Intrazelluläre und membranständige Rezeptoren

Zellen besitzen spezifische Rezeptoren, die Signale durch freigesetzte Hormone und Zytokine in die Zellen vermitteln und dort entsprechende Reaktionen auslösen. Die Art des Rezeptors hängt von der chemischen Struktur bzw. der Wasserlöslichkeit des extrazellulären Signalmoleküls ab. Man unterscheidet intrazelluläre und membranständige Rezeptoren.

Intrazelluläre Rezeptoren

Die intrazellulären Rezeptoren, die auch als Kernrezeptoren oder nucleäre Rezeptoren bezeichnet werden, befinden sich im Zytosol oder Zellkern der Zielzelle. Solche Rezeptoren binden lipophile Hormone, da diese die Zellmembran passieren und in die Zellen eindringen können. Nach der Bindung des Hormons, der Dimerisierung des Hormon-Rezeptor-Komplexes und der Diffusion in den Zellkern wirkt der Komplex als ligandenspezifischer Transkriptionsfaktor. Der Hormon-Rezeptor-Komplex bindet an regulatorische Sequenzen auf der DNA und induziert oder reprimiert auf diese Weise die Expression hormonsensitiver Gene.

Intrazelluläre Rezeptoren besitzen charakteristische Strukturelemente wie die DNA-Bindungs- und die Ligandenbindungsdomäne, die für ihre Funktion von Bedeutung sind.

Membranständige Rezeptoren

Über membranständige Hormonrezeptoren wirken in der Regel die folgenden Gruppen von hydrophilen Hormonen und auch Zytokine:

• Aminosäurederivate: hydrophil (Ausnahme: Schilddrüsenhormone)

• Peptidhormone: hydrophil

• Fettsäurederivate: relativ lipophil

Bei den membranständigen Rezeptoren handelt es sich meist um Transmembranproteine, die die Zellmembran vollständig durchspannen. Das Hormon (First Messenger) bindet auf der Membranaußenseite an den Rezeptor, wodurch sich die Konformation des intrazellulären Abschnitts des Rezeptors ändert. Das führt, je nach Rezeptor, zur Öffnung von Ionenkanälen oder zur Aktivierung von Enzymen. Letztere bilden intrazelluläre Botenstoffe, die Second Messenger, die schließlich die Zellantwort hervorrufen.

Je nach Hormon gibt es verschiedene Rezeptoren und Second Messenger. Man unterscheidet 3 Typen von membranständigen Rezeptoren:

• ligandengesteuerte Ionenkanäle

• G-protein-gekoppelte Rezeptoren

• enzymgekoppelte Rezeptoren