04.3 Rezeptoren III

• man unterscheidet zwischen freier Diffusion und vermitteltem Transport

  —> Jedes Ion besitzt einen eigene Kanal (Selektivität)

• Aktiver Transport (Ionentransporter):

  —> Transport über die Membran durch Bindung, Konformationsänderung und Freisetzung

  —> Beispiele: Na+-K+-Pumpen, Na+-Ca2+-Antiporter, Na+

  -Glukose-Antiporter

• Passiver Transport (Ionenkanäle):

  —> Membran-durchspannende Proteine

  —> bilden wassergefüllte Kanäle im Protein-Innenraum

  —> Ionen können im Protein-Kanal durch die Membran wandern

• geschlossen – offen –inaktiv

• vermitteln Ionenwanderungen entlang elektrochemischer Gradienten

• Ionenkanle steuern durch ihre Schleusenfunktion die Membran De- und Repolarisierunng

• Spannungs-abhängige Na+-Kanäle

• Spannungs-abhängige K+-Kanäle

  —> kommen am häufigsten vor

• Spannungs-abhängige Ca2+-Kanäle

• Spannungs-abhängige Cl--Kanäle

• die 𝛼 UE bilden auch alleine funktionelle Kanäle

• ß-UE udn andere UE haben modulatorische Funktionen

  —> Beeinflussen die Kanalkinetik, bewirken eine inaktivierung oder wechselwirken mit anderen Faktoren

• extra- oder intrazellulär

• 1 α-Untereinheit

  —> Die Haupt-α-Untereinheit enthält 4 homologe Domänen, die jeweils aus 6 Transmembran-Segmenten bestehen

  —> 1 Loop Domäne mit Selektionsfunktion

• 1-2 unterstützende β-Untereinheiten

Na+ Kanäle ermöglichen den schnellen Na+ Ionen Einstrom, der den Anstieg des Aktionspotenzials in Nerven-, Muskel- und endokrinen Zellen kennzeichnet

• K+-Kanäle sind am weitesten verbreitet und in nahezu allen Organismen zu finden

• dienen der Aufrechterhaltung des Ruhepotentials und der Membrandepolarisation nach Erregung

• Regulieren zelluläre Prozesse, beispielsweise die Hormonsekretion (Insulinausschüttung in ß-Zellen)

• α-Untereinheit spannungs-abhängiger K+ Kanäle ist in 4 homologen Domänen organisiert (I-IV), von denen jede 6 Transmembran-Segmente (S1-S6) enthält

• Die Kanalpore wird jeweils aus S5, S6 und dem Zwischensegment H5 von 4 Untereinheiten gebildet

• H5 ist für die Selektivität des Kanals essentiell

• Ca2+ öffnet den Kanal

1. Spannungs und Ca2+ abhängig

1. nur Ca2+ abhängig

• Spannungs-gesteuerte Ca2+-Kanäle vermitteln den Ca2+-Einstrom als Antwort auf eine Membran-Depolarisation und steuern intrazelluläre Prozesse wie Kontraktion, Sekretion und Neurotransmission

• 1 α-Untereinheit die in 4 homologen Domänen organisiert (I-IV) ist und jeweils 6 Transmembran-Segmente (S1-S6) enthält

• Zusätzlich enthalten die meisten Ca2+-Kanäle eine intrazelluläre ß- Untereinheit und einen transmembran-Disulfid-gebundenen α2𝜹-Untereinheit-Komplex

1. spannungsabhähgige

2. Ligandabhängige

   —> IP3-Rezeptor

   —> Ryanodin-Rezeptor

   —> Glutamat/NMDA-Rezeptor

   —> nikotinischer Acetylcholin Rezeptor

3. Store operated Channels (SOPs)

• in Herzmuskeln und glatter Muskulatur

• durch Ca2+ abhängige K+ Kanäle wird eine Hyperpolarisation der Membran verursacht und der einstrom von Ca2+ in die Muskelzelle gehemmt

  —> wiederherstellung des Membranpotentials und Relaxation des Muskels

• spannungsabhängig im Skeletmuskel

• Ca2+ anhängig im Herzmuskel oder in Neuronen

• Lebensbedrohliche Komplikation bei Narkotisierungen

  —> Kinder: 1 / 5.000 Fälle; Erwachsenen: 1 / 50.000 Fälle

• Erblich bedingt durch Mutation des Ryanodinrezeptors oder Dihydropyridin-Rezeptors (Spannungs-gesteuerter Calzium-Ionenkanal) der Skelettmuskulatur

• Reizung durch Triggersubstanzen (z.B. Inhalationsanaesthetika) führt zu unkontrollierter Ca2+-Ausschüttung, dadurch „Entgleisung“ des Stoffwechsels

• Bei maligner Hyperthermie (MH) dürfen viele Inhalationsanaesthetika nicht eingesetzt werden

  —> Bsp.: Isofluran

1. Ruhezustand

1. Zustand bei Stimulation durch Glucose