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Androgen Interaction with the Polyamine System of the Rat Prostate
Author(s) -
RUI H.,
BREKKE I.,
MØRKÅS L.,
PURVIS K.
Publication year - 2009
Publication title -
andrologia
Language(s) - English
Resource type - Journals
SCImago Journal Rank - 0.633
H-Index - 59
eISSN - 1439-0272
pISSN - 0303-4569
DOI - 10.1111/j.1439-0272.1987.tb01872.x
Subject(s) - putrescine , spermine , spermidine , polyamine , androgen , ornithine decarboxylase , endocrinology , medicine , chemistry , dihydrotestosterone , arginase , enzyme , prostate , ornithine , biochemistry , biology , arginine , hormone , amino acid , cancer
Summary: The ventral and dorsal lobes of the rat prostate contain larger quantities of the aliphatic amines putrescine, spermidine and spermine and higher activities of the enzyme ornithine decarboxylase (ODC; EC 4.1.1.17) than other accessory sex glands. In contrast, the coagulating glands and the seminal vesicles contain only small quantities of the amines but the highest activities of the arginase (ARG; EC 3.5.3.1). Lineweaver‐Burk plots indicated that the Km‐values for ARG in the coagulating gland and ODC in the ventral prostate lobe were 20 mM and 0.2 mM, respectively. Castration decreased ODC and ARG activities to 3 and 50% of control levels, respectively, after 3 days, whilst the Km‐values were unaffected. Daily administration of 3 mg dihydrotestosterone (DHT) prevented these castrational changes. Oestrogen treatment alone had no effect on the activities of the enzymes, but appeared to exert a synergistic effect with androgen on the ODC. Administration of androgen to intact rats for 7 days caused a dose‐related alteration in the ratios of the various amines, particularly the spermine: putrescine ratio. A minor but significant decrease was also recorded in the activity of the ODC, which was mirrored by an increase in the levels of putrescine in the tissue. The data suggest that androgen control of the polyamine pathway is biphasic, first stimulatory and later inhibitory with lesions occurring at the ODC, possibly via short loop feedback of its product putrescine, but also at subsequent enzymic steps in spermidine and spermine biosynthesis. Interaktion der Androgene mit dem Polyaminstoffwechsel der Rattenprostata Zusammenfassung: Der ventrale und dorsale Lappen der Rattenprostata enthält größe‐re Mengen an aliphatischen Aminen wie Putrescin, Spermidin und Spermin, und auch grö‐ßere Aktivitäten des Enzyms Ornithindecarboxylase (ODC; EC 4.1.1.17) als andere acces‐sorische Geschlechtsdrüsen. Im Gegensatz dazu enthalten die Koagulationsdrüsen und die Samenblasen nur geringe Mengen an Aminen, aber die höchsten Aktivitäten von Arginase (ARG; EC 3.5.3.1). Berechnungen nach Lineweaver‐Burk zeigten, daß die Km‐Werte für ARG in der Koagulationsdrüse und ODC im ventralen Prostatalappen 20 mM beziehungs‐weise 50% der Kontrollgruppenwerte nach 3 Tagen, während die Km‐Werte nicht beein‐flußt waren. Die tägliche Gabe von 3 mg Dihydrotestosteron verhinderte die Veränderun‐gen unter Kastration. Alleinige Östrogenbehandlung hatte keinen Effekt auf die Enzym‐aktivitäten, aber es zeigte sich ein synergistischer Effekt zusammen mit Androgen auf die ODC. Wurden gesunde Ratten über 7 Tage mit Androgenen behandelt, bewirkte das eine dosisabhängige Veränderung der Aminkonzentrationen, im besonderen das Verhältnis Spermin zu Putrescin. Ein geringer jedoch signifikanter Abfall wurde auch für die ODC‐Aktivi‐tät registriert, welches sich in einem Anstieg der Putrescin‐Werte im Gewebe widerspiegel‐te. Diese Daten lassen vermuten, daß die durch Androgene bewirkte Kontrolle auf den Po‐lyaminstoffwechsel biphasisch ist, zu Beginn in Form von Stimulation und später Unter‐drückung. Es handelt sich dabei um Veränderungen der ODC, möglicherweise über eine kurze Rückkopplung über sein Produkt Putrescin. Außerdem wird Kontrolle in einander folgenden Enzymschritten der Spermidin‐ und Sperminbiosynthese ausgeübt.