12) Receptorenwirkung – Receptorenkonzept

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1. Definition

Die Receptoren (auch als Rezeptoren bzw. Sensoren) der Sinnesorgane werden mit dem Schwerpunkt Hautreceptoren unter der Frage „Receptorphysiologie“ abgehandelt. Die Sensoren der Motorik findet man unter „Reflexe“ und die Receptoren der klassischen Sinne ebenfalls unter den jeweiligen Fragen.

Physiologische Receptoren (Sensoren) sind Zellen oder Teile von Zellen, die Reize aufzunehmen vermögen und diese dann in nervöse Erregung transducieren können.

Anatomische Receptoren sind Sinneszellen.

Molekularbiologische und pharmakologische Receptoren sind Molekülkomplexe in der Zellmembran, welche mit Hormonen, Transmitter, Medikamenten u.a. Substanzen reagieren können.

Diese Receptoren spielen nicht nur eine wichtige Rolle für die Wirkung von Hormonen, sondern sie sind auch für die Funktion von Sympathicus und Parasympathicus ausschlaggebend. Auf solche Receptoren soll daher hier näher eingegangen werden.

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2. Receptoren für Acetylcholin

Präganglionär wirkt der Transmitter Ach nicotinartig und zwar sowohl sympathisch als auch parasympathisch. Auch an der motorischen Endplatte (natürlich nicht vegetativ innerviert) wirkt Ach nicotinartig, wobei sich allerdings die Receptoren, von denen an der postsynaptischen Membran vegetativer Ganglienzellen unterscheiden; sie sind aber durch Nikotin stimulierbar.

Parasympathisch postganglionär wirkt Ach hingegen muscarinartig auf die Effectorenmembran (Muscarin – Fliegenpilzgift). Diese Wirkungen sind durch die verschiedenen Receptoren bedingt, eben durch „m- bzw. n- Cholinoreceptoren“.

Die Antagonisten zu Ach stellen eine Möglichkeit dar, die cholinergen Receptoren zu hemmen. An der motorischen Endplatte (auch der „Atemmuskulatur“) wirkt z.B. Curare (Pfeilgift der Indianer) als competitiver Antagonist (Wettbewerb um Bindungsstelle; reversieble Bindung). Die Ach-Receptoren blockierend wirkt es als Muskelrelaxans.

Cholesterinasehemmer hingegen bewirken, dass Ach nicht mit normaler Geschwindigkeit abgebaut werden kann (Ach-Konzentration steigt), wodurch z.B. die competitiven Antagonisten (Curare) wieder aus der Bindung gedrängt werden können (Aufhebung einer Muskelrelaxation; Einsatz bei Myasthenien).

Es werden reversieble und irreversible Hemmstoffe der Cholinesterase unterschieden.

Reversieble Cholinesterasehemmer sind z.B. Eserin und Neostigmin, welche zur Decurarisierung eingesetzt werden. Man bedenke, dass wenn Curare schnell entfernt wird und z.B. Neostigmin noch weiter wirkt, es zu einer sog. Recurarisierung kommen kann, da nun durch erhöhte [Ach] eine Dauerdepolarisation und somit eine erneute Lähmung möglich ist.

Zu den irreversiblen Cholesterinasehemmern gehören z.B. Alkylphosphat, Tetrastigmin oder das Parathion = E 605 (Dauerkontraktion an muskarinergen Receporen der glatten Muskulatur (z.B. der Bronchien – Erstickungsgefahr).

Neben dem Einsatz bei Myasthenia gravis oder z. B. bei Glaukom werden irreversieble Cholesterinasehemmer leider auch als Insektizide (siehe medic-Art Anhang Watschenmann) und als chemischer Kampfstoff verwendet.

Bei Glaukom (intraokuläre Druckerhöhung) werden sie eingesetzt, weil ja der Parasympathicus eine Kontraktion des M. ciliaris und des M. sphincter pupillae (Myosis) bewirkt, wodurch der Kammerwinkel vergrößert wird. Wenn therapeutisch ber Cholesterinasehemmer die Konzentration an Ach an der Effectormembran erhöht wird, kommt es dadurch eben zu einer Kammerwinkelvergrößerung und damit zu einer Druckreduzierung.

Achtung: Atropin (Visusbestimmung – {Nah-}Akkommodationslähmung) wirkt als Parasympatolytikum gegenteilig – möglicher Glaukomanfall. Die nicotinartige Wirkung von Ach auf die veg. Ganglien kann durch quartäre Ammoniumblasen (z.B. Tetraethylammoniumchlorid) blockiert werden. Die cholinerg postsynaptische, muskarinartige Wirkung von Ach auf die Effektoren kann z.B. mit Atropin (Tollkirschengift) blockiert werden (competitiver antimuskarinerger Antagonist, Parasympatholyticum). Parasympathomimetica wirken auf die Effectoren wie ganglionäre parasymp. Neurone.

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3. Receptoren für Catecholamine

Hier noch Schema zur post- und präsynaptischen Wechselwirkung zwischen NA und A

Die Überträgersubstanz der sympathischen postganglionären (eigentlich ganglionären) Neurone ist abgesehen von wenigen Ausnahmen (Schweißdrüsen und eventuell Vasodilatatorneurone zu Widerstandsgefäßen der Skeletmuskulatur) NA, sie werden daher auch (nor-)adrenerge Neurone genannt. Vom NNM wird bei Aktivierung des Sympathicus hingegen überwiegend Adrenalin (A) ausgeschüttet. Für die verschiedenen Wirkungen des Sympathicus sind nun u.a. die α- und β-Receptoren bzw. deren Verteilung wesentlich.

  • α-Receptoren (Blockierung z.B. durch Mutterkorn-Alkaloide) reagieren am stärksten auf NA, weniger stark auf A und am schwächsten auf Isoproterenol (I).
  • β-Receptoren (Blockierung z.B. durch Dichlorisoproterenol) reagieren hingegen am stärksten auf I, weniger stark auf A und am schwächsten auf NA.

Die Erregungsschwelle der α-Receptoren liegt höher (verlangen höhere Transmitterkonzentration zur Aktivierung), als die der β-Receptoren. Daher wirken i.a. geringe Dosen A vasodilatatorisch und hohe Dosen vasoconstrictorisch, denn Erregung der α-Receptoren bewirkt Kontraktion der glatten Gefäßmuskeln und die β-Receptoren sind für die Vasodilatation verantwortlich.

Bei geringer [A] werden zuerst die dilatierenden, sensibleren β-Receptoren wirksam, bei höherer [A] wirken dann auch die α-Receptoren und es kommt zur Vasokonstriction. Werden aber gleichzeitig α-Blocker appliziert, so können nur die β-Receptoren wirksam werden, wodurch es zur sog. Adrenalinumkehr – zu einer Vasodilatation kommt. Unter physiologischen Bedingungen ist für die Wirkung des Sympathicus bzw. des NNM die α-β-Receptorenverteilung am Effector entscheidend.

Die β-Receptoren des Herzens werden durch NA – im Gegensatz zu den β-Receptoren der glatten Muskulatur der Gefäße, Bronchien und Trachea stark aktiviert – daher werden sie auch als β1-Receptoren bezeichnet. Die Receptoren für Bronchien und Gastrointestinaltrakt hingegen werden β2-Receptoren genannt. Natürlich gibt es viele weiteren Möglichkeiten, die Receptoren bzw. die Wirkung des veg. NS pharmakologisch zu beeinflussen. Einige Beispiele wären: Blockierung von MAO oder COMT, Förderung der Freisetzung von NA aus den präsynaptischen Endigungen durch Amphetamine, Blockierung der NA-Freisetzung oder Synthese; Blockierung der Erregungsleitung…

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4. Zur receptorspezifischen Wirkung bei cholinerger bzw. adrenerger Aktivierung an den Effectoren

Effector cholinerg (m-Receptoren) adrenerg (α- und β-Receptoren)
Auge:
M. dilatator pupillae α Kontraktion (Mydriasis)
M. sphincter pupillae Kontraktion (Miosis)
M. ciliaris Kontraktion (Nahakk.) Relaxation (Fernakk.)
Herz:
Sinusknoten Frequenz Abnahme β Frequenz Zunahme
Vorhof Kontraktilität Abnahme β Kontraktilität Zunahme
AV-Knoten Leitungsgeschw. Abnahme Leitungsgeschw. Zunahme
Blutgefäße:
Coronargefäße Dilatation? α Constriction
Hautgefäße α Constriction
Skeletmuskel-Gefäße α Constriction; β Dilatation
Lungen-Gefäße α Constriction
Viscera-Gefäße α Constriction; β Dilatation
Speicheldrüsen-Gefäße Dilatation α Constriction
Lunge:
Bronchialmuskeln Kontraktion β Relaxation
Bronchialdrüsen Sekretion
Magen, Darm:
Motilität, Tonus Zunahme Abnahme
Sphincteren Relaxation β Kontraktion
Sekretion Stimulation
Gallenblase: Kontraktion Relaxation
Detrusor vesicae Kontraktion
Sphincter vesicae Relaxation α Kontraktion
Uterus: cyclusabhängig
Genitalien m.: Erektion Ejakulation
Genitalien w.: Erektion (Vasocon.) Transsudation
Haut:
Pilomotoren α Kontraktion
Schweißdrüsen Sekretion (symp.- cholinerg)
NNM: Sekretion (symp.- cholinerg)
Leber: β Glykogenolyse
Pancreas:
Acini Sekretion
Insel-Zellen Insulinsekretion α Hemmung der Insulinsekretion;
β Förderung der Insulinsekretion
Speicheldrüsen: wäßrige Sekretion α visköse Sekretion
Tränendrüsen: Sekretion
Fettgewebe: β Lipolyse
Juxtaglomuläre Zellen: β Reninsekretion

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5. Hormonreceptoren

Hier möchte ich noch Receptoren anführen, welche für die spezifische Wirkung der verschiedenen Hormone verantwortlich sind. Man unterscheidet intracelluläre (cytoplasmatische, nukleäre), von membranständigen Receptoren. Der intracelluläre Hormonreceptorkomplex übt eine direkte genomische Wirkung aus. Bei Informationsübertragung über plasmamembranständige Receptoren ist meist ein zweiter Botenstoff (second messenger) vorhanden. Z.B. kann der membranständige Receptor bei Aktivierung durch ein Hormon eine Adenylatcyclase aktivieren, diese dephosphoryliert und cyclisiert dann ATP zu dem second messenger, c-AMP. Weitere second messenger sind c-GMP, Calmodulin, Phosphoinositol… übrigens ist z.B. auch an der adrenergen Wirkung der β-Receptoren c-AMP als second messenger beteiligt. NA ist nicht nur postggl. sympathischer Transmitter, sondern auch Hormon. Bezüglich der membranständigen Hormonreceptoren kann man sagen, dass übber eine spezifische Hormonbotschaft ein spezifischer Receptor aktiviert wird, der unspezifische Mechanismen in Gang setzt (second messenger), welcher die Zellen zu spezifischen Leistungen anregt.


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6. Zwischenfragen

  • Was weiß man über die Wirkung der α-Receptoren?
  • Was weiß man über die Wirkung der β-Receptoren?
  • Was sind muscarinische und nicotinische Receptoren?
  • Erklären Sie die Blockierung der Receptoren!
  • Wie kommt es zur Muskelrelaxation?
  • Was ist Atropin?

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