In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über Hormone, ihre strukturellen Eigenschaften und wie sie im Körper gesteuert werden, um spezifische Aufgaben zu erfüllen.
Struktur von Thyroliberin. Das Pyroglutamat in Position eins ist cyan, blau ist das Histidin an Position 2 und das Prolinamid ist rot hinterlegt; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Zu Beginn konzentrieren sich Hans-Dieter und Bernd auf die Liberine und Statine des Hypothalamus und erklären die Funktionen dieser Proteohormone. Zum Abschluss erörtern sie die glandotropen und effektorischen Hormone der Hypophyse sowie einige therapeutisch verwendete Mimetika.
Mit dieser Episode feiert das Wirkstoffradio sein fünfjähriges Bestehen, da die Nullnummer WSR000 im September 2018 veröffentlicht wurde. Kurz darauf hatte Hans-Dieter Höltje seinen ersten Auftritt in diesem Podcast mit der ersten regulären Episode, WSR001: „Was sind Wirkstoffe?“.
Hans-Dieter und Bernd ermutigen Hörerinnen und Hörer dazu, sich mit Fragen oder Themenvorschlägen aktiv am Podcast zu beteiligen. Auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind eingeladen, ihr Forschungsgebiet im Rahmen des Wirkstoffradios vorzustellen, sofern es zum thematischen Schwerpunkt passt.
In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über die Architekturen unterschiedlicher Ionenkanäle.
Tetramer Struktur eines Ionenkanals, hier ist ein CNGA1 Rezeptor dargestellt (PDB ID:7LFW), DOI: 10.1016/j.neuron.2021.02.007; Quelle: Haoran Liu, AG Sun
Hans-Dieter erklärt die beiden grundlegenden Bauformen und die prinzipielle Funktion von Ionenkanälen, die entweder als Tetramer oder auch als Pentamer in unterschiedlichen Zellen vorkommen können.
Durch den Transport der Ionen bildet sich an der Membran der jeweiligen Zellen ein Potential aus. Die Änderung dieser Potentiale mit Hilfe der unterschiedlichen Ionenkanal-Typen ist entscheidend für den Ablauf diverser physiologischer Prozesse, die viel weiter reichen als die hier gezeigten molekuaren Modelle und Themen anderer Wirkstoffradio Episoden.
Im September feiert das Wirkstoffradio sein 5 -jähriges Bestehen, daher lädt Bernd alle Hörer:Innen ein, jetzt schon Vorschläge für eine Jubiläumsveranstaltung zu machen.
Nach der Reise der Wirkstoffe besprechen Prof. Dr. Dr. Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp nun einzelne Wirkstoffklassen. Das erste Thema beschäftigt sich mit Wirkstoffen zur Behandlung des Bluthochdruck, die so genannten Antihypertonika. Nach einer Aufzählung der wichtigsten Wirkstoffklassen beginnen Hans-Dieter und Bernd in dieser Episode mit den Diuretika, also Substanzen zur Entwässerung.
Strukturformel von Hydrochlorothiazid; Quelle: Yikrazuul, Public domain, via Wikimedia Commons
Diuretika sind die am längsten bekannten Blutdruck senkenden Arzneimittel. Nach einer kurzen Beschreibung des Wirkortes in der Niere, legen Hans-Dieter und Bernd den Hauptfokus auf die Beschreibung der chemischen Grundkörper einiger wichtiger Wirkstoffe wie Hydrochlorothiazid bzw. Furosemid und den sich daraus ergebenden Wirkmachnismus.
Zum Abschluss der Episode diskutieren Hans-Dieter und Bernd den Medizin Nobelpreis 2021, dabei besprechen sie die Entdeckung des Ionenkanals TRPV1 oder auch Capsaicin Rezeptor und die Probleme, die sich bei der Entwicklung eines modernen Arzneimittels für diesen Rezeptor ergeben.
In dieser Episode besprechen Prof. Dr. Dr. Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp innerhalb der Reise von Wirkstoffen, wo diese wirken und was dabei ausgelöst wird.
Der Wirkort oder auch Zielstruktur, sind meist ein oder mehrere Moleküle im Körper, mit denen ein Wirkstoff eine Interaktion eingehen kann. Diese Interaktionen beeinflussen dann die Kaskade, an der die entsprechende Zielstruktur beteiligt ist; diese Modulation nennt man dann Wirkmechanismus.
Was untersucht die Pharmakodynamik? Quelle: Scivit, CC BY 4.0 , via Wikimedia Commons
Häufig handelt es sich bei Zielstrukturen bzw. Targets um Rezeptoren, Ionenkanäle, Transportproteine, aber auch DNS Interaktionen und Enzyme können Target eines Wirkstoffs sein. Je nach Interaktion der Wirkstoffe mit dem Zielprotein sind unterschiedliche Mechanismen bekannt. Hans-Dieter und Bernd gehen in dieser Episode auf die wichtigsten Mechanismen ein und besprechen die grundlegenden Eigenschaften an Hand einiger Beispiele.
Wirkstoff des Monats ist Teduglutid. Dr. Annette Schappach hat uns auf diesen Wirkstoff aufmerksam gemacht, da sie unter anderem diesen einige Jahre im Bereich Arzneimittelsicherheit betreut hat. Teduglutid ist ein GLP-2 Analogon und wird für die Behandlung des Kurzdarmsyndroms bei Erwachsenen eingesetzt.
Diesmal haben Ursula Pfeiffer, Prof. Dr. Dr. Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp die Reise der Wirkstoffe fortgesetzt. Nachdem sie in der Episode WSR041 Die Reise von Wirkstoffen und der HAMLET Komplex, die Applikation und die Freisetzung besprochen hatten, diskutierten sie diesmal, wie Wirkstoffe aus dem Dünndarm aufgenommen werden.
Kornfeld bei Standorf im Taubertal. Quelle: Bernd Rupp
In der Regel werden Wirkstoffe durch passive Mechanismen vom Dünndarm in das Blut aufgenommen. Entscheidend für diesen Schritt sind die Zellmembranen der Zellen, die überwunden werden müssen. Hans-Dieter beschreibt die Zellenmembran als Kornfeld, da die Moleküle der Membran nicht über direkte chemische Bindungen verknüpft sein dürfen, um einem Wirkstoffmolekül die Möglichkeit zu geben, diese zu durchdringen.
Außerdem werden auch Themen wie First Pass Effekt bzw. Metabolisierung in der Leber, Verteilung über die Blutbahn und Ausscheidung durch die Niere angesprochen. Diese Schritte definieren die Menge des Wirkstoffs, welche für die Wirkung zur Verfügung steht.
