van NO-vorming.

5. Hypercholesterolemie.

Hypercholesterolemie bleek ook de door endotheel gemedieerde relaxatie van de gladde spiercellen van konijnen tegen te gaan (Azadzoi en Saenz de Tejada, 1991; Azadzoi et al., 1998). Hypercholesterolemie had geen effect op de NOS-activiteit, maar op een verminderde endothelium-afhankelijke maar niet-neurogene relaxatie van CC-weefsel van konijnen. Omdat de endotheel-afhankelijke relaxatie verbeterd was na behandeling met l-arginine, er werd gespeculeerd dat er een gebrekkige NO-formatie was vanwege een gebrek aan beschikbaarheid van l-arginine bij dieren met hypercholesterolemie (Azadzoi en Saenz de Tejada, 1991; Azadzoi et al., 1998).

6. Roken.

Roken is een belangrijke risicofactor in de ontwikkeling van erectiestoornissen (Mannino et al., 1994; Gades et al., 2005; Shiri et al., 2005; Tostes et al., 2008). Klinische en basale wetenschappelijke onderzoeken leveren sterk indirect bewijs dat roken van invloed kan zijn op de erectie van de penis door een verminderde endothelium-afhankelijke relaxatie van glad spierweefsel of meer specifiek door NO-productie te beïnvloeden via verhoogde ROS-generatie. Of nicotine of andere producten van sigarettenrook alle effecten mediëren die verband houden met vasculaire schade, is nog onbekend (Tostes et al., 2008).

7. Radicale prostatectomie.

Ondanks de vooruitgang in de chirurgische techniek, is ED na radicale prostatectomie, die de standaardbehandeling blijft voor mannen met klinisch gelokaliseerde prostaatkanker, een veel voorkomende complicatie. Dit wordt voornamelijk toegeschreven aan tijdelijke cavernosale zenuwbeschadiging resulterend in hypoxie bij de penis, apoptosis van gladde spieren, fibrose en veno-occlusieve disfunctie (Magheli en Burnett, 2009).

B. Geneesmiddelen voor de behandeling van erectiestoornissen

Een breed scala van geneesmiddelen is aanbevolen voor de behandeling van ED, en de verschillende opties zijn uitgebreid herzien (Carson en Lue, 2005; Hatzimouratidis en Hatzichristou, 2008; Hellstrom, 2008; Dorsey et al., 2010; Eardley et al., 2010; Giovannoni et al., 2010; Hatzimouratidis et al., 2010; Albersen et al., 2011). Er is grote vooruitgang geboekt met betrekking tot ons begrip van de mechanismen van erectie van de penis en van drugsacties gedurende het laatste decennium. Dit kan hebben geleid tot een beter en gedetailleerder begrip van de rationele basis voor de therapeutische effecten van de geneesmiddelen, maar er zijn weinig of geen nieuwe geneesmiddelenprincipes naar voren gekomen en klinisch geïntroduceerd (Andersson, 2001). De meeste klinische onderzoeken hebben de effecten bevestigd van de gevestigde geneesmiddelen of medicijnprincipes in verschillende patiëntenpopulaties met ED, die schadelijke effecten documenteren en zich concentreren op mogelijke verschillen tussen geneesmiddelen.

Momenteel gebruikte medicijnen kunnen op verschillende manieren worden geclassificeerd. Een pragmatische classificatie, die in de meeste beoordelingen wordt gebruikt, is de toedieningsroute.

C. Geneesmiddelen voor nonintracavernosal toediening

1. Fosfodiesteraseremmers.

De huidige ED-behandelrichtlijnen bevelen PDE5-remmers aan als eerstelijnsbehandeling (Hatzimouratidis et al., 2010). Alle "grote" PDE5-remmers, sildenafil, tadalafil en vardenafil zijn als effectief en veilig beoordeeld (Hatzimouratidis en Hatzichristou, 2008; Eardley et al., 2010). De algehele werkzaamheid van deze geneesmiddelen is ongeveer 60 tot 70%, maar is aanzienlijk lager in sommige patiëntenpopulaties, zoals die met ernstige neurologische schade, ED na radicale prostatectomie, diabetes of ernstige vasculaire aandoeningen (Hatzimouratidis en Hatzichristou, 2008). De keuze van een PDE5-remmer hangt af van verschillende factoren, waaronder de frequentie van geslachtsgemeenschap en de persoonlijke ervaring van de patiënt met het middel (Mirone et al., 2009).

PDE5-remmers werden aanvankelijk geïntroduceerd als on-demand behandeling; tadalafil is echter ook goedgekeurd voor continu, dagelijks gebruik in 2.5- en 5-mg-doses. De werking van PDE5-remmers wordt vaak beschreven in termen van selectiviteit (PDE5 versus andere PDE's) en potentie (de concentratie die nodig is voor het effect). PDE5-remmerselectiviteit is een sleutelfactor die het profiel van het schadelijke effect bepaalt en kan variëren tussen agentia (Tabel 1). Sildenafil en vardenafil vertonen een lichte kruisreactie met PDE6. Omdat PDE6 overheerst in het netvlies, kan dit de klacht van sommige patiënten verklaren dat sildenafil of vardenafil visuele stoornissen kunnen veroorzaken (<2% van de patiënten). Tadalafil reageert tot op zekere hoogte kruislings met PDE11 (wordt bijvoorbeeld aangetroffen in het hart, de testikels en de hypofysevoorkwab), maar de gevolgen van dit effect zijn niet bekend.

Bekijk deze tafel:   

TABEL 1   

Selectiviteit (potentie) van fosfodiësterasetype 5 (PDE5) -remmers

De gemeenschappelijke farmacokinetische eigenschappen van PDE5-remmers [bijvoorbeeld biologische beschikbaarheid, maximale plasmaconcentratie (Cmax), tijd (Tmax) vereist om te bereiken Cmaxen de tijd die nodig is om de helft van de remmer uit het plasma te verwijderen (t1/2)] hebben allemaal invloed op de werkzaamheid (Tabel 2) (Gupta et al., 2005). Sildenafil, vardenafil, udenafil en avanafil lijken grotendeels op elkaar Tmax, die een vergelijkbaar tijdstip van aanvang van de actie voorspelt. De t1/2 waarden van tadalafil en udenafil zijn langer dan die van de andere PDE5-remmers, die kunnen worden veroorzaakt door de langzamere darmabsorptie en / of langzamere afbraak van deze geneesmiddelen door de lever of door andere factoren. Het verlengde t1/2 van tadalafil geeft een langer therapeutisch effect, en dit kan ook het geval zijn voor udenafil en SLx-2101. De Cmax van vardenafil is significant lager dan dat voor sildenafil en tadalafil, waarschijnlijk afhankelijk van de lagere biologische beschikbaarheid (Gupta et al., 2005). PDE5-remmers zijn afgebroken in de lever en interacties met ketoconazol, bijvoorbeeld (remming van CYP3A4) kunnen de effectduur ervan verlengen. De duur van het effect van een PDE5-remmer wordt niet altijd weerspiegeld in de eliminatie uit het plasma. Moleculaire mechanismen die hieraan kunnen bijdragen zijn gesuggereerd (Francis et al., 2008). Er kan dus een persistentie van biochemische effecten zijn nadat de remmer uit cellen is geklaard (geheugeneffect). Bovendien, omdat remmers stevig binden aan PDE5 in bijvoorbeeld spiercellen, zou dit hun uitgang uit deze cellen aanzienlijk kunnen vertragen en hun effecten verlengen (Francis et al., 2008).

Bekijk deze tafel:   

TABEL 2   

Sommige farmacokinetische eigenschappen van de "belangrijkste" PDE-remmers

Vaak voorkomende bijwerkingen met PDE-remmers zijn hoofdpijn (10-16%), flushing (5-12%), dyspepsie (4-12%), verstopte neus (1-10%) en duizeligheid (2-3%) (Hatzimouratidis et al., 2010). Tadalafil kan bij 6% van de patiënten rugpijn / myalgie veroorzaken. Bijwerkingen zijn over het algemeen licht van aard en zelfbeperkt door continu gebruik, en de uitval als gevolg van bijwerkingen is vergelijkbaar met die bij placebo. Klinische studies en postmarketinggegevens van alle PDE5-remmers hebben aangetoond dat de geneesmiddelen veilig zijn bij CV-patiënten. Er is dus geen toename van hartinfarctwaarden waargenomen (Vlachopoulos et al., 2009). Geen enkele PDE-remmer heeft de totale trainingstijd of tijd tot ischemie negatief beïnvloed tijdens inspanningstests bij mannen met stabiele angina. In feite kunnen ze de inspanningstests verbeteren. PDE5-remmers kunnen zelfs gunstig zijn bij CV-ziekte (Takimoto et al., 2005), en sildenafil is goedgekeurd voor de behandeling van pulmonale arteriële hypertensie (Galiè et al., 2005).

Nitraten zijn volledig gecontra-indiceerd bij alle PDE-remmers vanwege onvoorspelbare hypotensie. De duur van de interactie tussen organische nitraten en PDE-remmers varieert volgens de PDE-remmer en het nitraat. Als een patiënt tijdens het gebruik van een PDE-remmer angina ontwikkelt, kunnen andere anti-angina middelen worden gebruikt in plaats van nitroglycerine of totdat de juiste tijd is verstreken (24 h voor sildenafil of vardenafil en 48 h voor tadalafil) (Vlachopoulos et al., 2009).

een. Sildenafil.

De werkzaamheid van sildenafil indien op aanvraag gebruikt in doses van 25, 50 en 100 mg is goed gedocumenteerd in talrijke beoordelingen (Hatzimouratidis, 2006; Giuliano et al., 2010; Tsertsvadze et al., 2009; Eardley et al., 2010 en referenties daarin). Het is ook duidelijk dat sildenafil werkzaam is bij mannen waarbij de ED een gevolg is van specifieke ziekten zoals diabetes, depressie, ruggenmergletsel, multiple sclerose, CV-ziekte en hypertensie. Het is effectief bij mannen met lagere urinewegsymptomen en ED (Tsertsvadze et al., 2009; Eardley et al., 2010; Giuliano et al., 2010). Bijwerkingen treden op bij sildenafil (met name hoofdpijn, blozen, spijsverteringsproblemen, verstopte neus en incidentele visuele veranderingen), maar op voorwaarde dat het geneesmiddel wordt gebruikt in overeenstemming met de aanbevelingen voor etikettering, is er in de literatuur geen overtuigend bewijs van enige significante veiligheid. kwestie, waaronder CV, visuele en auditieve veiligheid (Tsertsvadze et al., 2009; Eardley et al., 2010; Giuliano et al., 2010).

b. Tadalafil.

Het is goed gedocumenteerd dat tadalafil werkzaam is bij de behandeling van ED in de brede populatie wanneer het op afroep wordt gebruikt in doses van 10 en 20 mg (Lafaard en Carson, 2008; Eardley et al., 2010; en referenties hierin). Er zijn ook aanwijzingen die bevestigen dat tadalafil effectief is wanneer het dagelijks wordt ingenomen in doses van 2.5 en 5 mg. Er werd aangetoond dat dagelijks gebruik van 5- en 10-mg tadalafil voor 12 weken en dagelijks gebruik van 2.5- en 5-mg tadalafil gedurende 24 weken goed werd verdragen en de erectiestof aanzienlijk verbeterde (Porst et al., 2006; Rajfer et al., 2007), ook bij diabetische patiënten (Hatzichristou et al., 2008).

Er is overtuigend bewijs dat tadalafil werkzaam is in een aantal speciale populaties van mannen waarin ED een gevolg is van, bijvoorbeeld, diabetes, radicale prostatectomie, uitwendige radiotherapie voor prostaatkanker, dwarslaesie en lagere urinewegsymptomen (Eardley et al., 2010). Bijwerkingen met tadalafil, met name hoofdpijn, blozen, indigestie, verstopte neus en pijn in de rug of gordel kunnen voorkomen, maar op voorwaarde dat het medicijn wordt gebruikt in overeenstemming met de aanbevelingen voor etikettering, is er in de literatuur geen overtuigend bewijs van enige significante veiligheid. kwestie, waaronder CV, visuele en auditieve veiligheid.

c. Vardenafil.

Vardenafil is werkzaam bij de behandeling van ED in de brede populatie bij doses 10 en 20 mg die op afroep worden genomen (zie bijv. Morales et al., 2009; Eardley et al., 2010). Vardenafil is werkzaam in een aantal speciale populaties van mannen bij wie de ED secundair is aan bijvoorbeeld diabetes, radicale retropubische prostatectomie, depressie, hypertensie, dwarslaesie en hyperlipidemie. Vardenafil is ook effectief bij mannen die voorheen niet reageerden op sildenafil (Morales et al., 2009; Eardley et al., 2010). Bijwerkingen met vardenafil, meestal hoofdpijn, blozen, indigestie en verstopte neus, kunnen voorkomen, maar op voorwaarde dat het medicijn wordt gebruikt in overeenstemming met de aanbevelingen voor etikettering, is er geen overtuigend bewijs in de literatuur over een significant veiligheidsprobleem, waaronder CV , visuele en auditieve veiligheid (Morales et al., 2009; Eardley et al., 2010).

Zoals eerder vermeld, zijn verschillende andere selectieve PDE5-remmers in ontwikkeling (Hatzimouratidis en Hatzichristou, 2008; Eardley et al., 2010; Palit en Eardley, 2010). Omdat ze allemaal dezelfde hoofdwerkwijze vertegenwoordigen, kunnen verschillen in effectprofiel (dat wil zeggen tijdstip van aanvang, duur en bijwerkingen) worden toegeschreven aan verschillen in selectiviteit en farmacokinetische eigenschappen.

d. Udenafil.

Udenafil (Zydena) is een krachtige, selectieve PDE5-remmer waarvan wordt beweerd dat hij ook cGMP-hydrolyse remt (Doh et al., 2002). Het farmacokinetische profiel omvat een Tmax van 1.0 tot 1.5 h en a t1/2 van 11 tot 13 h (Kim et al., 2008). Udenafil wordt gemetaboliseerd door CYP3A4 en de systemische blootstelling van het geneesmiddel nam significant toe toen het samen met ketoconazol werd toegediend (Shin et al., 2010). In een brede populatie Koreaanse mannen met ED, Paick et al. (2008) toonde aan dat udenafil effectief was. Het effect van een 100-mg-dosis had een duur van minstens 12 h (Park et al., 2010b). Het medicijn was effectief en veilig bij patiënten die werden behandeld met antihypertensiva (Paick et al., 2009) en gegeven samen met een α1-AR-antagonist voor patiënten met lagere urinewegsymptomen en ED, het verbeterde beide aandoeningen zonder zorgen over de veiligheid (Chung et al., 2009a). De meest voorkomende gemelde bijwerkingen waren blozen in het gezicht, verstopte neus, oculaire hyperemie en hoofdpijn.

e. Mirodenafil.

Mirodenafil, een pyrrolopyrimidinonverbinding, is een krachtige, reversibele en selectieve orale PDE5-remmer. Het is sinds 2007 verkrijgbaar in Korea. Preklinische studies toonden aan dat de selectiviteit van mirodenafil voor PDE5 10 keer hoger was dan die van sildenafil, terwijl de remmende effecten op andere PDE's veel lager zijn dan die van sildenafil. De Tmax en t1/2 van mirodenafil bleek respectievelijk 1.25 en 2.5 h te zijn, en de gelijktijdige toediening van ketoconazol en rifampicine resulteerde in significante veranderingen in de systemische blootstelling aan mirodenafil (Shin et al., 2009), bevestigt het metabolisme via CYP3A4 (Lee et al., 2008). Resultaten van een fase 2 klinisch onderzoek (Paick et al., 2008a) en een fase 3 klinische studie (Paick et al., 2008b) geleverd bewijsmateriaal voor de werkzaamheid en veiligheid. De optimale doses in termen van werkzaamheid en veiligheid werden uit deze studies bepaald als 50 en 100 mg. Mirodenafil bleek effectief en veilig te zijn bij mannen met ED die gelijktijdig antihypertensiva namen (Paick et al., 2010). In 112 Koreaanse mannen met ED en diabetes, Park et al. (2010a) toonde in een RCT aan dat mirodenafil effectief was en goed werd verdragen. De meest voorkomende bijwerkingen waren blozen in het gezicht, hoofdpijn, misselijkheid en rode ogen in het oog.

f. Lodenafil-carbonaat.

Lodenafil is een dimeer gevormd door twee lodenafilmoleculen verbonden door een carbonaatbrug. Na inname is de brug onderbroken waardoor de werkzame stof lodenafil (Toque et al., 2008). Vroege klinische onderzoeken met gezonde vrijwilligers vertoonden een goede verdraagbaarheid en biologische beschikbaarheid en onthulden een lineair absorptieprofiel en een goede verdraagbaarheid voor doses tot 160 mg. Na orale inname van 160 mg in nuchtere toestand, Cmax was 157 ng / ml, Tmax was 1.2 h, en t1/2 was 2.4 h (Lucio et al., 2007). Een fase II klinische studie (Glina et al., 2009) toonde werkzaamheid en veiligheid bij doses van 20, 40 en 80 mg, en een fase III-studie bij 350 mannen met ED bevestigde een bevredigend werkzaamheid-veiligheidsprofiel (Glina et al., 2010). Bijwerkingen omvatten rhinitis, hoofdpijn, blozen, visuele stoornis en duizeligheid.

g. Avanafil.

Avanafil is een pyrimidinederivaat dat snel wordt geabsorbeerd en snel wordt geëlimineerd na orale toediening. Een gemiddelde Tmax werd bereikt bij 0.33 tot 0.52 h na orale toediening en vervolgens geweigerd met een gemiddelde schijn t1/2 van 5.36 tot 10.66 h. AUC en Cmax waren evenredig aan de dosis en de gemiddelde accumulatie-index op dag 7 na een enkele dagelijkse dosis was 0.98; gelijktijdige inname van voedsel verminderde de Cmax door 24% (Jung et al., 2010; Limin et al., 2010). Twee fase III-onderzoeken zijn voltooid, beide met een positief resultaat (Limin et al., 2010). Eén hiervan was een gerandomiseerde, dubbelblinde, placebogecontroleerde studie over de werkzaamheid en veiligheid die drie doses avanafil (50-, 100- en 200-mg) evalueerde bij 646-mannen met een voorgeschiedenis van ED. De andere was een gerandomiseerde, dubbelblinde, placebo-gecontroleerde studie met 16-week waarin twee doses avanafil (100 en 200 mg) werden geëvalueerd bij 390-mannen met zowel diabetes als ED. Bijwerkingen waren over het algemeen consistent met de bekende farmacologie van PDE5-remmers en de meest gemelde bijwerkingen waren hoofdpijn, blozen, misselijkheid, rugpijn, vermoeidheid en spierkrampen. De meeste van deze bijwerkingen waren mild van ernst en verdwenen zonder medische behandeling.

h. SLx-2101.

De beschikbare informatie over SLx-2101 is schaars en het grootste deel ervan wordt in abstracte vorm gepubliceerd (Hatzimouratidis en Hatzichristou, 2008; Palit en Eardley, 2010), maar er is een structuur beschikbaar in Francis et al. (2009). SLx-2101 is een selectieve, snel aan te maken PDE5-remmer die wordt omgezet in een actieve metaboliet, SLx-2081 (Myatt en Eardley, 2008). Tmax werd gevonden bij 1 h voor SLx-2101 en 2.8 h voor SLx-2081, en t1/2 was 8 naar 13 h voor SLx-2101 en 9 naar 14 h voor SLx-2081. De duur van de actie van de "combinatie" (dwz SLx-2101 en SLx-2081) was ongeveer 48 h. SLx-2101 heeft hoge potentie getoond, met therapeutische concentraties langer dan 24 h (Sweetnam et al., 2006). Een gerandomiseerde, dubbelblinde, enkele dosisstudie werd uitgevoerd bij gezonde vrijwilligers, die een van de vijf doses kregen: 5, 10, 20, 40 of 80 mg (Donabedian et al., 2006; Prince et al., 2006). Positieve effecten op de rigiditeit van de penis werden ongeveer 24 h na toediening waargenomen bij doses van 20, 40 en 80 mg. Er werden geen klinisch significante nadelige CV-effecten bij deze doses geregistreerd. De meest voorkomende bijwerking was hoofdpijn, hoewel af en toe tijdelijke en reversibele visuele veranderingen werden waargenomen bij deelnemers die werden behandeld met de hoogste dosis.

2. Prostaglandin E1.

Hoewel PDE5-remmer de meest gebruikelijke initiële behandeling blijft bij mannen met erectiestoornissen, kan intraurethrale alprostadil een redelijke behandelingsoptie zijn voor sildenafil non-responders (Jaffe et al., 2004), met name bij mannen die een eerdere radicale retropubische prostatectomie hebben ondergaan (McCullough, 2001; McCullough et al., 2010). Vasoactieve middelen kunnen topisch worden toegediend aan de urethrale mucosa en kunnen blijkbaar worden geabsorbeerd in de corpus spongiosum en worden overgebracht naar de CC. Retrograde vulling van de cavernosale lichamen door de diepe dorsale ader en zijn circumflex takken lijkt de meest relevante manier van medicijnoverdracht na intra-urethrale toediening van prostaglandine E1 (Bschleipfer et al., 2004).

PGE1 (alprostadil) en een PGE1/ prazosine-combinatie bleek in de meeste patiënten met chronische organische ED-erecties te produceren (Peterson et al., 1998). In een prospectieve, multicenter, dubbelblinde, placebo-gecontroleerde studie met 68-patiënten met een lang bestaande ED van voornamelijk organische oorsprong (Hellstrom et al., 1996), transurethraal toegediend alprostadil produceerde volledige vergroting van de penis in 75.4%, en 63.6% van de patiënten rapporteerde geslachtsgemeenschap. De meest voorkomende bijwerking was penispijn, ervaren door 9.1 voor 18.3% van de patiënten die alprostadil kregen. Er waren geen afleveringen van priapisme. In een ander dubbelblind, placebogecontroleerd onderzoek met 1511-mannen met chronisch ED van verschillende organische oorzaken, had 64.9% geslachtsgemeenschap met transurethraal alprostadil in vergelijking met 18.6% op placebo (Padma-Nathan et al., 1997). Nogmaals, de meest voorkomende bijwerking was lichte penispijn (10.8%).

Voor mannen die intracavernosale injecties problematisch vinden, is het gemak van intraurethrale toediening van alprostadil een optie (Nehra et al., 2002). Zoals vermeld, kan intraurethrale alprostadil ook een optie zijn bij mannen die een eerdere radicale retropubische prostatectomie hebben ondergaan (McCullough, 2001; McCullough et al., 2010). Pijn in de penis blijft bij veel patiënten een probleem.

3. Organische nitraten.

Van nitroglycerine en andere organische nitraten wordt aangenomen dat ze relaxatie van gladde spieren veroorzaken door oplosbare GC te stimuleren via enzymatische afgifte van NO (Feelisch, 1992); In theorie lijkt dit een logische manier om de erectie te verbeteren bij patiënten met ED. Zowel nitroglycerine als isosorbide-nitraat bleken geïsoleerde stroken menselijk CC te ontspannen (Heaton, 1989). De observatie dat plaatselijke aanbrenging van nitroglycerine op de penis kan leiden tot een erectie die geschikt is voor geslachtsgemeenschap (Talley en Crawley, 1985) stimuleerde verschillende onderzoeken naar de effectiviteit van deze mogelijke wijze van behandeling van ED. Ondanks de effectiviteit bij patiënten met ED, aangetoond in verschillende placebogecontroleerde studies (Andersson, 2001), het effect van transdermale nitroglycerine is beperkt en deze behandeling lijkt vandaag geen haalbaar alternatief te zijn. Zoals eerder onderstreept, zijn organische nitraten gecontra-indiceerd bij mannen die PDE5-remmers gebruiken.

4. K+-Channel Openers.

Verschillende K+-kanaalopeners (pinacidil, cromakalim, lemakalim en nicorandil) zijn effectief gebleken in het veroorzaken van relaxatie van geïsoleerd cavernosaal weefsel van zowel dieren als mensen en om erectie te produceren wanneer intracavernosaal geïnjecteerd in apen en mensen (Andersson, 2001). Echter, alleen minoxidil, een arteriolaire vasodilatator die wordt gebruikt als een antihypertensivum bij patiënten met ernstige hypertensie, lijkt geprobeerd te zijn als een orale behandeling bij de mens. De klinische ervaringen met het medicijn zijn beperkt (Andersson, 2001) en K+-kanaalopening met het medicijn, zelfs als het bij sommige patiënten zou werken, is niet bewezen in gecontroleerde klinische onderzoeken om een ​​levensvatbare optie te zijn bij mannen met ED. In het afgelopen decennium zijn geen nieuwe ontwikkelingen gemeld.

5. α-Adrenoceptor-antagonisten.

een. Fentolamine.

Vroege studies met oraal fentolamine lieten enig succes zien bij patiënten met niet-specifieke erectiele insufficiëntie (Gwinup, 1988; Zorgniotti, 1992, 1994; Zorgniotti en Lizza, 1994). Zorgniotti (1992) beschouwd als nonintracavernosal, "on-demand" toediening van fentolamine een veelbelovende aanpak voor de behandeling van ED. Becker et al. (1998) verrichtte een dubbelblinde, placebo-gecontroleerde studie met orale fentolamine 20, 40 en 60 mg bij patiënten met ED en een hoge kans op organogene etiologie en vond dat het medicijn van nut was. Er waren geen ernstige complicaties, maar sommige bijwerkingen van de bloedsomloop waren te zien na 60 mg. In de doses die nodig zijn voor het verbeteren van erectiestoornissen (20-40 mg), zijn weinig ongunstige CV-effecten waargenomen (Goldstein, 2000; Goldstein et al., 2001).

Goldstein (2000) en Goldstein et al. (2001) onderzocht de ervaringen met oraal fentolamine in ED en rapporteerde de resultaten van grote multicentrische, placebogecontroleerde cruciale fase III klinische onderzoeken. De gemiddelde verandering in de erectiele functie zoals geschat door erectiele functiescores was significant hoger na gebruik van actief medicijn (40 en 80 mg) in vergelijking met placebo. Drie tot vier keer zoveel patiënten die fentolamine toegediend kregen, meldden tevreden of zeer tevreden te zijn in vergelijking met degenen die placebo kregen. Bij 40- en 80 mg-doses waren respectievelijk 55 en 59% mannen in staat vaginale penetratie te bereiken met 51 en 53% penetratie op 75% van de pogingen. De correctie van ED of verbetering van een minder ernstige categorie disfunctie werd ervaren door 53% mannen met de 80-mg-dosis en 40% met de 40-mg-dosis fentolamine. Alle reactietrends waren hetzelfde, ongeacht eventuele gelijktijdige medicatie. Er waren geen ernstige bijwerkingen. De meest voorkomende bijwerkingen die werden waargenomen waren neusverstopping (10%), hoofdpijn (3%), duizeligheid (3%) en tachycardie (3%). Goldstein (2000) en Goldstein et al. (2001) concludeerde dat fentolamine veilig is, goed wordt verdragen en effectief is voor de behandeling van ED. Tijdens het laatste decennium lijkt het succes van PDE5-remmers echter het enthousiasme voor fentolamine te hebben belemmerd en is er geen nieuw bewijsmateriaal gepresenteerd waaruit blijkt dat het medicijn een competitief alternatief is voor andere orale behandelingen van ED.

b. Yohimbine.

Yohimbine is een farmacologisch goed gekenmerkt α2-AR-antagonist die al meer dan een eeuw wordt gebruikt bij de behandeling van ED (Morales, 2000). Het medicijn is relatief selectief voor α2-AR's, en zelfs als andere acties zijn aangetoond (Goldberg en Robertson, 1983), deze kunnen alleen worden getoond in concentraties die hoogstwaarschijnlijk niet bij de mens kunnen worden verkregen. De actielocatie van yohimbine als een pro -ectectiemiddel is hoogstwaarschijnlijk niet perifeer, omdat α1 is het overheersende subtype van α-AR's in erectiel weefsel van de penis (Andersson, 2001; Prieto, 2008) en omdat intracavernosale injectie van een andere, krachtiger α2-AR antagonist, idazoxan, produceerde geen penis erectie bij de mens (Brindley, 1986). Bij normale gezonde vrijwilligers, Danjou et al. (1988) vonden dat intraveneuze infusie van yohimbine geen erectogene effecten had. Dit sluit niet uit dat oraal toegediende yohimbine effectief kan zijn. De plasmahalfwaardetijd van yohimbine bleek 0.6 h te zijn (Owen et al., 1987), terwijl de NA-verhogende plasma-effecten van het geneesmiddel 12 h duurden (Galitzky et al., 1990). Deze discrepantie kan worden verklaard door de aanwezigheid van een actieve metaboliet (Owen et al., 1987).

De effecten van yohimbine zijn onderzocht in verschillende gecontroleerde onderzoeken bij patiënten met verschillende soorten ED, maar het effect was bescheiden (zie, Andersson, 2001). Het kan niet worden uitgesloten dat oraal toegediende yohimbine bij sommige patiënten met ED een gunstig effect kan hebben. Als gevolg van de tegenstrijdige resultaten wordt dit echter momenteel niet aanbevolen in de meeste richtlijnen voor het beheer van ED.

6. Opioid Receptor Antagonists.

Het is goed gedocumenteerd dat langdurige injectie van opioïden kan leiden tot een verminderd libido en ED (Parr, 1976; Crowley en Simpson, 1978; Mirin et al., 1980; Abs et al., 2000; Hallinan et al., 2008), mogelijk vanwege hypogonadotroop hypogonadisme (Mirin et al., 1980; Abs et al., 2000; Hallinan et al., 2008; Vuong et al., 2010). Ervan uitgaande dat endogene opioïden betrokken kunnen zijn bij seksuele disfunctie, is gesuggereerd dat opioïdreceptorantagonisten effectief zijn als een behandeling (Fabbri et al., 1989; Billington et al., 1990). Er zijn enkele positieve klinische ervaringen met naltrexon, die samen met de actieve metaboliet 6-β-naltrexol competitieve antagonisten zijn op μ- (en κ-opioïde) -receptoren. Dit kan het bewijs van het principe illustreren (Andersson, 2001), en het kan niet worden uitgesloten dat verhoogde remming door opioïde peptiden een factor kan zijn die bijdraagt ​​aan niet-organische erectiele insufficiëntie bij sommige patiënten. Bij dergelijke patiënten kan behandeling met naltrexon een nuttig therapeutisch middel zijn. Er zijn echter goed gecontroleerde studies die dit bevestigen ontbreken, en er lijkt het afgelopen decennium geen nieuwe ontwikkeling te zijn geweest.

7. Apomorfine.

Apomorfine, een dopaminereceptoragonist die zowel dopamine D stimuleert1- en D2- zoals receptoren, is aangetoond dat het een erectie van de penis induceert bij ratten (Mogilnicka en Klimek, 1977; Benassi-Benelli et al., 1979) alsmede bij gezonde mannen (Lal et al., 1984) en bij mannen met ED (Lal et al., 1987, 1989). l-DOPA kan ook een erectie stimuleren bij patiënten met de ziekte van Parkinson (zie bijv. Vogel en Schiffter, 1983). Er is gesuggereerd dat dopamine D2 receptorstimulatie kan de erectie van de penis bij ratten induceren, terwijl activering van D1 receptoren hebben het tegenovergestelde effect (Zarrindast et al., 1992). Bij rhesus-apen, chinelorane, een dopamine D2 receptoragonist produceerde penis erectie (Pomerantz, 1991), waarbij het standpunt wordt ingenomen dat D2 receptorstimulatie is belangrijk voor dit antwoord. Apomorfine heeft een hogere affiniteit voor de D2- dan D1-achtige receptoren (Rampin et al., 2003). D2 receptoren in de PVN worden verondersteld de belangrijkste plaats te zijn voor de inductie van erecties in de rat (Chen et al., 1999). Dit kan ook het geval zijn bij de mens (Brien et al., 2002).

Heaton et al. (1995) meldde dat apomorfine, geabsorbeerd door de orale mucosa, zal werken als een erectogene stof. Dit is grotendeels bevestigd in RCT's en er zijn aanwijzingen dat apomorfine werkzaam is bij de behandeling van erectiestoornissen in de brede ED-populatie bij doses van 2 en 3 mg die sublinguaal worden genomen op afroep (Dula et al., 2000, 2001; Heaton et al., 2002; Von Keitz et al., 2002). De verdraagbaarheid van apomorfine in een dosis 2 en 3 mg is goed onderzocht (Fagan et al., 2001; Adams et al., 2002; Ralph et al., 2002). De meest voorkomende bijwerkingen zijn misselijkheid, hoofdpijn en duizeligheid, waarbij een klein aantal patiënten syncope ontwikkelt. Deze laatste bijwerking werd met name opgemerkt bij hogere doses dan die waarvoor een vergunning was verleend voor gebruik in Europa. Al met al lijkt er geen bewijs te bestaan ​​van een significante tolerantie van veiligheidsaangelegenheden, op voorwaarde dat het geneesmiddel wordt gebruikt in overeenstemming met de etikettering.Eardley et al., 2010).

Hoewel het medicijn statistisch significant voordeel heeft ten opzichte van een placebo in de klinische fase II / III-onderzoeken, bleek uit onderzoek van de gepoolde gegevens een lage nettovoordelenratio (dwz actieve werkzaamheid minus placebo-werkzaamheid) met cijfers tussen slechts 11 en 13% (Stief et al., 2002). Deze beperkte werkzaamheid, vooral bij patiënten met organische ED, werd in verschillende onderzoeken bevestigd (Perimenis et al., 2004a,b; Strebel et al., 2004; Gontero et al., 2005), leidt tot de suggestie dat het medicijn het best geschikt zou kunnen zijn voor mannen met een milde ED. Daaropvolgende vergelijkende prospectieve studies tussen apomorfine SL en sildenafil leverde duidelijk bewijs dat sildenafil effectiever is dan apomorfine, en de hoge voorkeurtarieven waren in het voordeel van sildenafil (Porst et al., 2007; Afif-Abdo et al., 2008; Giammusso et al., 2008; Pavone et al., 2008). Vanwege de superioriteit van sildenafil heeft apomorfine SL nooit een opmerkelijke acceptatie bereikt.

8. Trazodone.

Trazodon is een "atypisch" antidepressivum, chemisch en farmacologisch verschillend van andere momenteel beschikbare antidepressiva (Haria et al., 1994). Het medicijn remt selectief de centrale 5-HT-opname en verhoogt de turnover van hersenendopamine, maar belet niet dat de perifere heropname van NA plaatsvindt (Georgotas et al., 1982). Trazodon heeft ook aangetoond dat het receptoren voor 5-HT en dopamine blokkeert, terwijl zijn belangrijkste metaboliet, m-CCP, heeft agonistactiviteit bij 5-HT2C receptoren (Monsma et al., 1993). Deze metaboliet induceert erectie bij ratten en verhoogt selectief de spontane verbrandingssnelheid van de cavernosale zenuwen (Steers en de Groat, 1989). De werkingswijze van trazodon bij depressie is niet volledig begrepen; het heeft een duidelijke sedatieve actie. Trazodon heeft een halfwaardetijd in serum van ongeveer 6 h en wordt uitgebreid gemetaboliseerd (Haria et al., 1994). Trazodon en zijn belangrijkste metaboliet bleken een α-AR-blokkerend effect te hebben in geïsoleerd menselijk cavernosaal weefsel (Blanco en Azadzoi, 1987; Saenz de Tejada et al., 1991). Krege et al. (2000) toonde aan dat trazodon een hoge tot matige affiniteit heeft voor humaan a1- en α2-ARs, respectievelijk, en dat het medicijn geen onderscheid maakte tussen subtypes van α1- en α2AR's. De actieve metaboliet, m-CCP leek geen significante perifere effecten te hebben.

Oraal toegediende trazodon is geassocieerd met priapisme bij krachtige mannen (Azadzoi et al., 1990) en met verhoogde nachtelijke erectiele activiteit bij gezonde vrijwilligers (Saenz de Tejada et al., 1991). Positieve klinische ervaring met het geneesmiddel is gemeld (Lance et al., 1995). In dubbelblinde, placebo-gecontroleerde onderzoeken bij patiënten met verschillende etiologie van hun ED, kon echter geen effect van trazodon (150-200 mg / dag) worden aangetoond (Meinhardt et al., 1997; Enzlin et al., 2000).

Zelfs als de informatie uit gerandomiseerde, gecontroleerde klinische onderzoeken niet de mening ondersteunt dat trazodon een effectieve behandeling is voor de meeste mannen met ED, kan niet worden uitgesloten dat het medicijn een alternatief kan zijn bij sommige angstige of depressieve mannen. In een pilotstudie werd waargenomen dat trazodon mogelijk gunstig is bij de behandeling van selectieve serotonine-heropname-remmer-geïnduceerde seksuele disfunctie (Stryjer et al., 2009). Bij mannen met ED en een graad van psychogene component die voldoende was om de werkzaamheid van medisch management te verminderen, gaf een combinatie van trazodon en sildenafil veelbelovende resultaten in een pilotstudie (Taneja, 2007).

9. Melanocortine Receptor-agonisten.

MT-II is een synthetisch cyclisch heptapeptide dat aanvankelijk werd ontworpen als een kunstmatige looimiddel (King et al., 2007). Het is een cyclische niet-selectieve melanocortine receptor agonist die, wanneer subcutaan geïnjecteerd, een krachtige initiator van penis erectie bleek te zijn bij mannen met niet-organische ED (Wessells et al., 1998, 2000). Geeuwen / strekken en in sommige gevallen echter beperkte misselijkheid en braken het gebruik ervan.

PT-141 (bremelanotide) is een synthetisch heptapeptide; het is een gedeamineerd derivaat en waarschijnlijk metaboliet van MT-II. Deze verbinding heeft een sterke binding aan MC-receptoren 1, 3 en 4, met een hogere affiniteit voor de MC4-receptor dan MC3, waar het als een agonist fungeert (Giuliano, 2004; King et al., 2007).

Een aantal klinische studies hebben het effect van PT-141 (Molinoff et al., 2003; Diamond et al., 2004, 2005; Rosen et al., 2004). PT-141 werd intranasaal toegediend in doses variërend van 4 tot 20 mg tot 32 gezonde proefpersonen in een gerandomiseerde, dubbelblinde, placebo-gecontroleerde cross-over studie (Diamond et al., 2004). Deze studie werd ook uitgevoerd zonder visuele seksuele stimulatie. In vergelijking met met placebo behandelde personen, verhoogde PT-141 de erectiele activiteit aanzienlijk. De duur van erecties met rigiditeit (Rigi-Scan monitoring) groter dan 60% base was ongeveer 140 min bij de personen behandeld met 20 mg PT-141 vergeleken met 21 min in de met placebo behandelde groep.

In een placebo-gecontroleerde cross-over studie met 24-mannen met milde tot matige ED (Diamond et al., 2004), het effect van PT-141 (20 mg) werd samen met visuele seksuele stimulatie (erotische films) gegeven. Een 3-voudige toename in erectiele activiteit werd waargenomen bij patiënten die PT-141 kregen in vergelijking met placebo. De duur van de erectie en penisstijfheid waren ook significant verhoogd na toediening van PT-141.

Een gerandomiseerde, prospectieve placebo-gecontroleerde cross-over studie vergeleek de behandeling van 19-patiënten met ED met sildenafil (25 mg) alleen versus sildenafil (25) met 7.5 mg intranasale PT-141 (Diamond et al., 2005). Gelijktijdige toediening van de twee middelen resulteerde in een significant verlengde tijd van verhoogde basishariditeit (> 60%) vergeleken met sildenafil alleen tijdens een controlesessie van 2.5 uur. De combinatie van geneesmiddelen werd goed verdragen zonder significant verhoogde bijwerkingen ten opzichte van sildenafil of PT-141 alleen. Er zijn geen ernstige bijwerkingen gemeld na toediening van PT-141 bij normale proefpersonen of bij patiënten met ED.

Het is duidelijk dat MC-receptoragonisten effecten kunnen hebben bij patiënten met ED die klinisch bruikbaar kunnen zijn. De relatie tussen de werkzaamheid en bijwerkingen moet echter in grote RCT's worden vastgesteld voordat de goedkeuring door de regelgevende instanties en de mogelijke klinische introductie plaatsvindt.

D. Geneesmiddelen voor toediening intracavernosal

Patiënten die niet reageren op orale geneesmiddelen kunnen intracavernosale injecties worden aangeboden. Onder de vele geteste geneesmiddelen (voor beoordelingen, zie bijvoorbeeld Andersson, 2001; Hatzimouratidis en Hatzichristou, 2008; Eardley et al., 2010), slechts vier, alleen of in combinatie gebruikt, zijn op grote schaal geaccepteerd en op lange termijn toegediend: papaverine, fentolamine, PGE1 (alprostadil) en VIP. De experimentele en klinische ervaringen met enkele andere middelen, gebruikt voor behandeling en hieronder besproken, zijn beperkt.

1. Papaverine.

Intracavernosal papaverine-injectie was de eerste klinisch effectieve farmacologische therapie voor ED (Virag, 1982). Het medicijn wordt vaak geclassificeerd als een fosfodiësteraseremmer, maar het heeft een zeer complexe werkingswijze en kan worden beschouwd als een "meerlagig werkend medicijn" (Andersson, 1994). Het is moeilijk om vast te stellen welke van de verschillende mogelijke werkingsmechanismen overheerst bij de hoge concentraties die te verwachten zijn wanneer het medicijn intracavernosaal wordt geïnjecteerd. In vitro is aangetoond dat papaverine de penslagers, de cavernosale sinusoïden en de penisaders (Kirkeby et al., 1990). Bij honden, Juenemann et al. (1986) aangetoond dat papaverine een dubbel hemodynamisch effect had, waardoor de weerstand tegen arteriële instroom afnam en de weerstand tegen veneuze uitstroming toenam. Het laatste effect, dat ook bij de mens is aangetoond (Delcour et al., 1987), kan gerelateerd zijn aan activering door papaverine van een veno-occlusief mechanisme. Papaverine is effectief, maar wordt niet langer als monotherapie gebruikt vanwege de hoge percentages fibrose en priapisme.

2. α-Adrenoceptor-antagonisten.

Omdat NA wordt beschouwd als een van de belangrijkste factoren om de CC-gladheid van de gladde spieren te behouden door a-AR's te stimuleren, kan worden verwacht dat het blokkeren van deze receptoren een erectiele respons zou veroorzaken. De ervaringen met α-adrenoreceptorantagonisten als monotherapie waren echter niet erg succesvol.

een. Fentolamine.

Zoals eerder vermeld, is fentolamine een competitieve α-AR-antagonist met vergelijkbare affiniteit voor α1- en α2-ARs, en dit wordt beschouwd als het belangrijkste werkingsmechanisme. Het medicijn kan echter receptoren voor 5-HT blokkeren en de afgifte van histamine uit mestcellen veroorzaken. Phentolamine lijkt ook een andere actie te hebben, mogelijk met betrekking tot NOS-activering (Traish et al., 1997,1998). Fentolamine blokkeert niet-selectieve a-AR's, dus het is te verwachten dat door prejunctional α te blokkeren2-ARs, het zou de NA-afgifte van adrenerge zenuwen verhogen, waardoor het zijn eigen post-functionele α zou neutraliseren1-AR blokkerende acties. Of een dergelijke werking al dan niet bijdraagt ​​aan de beperkte werkzaamheid van intracavernosally toegediend fentolamine om erectie te veroorzaken, is niet bekend.

Bij honden verminderde fentolamine, net als papaverine, de weerstand tegen arteriële instroom naar de penis. Papaverine, maar niet fentolamine, verhoogde de weerstand tegen veneuze uitstroming (Juenemann et al., 1986). Gebrek aan effect op veneuze uitstroom door intracavernosale fentolamine is ook aangetoond bij mensen (Wespes et al., 1989).

Er is een algemeen gebrek aan informatie over de farmacokinetiek van fentolamine. Het geneesmiddel heeft een verminderde werkzaamheid bij orale toediening, waarschijnlijk vanwege een uitgebreid first-pass metabolisme. Een discrepantie tussen de plasmahalfwaardetijd (30 min) en de effectduur (2.5-4 h) is aangetoond (Imhof et al., 1975); of dit kan worden toegeschreven aan actieve metabolieten is niet bekend. Wanneer het geneesmiddel intracavernosaal wordt toegediend, zal de serumconcentratie van fentolamine binnen 20 tot 30 min een maximum bereiken en vervolgens snel dalen tot niet-detecteerbare niveaus (Hakenberg et al., 1990).

De meest voorkomende bijwerkingen van fentolamine na intraveneuze toediening zijn orthostatische hypotensie en tachycardie. Hartritmestoornissen en hartinfarct zijn gemeld, maar dit zijn zeer zeldzame gebeurtenissen. In theorie kunnen dergelijke effecten ook optreden na intracorporale toediening, maar tot nu toe lijkt dit niet het geval te zijn. Omdat een enkele intracavernosale fentolamine-injectie in de meeste gevallen niet resulteert in een bevredigende erectiele respons, wordt het geneesmiddel veel gebruikt in combinatie met papaverine (Eardley et al., 2010) of met VIP (Dinsmore en Wyllie, 2008).

b. Thymoxamine.

Thymoxamine (moxisylyte) heeft een competitieve en relatief selectieve blokkerende werking op α1AR's. Bovendien kan het antihistaminische acties hebben. Er is weinig bekend over de farmacokinetiek, maar na systemische toediening heeft het een effectduur van 3 tot 4 h. Moxisylyte is een prodrug, snel omgezet in een actieve metaboliet in plasma (deacetylmoxisylyte). Urine is de belangrijkste uitscheidingsroute (Marquer en Bressolle, 1998).

Men toonde aan dat Moxisylyte erectie veroorzaakte bij intracavernosale injectie (Brindley, 1986), en in een dubbelblind cross-over onderzoek, Buvat et al. (1989) toonde aan dat het actiever was dan zoutoplossing maar minder actief dan papaverine. Buvat et al. (1989) gerapporteerd over de ervaringen van intracavernosale injecties van moxisylyte bij 170-patiënten met ED en erop gewezen dat het medicijn geen erectie op gang bracht maar dit vergemakkelijkte door langdurige tumescentie te induceren. Ze benadrukten ook dat het belangrijkste voordeel van het medicijn de veiligheid was. Alleen 2 van de geïnjecteerde 170-patiënten had langdurige erecties. Buvat et al. (1991), in vergelijking met papaverine en moxisylyte, bleek ook dat moxisylyte minder neiging had om corporale fibrose te produceren dan papaverine (1.3 versus 32%). De positieve veiligheidsaspecten werden onderstreept door Arvis et al. (1996). In een vergelijkend onderzoek tussen moxisylyte en PGE1, Buvat et al. (1996) toonde dat PGE1 was significant effectiever dan moxisylyte (71 versus 50% responders), vooral bij patiënten met arteriogene stoornissen (96 versus 46%). Moxisylyte werd echter significant beter verdragen dan PGE1, veroorzaakt minder langdurige erecties en minder pijnlijke reacties. Als een faciliterende drug kan moxisylyte een redelijk alternatief zijn voor de behandeling van ED. Er lijkt geen verdere ontwikkeling van het medicijn te zijn en het wordt niet langer gebruikt als een therapeutisch alternatief.

3. Prostaglandin E1 (Alprostadil).

PGE1, intracavernosally geïnjecteerd, alleen of in combinatie, is vandaag een tweedelijnsbehandeling voor ED (Alexandre et al., 2007; Albersen et al., 2011). Verschillende aspecten van de effecten en het klinische gebruik zijn eerder beoordeeld (Linet en Ogrinc, 1996; Porst, 1996; Andersson, 2001; Alexandre et al., 2007). In klinische onderzoeken reageerde 40 op 70% van de patiënten met ED op intracavernosale injectie van PGE1. De reden waarom veel patiënten niet reageren, is niet bekend. Angulo et al. (2000) aangetoond dat de combinatie van PGE1 Met S-nitrosoglutathione lost consequent de gladde spieren van de penis af, ongeacht of deze goed aan PGE is aangepast1. Ze suggereerden dat de klinische respons op PGE1 kan bij sommige patiënten beperkt zijn door het specifieke gebrek aan respons van gladde spieren van de penis op PGE1 met behoud van het vermogen om te ontspannen in reactie op middelen die alternatieve relaxerende routes activeren. Een combinatie van PGE1 en S-nitrosoglutathione had een synergetische interactie om de gladde spieren van de penis trabeculair te ontspannen, en er werd gespeculeerd dat een dergelijke combinatie aanzienlijke therapeutische voordelen kan hebben bij de behandeling van mannelijke ED. Er lijken echter geen nieuwe ontwikkelingen van deze combinatie te zijn geweest.

PGE1 wordt gemetaboliseerd in penisweefsel tot PHE0 (Hatzinger et al., 1995), die biologisch actief is en kan bijdragen aan het effect van PGE1. PGE1 kan gedeeltelijk werken door de afgifte van NA te remmen (Molderings et al., 1992), maar de hoofdactie van PGE1 en PGE0 is waarschijnlijk om de intracellulaire concentraties van cAMP in de CC-gladde spiercellen te verhogen door EP-receptorstimulatie (Palmer et al., 1994; Lin et al., 1995).

PGE1 is bekend dat het een verscheidenheid aan farmacologische effecten heeft. Het produceert bijvoorbeeld systemische vasodilatatie, voorkomt bloedplaatjesaggregatie en stimuleert de darmactiviteit. Systemisch toegediend, is het medicijn in beperkte mate klinisch gebruikt. Er is weinig bekend over de farmacokinetiek, maar het heeft een korte werkingsduur en wordt uitgebreid gemetaboliseerd. Zoveel als 70% in één keer door de longen kan worden gemetaboliseerd (Golub et al., 1975), wat gedeeltelijk kan verklaren waarom het zelden bijwerkingen op de bloedsomloop veroorzaakt bij intracavernosale injectie.

4. Vasoactief darmpolypeptide.

Zoals eerder besproken, is een rol voor VIP als neurotransmitter en / of neuromodulator in de penis gepostuleerd door verschillende onderzoekers, maar het fysiologische belang ervan voor erectie van de penis is niet vastgesteld (Andersson, 2001). Het onvermogen van VIP om erectie te veroorzaken bij intracavernosale injectie bij krachtige mannen (Wagner en Gerstenberg, 1988) of mannen met ED (Adaikan et al., 1986; Kiely et al., 1989; Roy et al., 1990) gaf aan dat het niet de belangrijkste NANC-mediator kan zijn voor de ontspanning van erectiele weefsels van de penis.

Van VIP is aangetoond dat het een breed scala aan effecten produceert. Het is een krachtige vaatverwijder, remt de contractiele activiteit in vele soorten glad spierweefsel, stimuleert contractiliteit van het hart en vele exocriene afscheidingen. Het stimuleert adenylylcyclase en de vorming van cAMP (Palmer et al., 1994; Fahrenkrug, 2001). VIP intraveneus toegediend kan hypotensie, tachycardie en blozen veroorzaken (Frase et al., 1987; Krejs, 1988). De plasmahalfwaardetijd van het peptide is echter kort, wat ertoe kan bijdragen dat systemische bijwerkingen zeldzaam zijn wanneer het intracavernosaal wordt toegediend (McMahon, 1996; Dinsmore et al., 1999; Sandhu et al., 1999).

Zoals genoemd, Wagner en Gerstenberg (1988) toonde aan dat VIP, zelfs in een hoge dosis (60 μg), geen erectie bij intracavernosale injectie bij sterke mannen kon induceren. Aan de andere kant faciliteerde intracavernosale VIP, bij gebruik in combinatie met visuele of vibratie-stimulatie, een normale erectie. Kiely et al. (1989) injecteerde VIP, papaverine en combinaties van deze geneesmiddelen met fentolamine intracorporaal in 12 mannen met ED van verschillende oorzaken. Ze bevestigden dat VIP alleen niet goed is in het induceren van erecties van menselijke penis. In combinatie met papaverine produceerde VIP echter penisstijfheid vergelijkbaar met die verkregen met papaverine en fentolamine. Gerstenberg et al. (1992) toegediend VIP samen met fentolamine intracavernosally om 52 patiënten met erectiestoornissen. Veertig procent van de patiënten was eerder behandeld met papaverine alleen of met papaverine samen met fentolamine. Na seksuele stimulatie kregen alle patiënten een erectie die voldoende was voor penetratie. Patiënten die eerder met papaverine of papaverine / fentolamine werden behandeld, verklaarden dat de werking van de VIP-combinatie meer op de normale coïtuscyclus leek. Geen enkele patiënt ontwikkelde priapisme, lichamelijke fibrose of enige andere ernstige complicatie (Gerstenberg et al., 1992). Deze positieve resultaten zijn bevestigd door andere onderzoekers (McMahon, 1996; Dinsmore en Alderdice, 1998; Dinsmore et al., 1999; Sandhu et al., 1999; Dinsmore en Wyllie, 2008). Dus, Sandhu et al. (1999) gevonden in een prospectieve, dubbelblinde, placebo-gecontroleerde studie over 304-patiënten met psychogene ED, met behulp van een nieuwe auto-injector, dat meer dan 81% van de patiënten en 76% van de partners een verbeterde kwaliteit van leven rapporteerden. Vergelijkbare resultaten werden verkregen door Dinsmore et al. (1999). Op basis van deze klinische onderzoeken is zowel de werkzaamheid als de veiligheid van de combinatie bevestigd en is de combinatie goedgekeurd voor de behandeling van mannen met ED in het Verenigd Koninkrijk, Denemarken en Nieuw-Zeeland. Meest waargenomen bijwerkingen waren blozen in het gezicht en hoofdpijn.

5. Apomorfine.

In een placebogecontroleerd, dubbelblind onderzoek met gezonde vrijwilligers werd aangetoond dat apomorfine, subcutaan geïnjecteerd (0.25-0.75 mg), erectie kon induceren (Lal et al., 1984). Dit werd bevestigd door Danjou et al. (1988), wat aantoont dat door apomorfine veroorzaakte erectie en de erectie versterkt door visuele erotische stimulatie potentieerde. Er was geen toename van het libido, wat in overeenstemming was met eerdere observaties (Julien en Over, 1984). Bij 28-patiënten met ED, Lal et al. (1989) vond dat 17 reageerde met erectie na subcutane apomorfine (0.25-1.0 g); geen erectie ontwikkeld na placebo. Segraves et al. (1991) ook apomorfine subcutaan (0.25-1.0 g) toegediend aan 12 mannen met psychogene ED in een dubbelblinde en placebogecontroleerde studie. Ze vonden een dosisgerelateerde toename van de maximale penisomtrek. Een erectie met een toename van> 1 cm in maximale penisomtrek werd verkregen bij 11 van de 12 patiënten.

Het kan niet worden uitgesloten dat een subgroep van impotente patiënten een aantasting van de centrale dopaminerge functies heeft en dat het principe van dopamine-receptorstimulatie niet alleen diagnostisch, maar ook therapeutisch kan worden gebruikt. Het therapeutisch potentieel van subcutaan apomorfine lijkt echter beperkt te zijn, voornamelijk vanwege vaak voorkomende bijwerkingen. Hoge doses (bijv. Tot 5-6 mg bij volwassen patiënten) kunnen ademhalingsdepressie veroorzaken en in het lage dosisbereik (0.25-0.75 mg) waarbij effecten op de erectie van de penis kunnen worden aangetoond, braken, geeuwen, slaperigheid, voorbijgaande misselijkheid, tranenvloed, blozen en duizeligheid kunnen optreden (Lal et al., 1984; Segraves et al., 1991). Lal et al. (1987) merkte op dat non-responders, maar geen responders, bijwerkingen ervoeren. Subcutaan toedienen van apomorfine lijkt echter geen acceptabele effect / neveneffectverhouding te hebben en wordt niet langer therapeutisch gebruikt.

6. Linsidomine Chlorhydraat en andere NO-donoren.

Linsidomine, de actieve metaboliet van het anti-angineuze medicijn molsidomine, wordt verondersteld te werken door niet-enzymatische vrijstelling van NO (Feelisch, 1992). De farmacologie van linsidomine maakte het een interessant alternatief voor intracavernosale behandeling van ED en voorlopige studies leken veelbelovend. De eerste positieve resultaten werden echter niet bevestigd (Andersson, 2001), en het medicijn wordt niet langer therapeutisch gebruikt.

Intracavernosale NO-donoren zoals SNP lijken effectief voor de behandeling van ED, maar zijn controversieel vanwege hypotensieve bijwerkingen (Martinez-Piñeiro et al., 1995; Martínez-Piñeiro et al., 1998; Shamloul et al., 2005). Lasker et al. (2010) toonden bij de rat aan dat natriumnitriet (NaNO2), intracavernosaal toegediend, verhoogde ICP, verlaagde systemische arteriële druk en was 1000-vouw minder krachtig dan de NO-donor SNP. Ze suggereerden dat in de rat, NaNO2 wordt door verschillende mechanismen omgezet in vasoactief NO in de corpora cavernosum en het systemische vasculaire bed. Dus, experimenten met de NOS-remmer l-NAME en de xanthine oxidoreductase-remmer allopurinol suggereerden dat nitriet bioactivatie in de corpora werd gemedieerd via eNOS, terwijl nitriet bioactivatie in de systemische vasculaire bedden grotendeels te wijten was aan de activiteit van xanthine oxidoreductase. Er werd ook gesuggereerd dat het vermogen van nitriet om de erectiele activiteit te verbeteren, verder onderzoek in de toepassing van nitriet als een therapeutisch middel voor ED stimuleert.

7. Combinatietherapie.

Phentolamine, papaverine, PGE1en VIP zijn de vasoactieve middelen die het meest worden gebruikt in combinatietherapie om ED te behandelen. In theorie kan combinatietherapie een betere werkzaamheid bieden, omdat van veel van de geneesmiddelen wordt verondersteld dat ze synergistisch werken, maar een vermindering van de incidentie van bijwerkingen en kosten per dosis kan ook worden verwacht. Een vaak gebruikte combinatie is trimix, een mengsel van papaverine, fentolamine en PGE1. Bechara et al. (1996) rapporteerde betere resultaten met de combinatie dan met PGE1 alleen. Echter, Seyam et al. (2005) Trimix vergeleken met een dosis 1-mg fentolamine en verschillende doses papaverine en PGE1 met een 20-μg dosis PGE1, vonden geen significante verschillen in hemodynamische effecten, stijfheid, pijn en zelfvoldoening tussen de twee geneesmiddelen. Trimix produceerde echter een langere duur van erectie en meer priapisme dan PGE1. Deze en de meeste andere combinatietherapieën blijven zonder vergunning. De combinatie van VIP en fentolamine is echter in verschillende landen goedgekeurd.

E. Gentherapie

Weinigen, als een van de beschikbare farmacologische behandelingen voor ED de onderliggende oorzaken van de stoornis zal verbeteren of de ziekte zal "genezen". De inspanningen zijn daarom gericht op de ontwikkeling van gen- en celgebaseerde benaderingen om de moleculaire en weefseldefecten die verantwoordelijk zijn voor ED te corrigeren. In veel opzichten is de penis een goed doelweefsel voor gentherapie vanwege de fysieke locatie, de lage bloedstroom in de niet-geaarde toestand en de interne structuur van de CC. Gentherapie voor de behandeling van ED is uitgebreid onderzocht en voorgesteld als een van potentiële nieuwe therapieën voor ED geassocieerd met, bijv. Veroudering, diabetes en cavernosale zenuwbeschadiging (Melman et al., 2009; Burnett et al., 2010; Harraz et al., 2010; Melman en Davies, 2010; Yoshimura et al., 2010). Bijna alle onderzoeken zijn uitgevoerd bij dieren en tot nu toe is er slechts één bij mensen uitgevoerd. Gezien hun belang voor het erectiele proces, zijn genen betrokken bij de nitrerge route, zoals NOS, zijn uitgebreid getest. Voor het neurogene type ED geïnduceerd door diabetes of cavernosale zenuwbeschadiging, zijn genen voorgesteld die coderen voor verschillende soorten neurotrofe factoren, die zenuwregeneratie kunnen verbeteren. K+ kanaalgenen, die functioneel de ontspanning van cavernosale gladde spieren verbeteren, zijn ook getest. Omdat gentherapie de overdracht van genetisch materiaal naar een doelcel of weefsel met zich meebrengt, zijn zowel virale als niet-virale methoden gebruikt, waarbij de laatste inclusief de introductie van naakt DNA of plasmide-DNA (Christus en Melman, 1998). Met behulp van deze methode werd de werkzaamheid van intracavernosale genoverdracht van naakt hSlo-cDNA dat codeert voor de humane BK-kanaal a-subunit onderzocht met positieve resultaten bij verouderde of diabetische ratten en bij mannelijke cynomolgusapen met ED secundair aan door voeding geïnduceerde atherosclerose (Christ et al., 1998, 2004, 2009; Melman et al., 2003, 2008). Een klinische fase I-veiligheidsklacht bij mannen met ED met behulp van het plasmide dat hSlo-cDNA bevat, is voltooid (Melman et al., 2006). De resultaten waren bemoedigend vanuit veiligheidsoogpunt, en twee van de mannen die deelnamen aan het onderzoek reageerden met verbeterde erecties gedurende 6 maanden na de overdracht. Ondanks deze veelbelovende eerste resultaten, is de ontwikkeling traag verlopen en zijn er geen verdere onderzoeken gerapporteerd.

F. Angiogenese-therapie

Het potentieel voor het gebruik van angiogene factoren om de erectiele functie te herstellen, zonder de noodzaak van PDE5-remmers of door het effect van deze klasse agenten te verbeteren, heeft grote belangstelling getrokken (Lysiak et al., 2010). Vasculaire endotheliale groeifactor wordt uitgedrukt in zowel rat als humaan CC (Burchardt et al., 1999a,b), en de expressie wordt neerwaarts gereguleerd in de CC van bijvoorbeeld hypercholesterolemische ratten en konijnen (Byrne et al., 2001; Xie et al., 2005; Ryu et al., 2006). Talrijke studies in verschillende diermodellen van ED hebben met succes intracavernosale toediening van de vasculaire endotheliale groeifactor en andere angiogene factoren toegepast (Lysiak et al., 2010). De waarnemingen suggereren een gunstige rol voor therapeutische angiogenese bij de behandeling, zo niet de preventie, van vasculogene ED. Menselijke onderzoeken zijn echter nog niet begonnen (Lysiak et al., 2010).

G. Revascularisatie van de interne Pudendal-slagader

Er is een hernieuwde belangstelling voor de rol van veranderingen in de interne pudendal-arterie (IPA) in de pathofysiologie van ED, beide preklinisch (Hale et al., 2009; Hannan et al., 2010) en klinisch (Hale et al., 2009; Rogers et al., 2010). Er is een overeenkomst tussen atherosclerotische veranderingen in dit vat en de kransslagaders (Rogers et al., 2010), en het gebruik van drug-eluting stents, gelijkend op die gebruikt in de kransslagaders, is voorgesteld om bloedstroom in patiënten met ED en vereeuwigde IPA te herstellen. Studies met stents die het antiproliferatieve middel zotarolimus vrijmaken, worden momenteel onderzocht om de veiligheid, haalbaarheid en geschikte selectie van patiënten voor percutane revascularisatie van IPA-stenosen bij mannen met ED te onderzoeken (Rogers et al., 2010). De resultaten van deze studies zullen de mogelijke toekomst en plaats van deze benadering bepalen bij de behandeling van ED.

V. Conclusies en toekomstperspectieven

De meest succesvolle benadering om ED te behandelen, was geneesmiddelen gericht op mechanismen in het doelwitorgaan. PDE5-remmers hebben een enorme invloed gehad op de behandeling van ED, maar zijn niet altijd effectief (bijvoorbeeld bij patiënten met diabetes). Ondanks significante vooruitgang, moeten de verschillende stappen die betrokken zijn bij neurotransmissie, impulspropagatie en intracellulaire transductie van neurale signalen in gladde spieren van de penis nader worden onderzocht. Men moet niet vergeten dat de meeste farmacologische opties voor ED-behandeling geen invloed hebben op de voortgang van de onderliggende pathofysiologie en de ziekte niet genezen. Dit betekent dat andere benaderingen zoals gene- of celgebaseerde therapieën toekomstige onderzoeksrichtingen kunnen zijn. Verhoogde kennis van veranderingen in penisweefsels geassocieerd met ED kan leiden tot een beter begrip van pathogenetische mechanismen en tot preventie van de stoornis. De mogelijkheid medicijn-eluerende stents te gebruiken bij patiënten met verlamd IPA is opwindend en kan zich openen voor toekomstig preklinisch en klinisch onderzoek dat zich richt op de moleculaire biologie van IPA in ziektetoestanden en op de klinische toepasbaarheid van deze benadering.

Het feit dat CNS-mechanismen een belangrijke rol spelen bij erectie en als doelen voor ED-medicijnen is erkend, maar geneesmiddelen gericht op CNS-doelen zijn tot nu toe niet erg succesvol geweest. De supraspinale en spinale regulatie van het erectiele proces omvat verschillende transmitters, waaronder dopamine, serotonine, NA, NO en peptiden, zoals oxytocine en adrenocorticotropine / a-MSH, maar is nog maar gedeeltelijk bekend. Gedetailleerde kennis van deze systemen zal belangrijk zijn voor de ontdekking van nieuwe farmacologische middelen voor de behandeling van ED. Omdat erectie slechts één (zij het belangrijke) factor is van de mannelijke seksuele responscyclus, is de belofte van CNS-actieve geneesmiddelen dat ze ook andere componenten (verlangen-arousal-opwinding-orgasme) op een positieve manier kunnen beïnvloeden. Verder onderzoek om dit te bewijzen is wenselijk