Elektrische Spannung beeinflusst die zelluläre Wirkung von Substanzen wie Adrenalin. Das berichten Marburger Pharmakologen in der aktuellen Ausgabe der US-amerikanischen Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America“ (PNAS). Da Adrenalinrezeptoren als Ziele zahlreicher Arzneimittel dienen,  erhoffen sich die Autoren künftige Anwendungen ihrer Erkenntnisse in der Medizin.

Alexandra Birk, Professor Dr. Moritz Bünemann und Dr. Andreas Rinne (von links; Foto: Philipps-Universität/Moritz Bünemann AG)

„Das unbewusste Nervensystem steuert viele wichtige Körperfunktionen wie Kreislauf und Herzschlag“, erläutert Professor Dr. Moritz Bünemann vom Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmazie der Philipps-Universität, der die aktuelle Studie zusammen mit Dr. Andreas Rinne und Alexandra Birk publiziert hat. Das Gehirn überwache den Kreislauf und sende Signale an verschiedene Organe, um den Blutdruck, das Volumen des zirkulierenden Blutes sowie die Durchblutung von Organen und Geweben an den jeweiligen Bedarf anzupassen. Diese Signale werden in Form chemischer Botenstoffe an die Zielzellen übermittelt, etwa durch Adrenalin oder verwandte Substanzen. Binden diese Botenstoffe an Andockstellen auf der Oberfläche von Körperzellen, so leiten diese so genannten Rezeptoren das Signal ins Zellinnere. „Derartige Rezeptoren finden sich häufig in elektrisch aktiven Zellen wie Nerven- oder Muskelzellen“, ergänzt Rinne.

Bünemanns Arbeitsgruppe untersuchte die Spannungsabhängigkeit der Rezeptorfunktion, indem sie die Wechselwirkung zwischen markierten Proteinen verfolgte, während sie das elektrische Potenzial über der Zellmembran vorgab. Das Ergebnis: Eine Abnahme der elektrischen Spannung führt dazu, dass der natürliche Botenstoff weniger gut an die Rezeptoren bindet. Ist der blutdrucksenkende Arzneistoff Clonidin an die Rezeptoren gebunden, so führt eine Abnahme der elektrischen Membranspannung innerhalb einer Sekunde dazu, dass die Signalweiterleitung über den Rezeptor abnimmt.

„Viele wichtige Arzneimittel, insbesondere mit Herz-Kreislauf-schützender Wirkung, binden an Adrenalin-Rezeptoren“, führt Bünemann aus. Da die Wirkstoffe sich in der Art ihrer Spannungsabhängigkeit unterschieden, sei es wahrscheinlich, dass diese die Wirkung der Medikamente beeinflussen könne.

Originalveröffentlichung: Andreas Rinne, Alexandra Birk, & Moritz Bünemann: Voltage regulates adrenergic receptor function, PNAS 4/110 (2013), pp. 1536-1541, doi:10.1073/pnas.1212656110

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Professor Dr. Moritz Bünemann,
Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmazie
Telefon: 06421 28- 2 5702
E-Mail: moritz.buenemann@staff.uni-marburg.de

Biochemisch-Pharmakologisches Centrum im Internet: http://www.uni-marburg.de/fb20/bpc