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Lexikon der Biologie: Rezeptoren

Rezeptoren [von latein. receptor = Empfänger], 1) Sensoren, Bezeichnung für Sinneszellen (z.B. Haarzellen, Photorezeptoren) bzw. Sinneszellen enthaltende sensible Strukturen (z.B. Muskelspindeln, Geschmacksknospen), die Reize aus der Umwelt oder dem Innern eines Organismus aufnehmen. Nach der Herkunft des Reizes unterscheidet man Exterorezeptoren (Umwelt; z.B. Auge) von den Interorezeptoren, zu denen wiederum die Enterorezeptoren und Propriorezeptoren gehören. Bei den Exterorezeptoren handelt es sich in der Regel um sensible Strukturen, die auf mechanische, chemische, osmotische, elektrische, magnetische, optische oder akustische Reize oder auf Temperaturänderungen ansprechen (mechanische Sinne, Mechanorezeptoren; chemische Sinne, Chemorezeptoren, Geruchsrezeptoren, Geschmacksrezeptoren; Osmorezeptoren; elektrische Organe, magnetischer Sinn; Photorezeption, Photorezeptoren; Gehörorgane, Gehörsinn; Temperatursinn). All diesen Rezeptoren ist gemeinsam, daß sie die perzipierten Reize (Perzeption) unter den Bedingungen ausreichender Reizintensität und Einwirkzeit (Chronaxie) in elektrische Signale, die Rezeptorpotentiale (bzw. Sensorpotentiale, s.u.), umsetzen. Während die ionischen Grundlagen für die Entstehung eines Rezeptorpotentials selbst, nämlich die Leitfähigkeitsänderungen (elektrische Leitfähigkeit) der Rezeptor-Membran (Membranpotential) für bestimmte Ionen (Na+, K+, Cl), gut bekannt sind (Elektrolyte [Abb.], Nervenzelle I ), sind die zwischen Reizperzeption und Leitfähigkeitsänderung ablaufenden Vorgänge (Signaltransduktion) noch nicht generell und vollständig geklärt. Die an diesen Mechanismen beteiligten Moleküle müssen meist über eine Verstärkerfunktion verfügen, denn die von den Sensoren aufgenommenen Reiz-Energien sind häufig geringer als die für die Ausbildung und Weiterleitung von Aktionspotentialen erforderlichen Energiebeträge (z.B. bei der Photorezeption). Somit können diese Energiebeträge nicht vom Reiz selbst geliefert werden, sondern müssen vom Energiestoffwechsel der Zelle bereitgestellt werden. – Mittlerweile hat sich der Rezeptorbegriff in Medizin und Biologie gewandelt – derart, daß die oben beschriebenen Sinnesrezeptoren als Sensoren bezeichnet werden (entsprechend das Rezeptorpotential als Sensorpotential) und als Rezeptoren überwiegend die unter 2) beschriebenen Moleküle oder Molekülkomplexe an Zelloberflächen angesprochen werden. Bewegungsrezeptoren, Dehnungsrezeptoren, Druckrezeptoren, Farbrezeptoren, Feuchterezeptor, Gelenkrezeptoren, Haarfollikelrezeptoren, Pressorezeptoren. 2) Rezeptormoleküle, Rezeptorproteine, molekulare Sensoren, Bezeichnung für Proteine, die mit in der Regel für sie spezifischen Substanzen (Ligand; primäre Boten) nach dem Schlüssel-Schloß-Prinzip interagieren und durch diese Interaktion bestimmte Folgereaktionen initiieren. Letztere können rein chemischer Natur sein (z.B. bei Interaktionen zwischen Hormonen und ihren Rezeptoren [Hormonrezeptoren]) oder in Sinneszellen direkt oder indirekt (über chemische Zwischenschritte) zu Ladungsverschiebungen (Rezeptorpotentiale) führen ( vgl. Infobox ). Die sofortige Ausbildung eines Rezeptorpotentials erfolgt z.B. bei Bindung des Neurotransmitters Acetylcholin an dessen Rezeptormoleküle (Acetylcholinrezeptor [Abb.]) in der postsynaptischen Membran, da durch diese Reaktion eine Leitfähigkeitsänderung der Membran (Öffnung von Ionenkanälen) bewirkt wird. Binden hingegen die Neurotransmitter Adrenalin bzw. Noradrenalin an ihren spezifischen Rezeptor (adrenerge Rezeptoren), so kommt es zunächst zur Bildung eines sekundären Boten (z.B. cAMP). Dieser interagiert dann mit einem weiteren Membranprotein, wodurch die Permeabilitätsänderung der Membran (Membranpermeabilität) erfolgt. Rein chemische Folgereaktionen zeigen Hormonrezeptoren: Auch hier werden häufig zunächst sekundäre Boten gebildet, die dann regulierend in den Stoffwechsel der Zelle eingreifen ( Hormone ). – Viele der Hormon- und Neurotransmitterrezeptoren reagieren auch mit anderen, häufig toxischen Substanzen (z.B. Curare, Muscarin, Nicotin; Neurotoxine). Diese können experimentell zur Charakterisierung der Rezeptorentypen (muscarinischer Acetylcholinrezeptor, nicotinische Acetylcholinrezeptor-Kanäle) genutzt werden. Weiterhin existieren, insbesondere im Zentralnervensystem, Rezeptoren, die besonders empfindlich auf Rauschgifte ansprechen (Opiatrezeptoren). Adenylat-Cyclase, Adhäsine, cAMP, cGMP, Cytokine, Cytokin-Netzwerk, Glykogen (Abb.), G-Proteine, Guanylat-Cyclase, Hormone (Abb.), Integrine, mechanosensitive Kanäle, Membrantransport, Onkogene, Rezeptor-Transmodulation, Rezeptor-Tyrosin-Kinasen, rezeptorvermittelte Endocytose, spannungsgesteuerte Ionenkanäle, Sympathikolytika, Synapsen, Tyrosin-Kinasen.

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