Pharmakologie

Rezeptoren

Ionenkanäle

Enzyme

Transporter

- Eine Kombination von Arzneistoff mit einem Rezeptor löst ein spezifisches Signal aus

- Schlüssel und Schloss

Schloss -- Rezeptoroberfläche

Schlüssel -- Arzneistoff (Ligand)

Ein Rezeptor ist wie ein Lichtschalter, der zwei Schaltmöglichkeiten hat: Ein und Aus

Ein Rezeptor muss eingeschaltet sein, um einen Effekt zu vermitteln

- Affinität zwischen Ligand und Rezeptor

- Dynamisches Gleichgewicht

- Ähnlich: Massenwirkungsgesetz in der Chemie

- Ein Mass für die Anziehungskraft des Liganden zum Rezeptor (Haftungsstärke)

- Die Affinität ist ein Mass für die Bindungsstärke zwischen den Bindungspartnern bei Protein-Ligand-Wechselwirkungen

- Die Affinität gibt das Verhältnis zwischen gebundenem und ungebundenem Arzneistoff in Gegenwart eines Rezeptors an

Wert, bei der 50% der Wirkung erreicht werden

Je kleiner die EC50, umso höher ist die Wirkstärke

Wirkstärke: die Konzentration eines Liganden, die notwendig ist, um einen Effekt auszuüben

Wirksamkeit: kann aus der Log-Dosis-Wirkungskurve abgelesen werden. Die Fähigkeit einer Substanz (Liganden) einen biologischen Effekt auszuüben

Als therapeutische Breite eines Arzneimittels bezeichnet man den Abstand zwischen seiner therapeutischen Dosis und einer Dosis, die zu einer toxischen Wirkung führt. Ein Arzneimittel ist umso sicherer, je grösser die therapeutische Breite ist

Ein Agonist bindet an einen Rezeptor und bewirkt einen biologischen Effekt

im Gegensatz zu einem (vollen) Agonisten nur unvollständig in der Lage, einen Rezeptor bzw. die nachgeschaltete Signaltransduktion in der Zelle zu aktivieren und einen Effekt auszulösen

führt somit im Gegensatz zu einem Agonisten zu einem negativen Effekt

- Antagonisten rufen nur eine kleine oder gar keine biologische Wirkung hervor

- Sie antagonisieren die Wirkung der Agonisten, indem sie den Agonisten den Zugang zum Rezeptor verwehren

Grafik Vergleich Agonist, Antagonist und Inverser Agonist

Bei einem kompetitiven Antagonismus kann der Antagonisten durch höhere Agonistenkonzentrationen entsprechend dem Massenwirkungsgesetz wieder verdrängt werden

keine Rechtsverschiebung der Kurve, der maximale Effekt verringert sich

der Antagonist bindet nicht genau im Schloss, sondern irgendwo am Rezeptor

Wasserstoffbrücken

Metall-Komplexierung

Salzbrücken

Hydrophobe Wechselwirkungen

Rezeptoren sind wichtige Elemente für die chemische Kommunikation zwischen Zellen. Sie kontrollieren und koordinieren die Funktion von Zellen im Körper.

Chemische Botenstoffe sind Hormone, Neurotransmitter, Cytokine, etc.

sind Transmembranproteine

meist selektive - für bestimmte Ionen durchlässige - Poren in der Membran. Die Durchlässigkeit der Ionenkanäle wird entweder durch das Membranpotential, durch die Bindung von Liganden gesteuert

- Lipid-Protein-Membran trennt das Innere der Faser vom extrazellulären Raum

- Aufgrund unterschiedlicher Ionenverteilung in beiden Medien entsteht zwischen dem Innern und den Aussenraum ein Potentialdifferenz

Potential einer ruhenden Zelle

Für jede Zele charakteristisch und konstant

zwischen -60 bis -100 mV

Ursache: unterschiedliche Verteilung der Ionen in den beiden Räumen

ionotrop: die Bindung eines Botenstoffs (allgemein auch Ligand genannt) führt zu einer Öffnung des Kanals. Signalübertragung dauert Millisekunden.

Beispiel: nikotinischer Acetylcholin-Rezeptor (Na+ Permeabilität)

y-Aminobuttersäure: Hemmender Rezeptor, durch GABA strömen mehr Cl- Ionen, negative Ladungen in die Zelle, somit hat die Zelle ein stärkeres Ruhepotential

- ein metabotroper Rezeptor ist ein Zellmembran-Rezeptor

- Hauptunterschied zum ionotropen Rezeptor: auf der intrazellulären Seite des Rezeptors eine weitere Signalkaskade, der Second Messenger-Weg, anschliesst

- Folge: längere Reaktionszeiten, die bis in den Bereich von Sekunden gehen könen

- Metabotropen Rezeptoren = langsame Rezeptoren

- Metabotrope Rezeptoren kein direkter Einfluss auf die Ionenverhältnisse und -Ströme und damit auf das Membranpotential

- Metabotrop

- Membran-gebunder Rezeptor

- 7 transmembranäre Schleifen

- Indirekte Signalweiterleitung

- 40% aller Arzneistoffe wirken über G-Proteine

- Menschliches Genom: 400 GPCRs

- G-proteine besetzen eine Schlüsselposition in der Signalweiterleitung (Signaltransduktion) zwischen Rezeptor und Second-Messenger-Systemen

- Adenylatecyclase: Enzym welches für die Bundung des Second Messenger cAMP verantwortlich ist

- Phospholipase C: Enzym welches für die Bildung von Inositol Phosphat und Diacylglycerol (DAG) verantwortlich ist