Progesteron, das physiologisch vorkommende Gestagen, bindet an den Progesteronrezeptor und moduliert über diesen die Genexpression. Die meisten biologischen Gestageneffekte werden nicht durch das Gestagen alleine, sondern zusammen mit Östrogenen ausgelöst.
Progesteron, das hauptsächlich im Corpus luteum (Gelbkörper) gebildet wird, spielt eine entscheidende Rolle bei nahezu allen weiblichen geschlechtsbezogenen Vorgängen. Unmittelbar vor der Ovulation am 14. Zyklustag wird, durch LH vermittelt, die Progesteronsynthese gesteigert und erreicht ihr Maximum von etwa 20 mg/Tag 8 Tage nach dem Eisprung. Bei Ausbleiben einer Befruchtung fällt die Progesteronsynthese wieder auf einen basalen Wert von einigen mg/Tag ab. Im Falle einer Konzeption hingegen bildet der Corpus luteum graviditatis (Schwangerschaftsgelbkörper) weiterhin Progesteron, wobei die Synthese im Verlauf der Schwangerschaft auf bis zu 250 mg/Tag stetig ansteigt. Ab dem dritten Schwangerschaftsmonat findet darüber hinaus auch eine Progesteronsynthese in der Plazenta statt. Ein Abfall des Progesteron-, Östrogenspiegles signalisiert ein Ende der Schwangerschaft.
Progesteron steuert unter anderem zusammen mit Östrogenen die Umwandlung des Endometriums, die Beschaffenheit des Cervical- und Uterussekrets, um ideale Bedingungen für eine Befruchtung und anschließende Nidation zu schaffen. Darüber hinaus erhöht es die Körpertemperatur um 0,5-1 °C, fördert die Drüsenbildung in den Brüsten und wirkt hemmend auf die LH-Ausschüttung.
Progesteron wirkt weitgehend mit den Östrogenen synergistisch, hemmt aber die östrogeninduzierte Proliferation des Endometriums und verursacht eine sekretorische Umwandlung des proliferierten Endometriums ähnlich wie in der Lutealphase eines ovulatorischen Zyklus. Die Hemmung der LH-Ausschüttung aus dem Hypophysenvorderlappen verhindert die Ovulation.
Wird Progesteron topisch auf den Brüsten angewendet, so werden ca. 10 % des Wirkstoffs resorbiert. Von diesem Anteil sind nur 20 % systemisch verfügar, also nur 2 % des eingesetzten Wirkstoffs. Da der systemisch verfügbare Anteil schnell in der Leber zu Pregnandiol abgebaut wird, ist bei dieser Applikationsform nicht mit generalisierten Wirkungen zu rechnen.
Im Brustgewebe wird Progesteron retiniert und führt dort zu einer Normalisierung der Hormonbilanz zwischen Östrogenen und Gestagenen. Dies erfolgt derart, dass die Anzahl der Östrogenrezeptoren im Cytosol sinkt und damit weniger Östrogene an Rezeptoren binden und damit wirken können. Zusätzlich wird die 17β-Dehydrogenase aktiviert, die das hochwirksame Estradiol in Estron umwandelt, das eine wesentlich schwächere Rezeptorbindungsaffinität hat.
