Clinical and animal experimental aspects of lipid metabolism disorders in erectile dysfunction

Abstract

Toxic and hypoxic-ischemic disturbances are currently under discussion as possible reasons for the pathogenesis of non-psychogenically caused erectile dysfunction. We were interested in the role of an impaired lipid metabolism in patients with erectile dysfunction.

Lipid parameters and ultrastructural changes of the smooth muscles in the corpus cavernosum were investigated in patients with erectile dysfunction and, additionally, in hypercholesterolemic rabbits.

105 patients with erectile dysfunctions who underwent a complete impotence work-up were divided into three groups: psychogenic, vascular (arteriocavernous and caverno-venous (non-responder in pharmacon testing)), and neurogenic erectile dysfunctions. The results from the lipoprotein analysis showed clear discriminations dependent on the pathogenesis of the erectile dysfunction. A marked increase of LDL and/or a decrease of HDL concentration was found in patients with vascular impotence (67%) as compared to those with psychogenic and neurogenic erectile failure. On further classification, 45% of the arteriogenic group and 84% of the patients with caverno-venous insufficiencies exhibited disorders in lipoprotein metabolism.

Electronmicroscopic studies showed that hypercholesterolemia in rabbits could cause the same degenerative changes of the cavernous smooth muscle cells as could be found in men with vascularic impotence. The loss of cell contacts and of contractile myofilaments were also notable as was the appearence of nuclearpycnosis and the increase of connective tissue and collagen. An important finding was the loss of endothelial cells in the sinusoidal cavititis of the corpora cavernosa. The presence of these endothelial cells seems to be important for the relaxation ability of the smooth muscle cells. Application of an antagonist of the thromboxan receptor, Daltroban, showed a remarkable decrease of the ultrastructural changes and a significant reduction of cholesterol in the corporal tissue.

The findings in animal experiments as well as the clinical results strongly support the hypothesis that disorders of lipid metabolism play a major role in the pathogenesis of vascular erectile dysfunction.

Zusammenfassung

Toxische und hypoxisch-ischämische Situationen werden als mögliche Ursachen für die Pathogenese der organisch bedingten erektilen Dysfunktion diskutiert. Unser besonderes Interesse fokussierte sich auf die pathogenetische Rolle von Lipidstoffwechselstörungen bei Patienten mit erektiler Dysfunktion.

Parameter des Lipidstoffwechsels und ultrastrukturelle Veränderungen der kavernösen glatten Muskelzellen wurden sowohl bei Patienten mit erektiler Dysfunktion als auch bei hypercholesterinämischen Kaninchen untersucht. 105 Patienten wurden in einer zweijährigen Studie einer vollständigen Impotenzdiagnostik unterzogen und in drei Gruppen eingeteilt: psychogene, vaskuläre (arteriogene oder kavernös-insuffiziente mit Venenleckagen (Nonresponder im Pharmakontest)) und neurogene erektile Störungen. Die Lipoproteinanalytik ergab deutliche Unterschiede, von der diagnostizierten Pathogenese der erektilen Funktion abhängig. Bei der vaskulären Gruppe konnte gegenüber der psychogenen und neurogenen Gruppe eine deutlich erhöhte Low density lipoprotein(LDL)- und/oder eine verminderte High density lipoprotein(HDL)-Konzentration beobachtet werden (67%). Bei weiterer Klassifizierung zeigten 45% der arteriogenen Gruppe und 84% der kavernös-insuffizienten Patienten eine Störung im Lipoproteinmetabolismus.

Mittels elektronenmikroskopischer Untersuchungen konnte gezeigt werden, daß die Hypercholesterinämie im Kaninchenmodell die gleichen Degenerationen der kavernösen glatten Muskelzellen hervorruft, wie sie bei vaskulär impotenten Männer gefunden wurden. Besonders auffällig waren der Verlust von Zellkontaktstrukturen und kontraktilen Myofilamenten, das Vorkommen von Zellkernpyknosen und eine Zunahme von Bindegewebe und Kollagen. Ein weiterer bedeutender Befund war der Verlust der endothelialen Auskleidung der sinusoidalen Hohlräume der Corpora cavernosa, welcher in direktem Zusammenhang mit der Relaxation der glatten Muskulatur der Corpora cavernosa zu stehen scheint. Untersuchungen mit dem Thromboxan-A₂-Rezeptorantagonisten Daltroban zeigten eine deutliche Rückbildung der ultrastrukturellen Veränderungen und eine signifikante Reduktion von Cholesterin im korporalen Gewebe. Die klinischen Ergebnisse implizieren zumindest eine Korrelation zwischen Lipidstoffwechselstörung und vaskulärer erektiver Dysfunktion. In Übereinstimmung der klinischen Ergebnisse und der Tierexperimente läßt sich jedoch mit hoher Wahrscheinlichkeit ableiten, daß Lipidstoffwechselstörungen eine größere Rolle in der Pathogenese der vaskulären Impotenz spielen.