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Lexikon der Neurowissenschaft: Rezeptoren

Rezeptoren [von latein. receptor = Empfänger], E receptors, 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 (aus der Umwelt; z.B. Augen) von Enterorezeptoren und Propriorezeptoren. Bei den Exterorezeptoren handelt es sich in der Regel um sensible Strukturen, die auf mechanische, chemische, osmotische, elektrische, optische oder akustische Reize oder auf Temperaturänderungen ansprechen (Mechanorezeptoren, Chemorezeptoren, Osmorezeptoren, Photorezeptoren, Gehörorgane). All diesen Rezeptoren ist gemeinsam, daß sie die perzipierten Reize unter den Bedingungen ausreichender Reizintensität und Einwirkzeit (Chronaxie) in elektrische Signale, die Rezeptorpotentiale, umsetzen. Während die ionischen Grundlagen für die Entstehung eines Rezeptorpotentials selbst, nämlich die Leitfähigkeitsänderungen der Rezeptor-Membran (Membranpotential) für bestimmte Ionen (Na+, KG, Cl-), gut bekannt sind, sind die zwischen Reizperzeption und Leitfähigkeitsänderung ablaufenden Vorgänge (Signaltranduktion) noch nicht generell und vollständig geklärt. Die an diesen Mechanismen beteiligten Moleküle müssen meist über eine Verstärkerfunktion verfügen, denn die von den Sensoren aufgenommenen Reizenergien 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. Barorezeptoren, Dehnungsrezeptoren, Sherrington. 2) Rezeptormoleküle, Rezeptorproteine, molekulare Sensoren, Bezeichnung für Proteine, die mit in der Regel für sie spezifischen Substanzen (Liganden, 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) oder in Sinneszellen direkt oder indirekt (über chemische Zwischenschritte) zu Ladungsverschiebungen (Rezeptorpotentiale) führen ( siehe Zusatzinfo ). Die sofortige Ausbildung eines Rezeptorpotentials erfolgt z.B. bei Bindung des Neurotransmitters Acetylcholin an dessen Rezeptormoleküle (Acetylcholinrezeptor) 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 (cAMP). Dieser interagiert dann mit einem weiteren Membranprotein, wodurch die Permeabilitätsänderung der Membran erfolgt. Rein chemische Folgereaktionen zeigen Hormonrezeptoren: Auch hier werden häufig zunächst sekundäre Boten gebildet, die dann regulierend in den Stoffwechsel der Zelle eingreifen. – Viele der Hormon- und Neurotransmitterrezeptoren reagieren auch mit anderen, häufig toxischen Substanzen (z.B. Curare, Muscarin, Nicotin). Diese können experimentell zur Charakterisierung der Rezeptorentypen ("muscarinische", "nicotinische" Acetylcholinrezeptoren) genutzt werden. Weiterhin existieren, insbesondere im Zentralnervensystem, Rezeptoren, die besonders empfindlich auf Rauschgifte ansprechen (Opiatrezeptoren). Dopaminrezeptoren, Insulinrezeptor, Serotoninrezeptoren.

Rezeptoren

Bei den membranständigen Zelloberflächen-Rezeptoren unterscheidet man zwischen Ionenkanal-gekoppelten, katalytischen und G-Protein-gekoppelten Rezeptoren. Ionenkanal-gekoppelte Rezeptoren (Rezeptor-Kanal-Komplex) sind Neurotransmitter-abhängige Ionenkanäle, die sich in aktivierter Form kurzfristig öffnen oder schließen. Durch G-Protein-gekoppelte Rezeptoren werden membrangebundene Enzyme oder auch Ionenkanäle über G-Proteine aktiviert oder inhibiert. Schließlich wirken katalytische Rezeptoren entweder selbst enzymatisch oder sind sehr oft mit Proteinkinasen assoziiert, wodurch in der Zielzelle Proteine phosphoryliert werden. – Steroidhormone, Thyreoidhormone, Retinoide und Vitamin D diffundieren als kleine hydrophobe Moleküle durch die Plasmamembran der entsprechenden Zielzellen und binden an intrazelluläre Rezeptoren, wodurch der entsprechende Rezeptor aktiviert und im Zellkern die Transkription bestimmter Gene reguliert wird. Lösliche Gase, wie z.B. Stickoxid, diffundieren ebenfalls durch die Plasmamembran der Zielzelle und aktivieren meist die Guanylatcyclase, die den sekundären Botenstoff cGMP bildet.

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