WSR076 H1, H2 Antihistaminika und Protonenpumpenhemmer

In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über Histamin als Gewebshormon, H1- und H2-Antihistaminika sowie Protonenpumpenhemmer (PPIs).

Struktur von Levo-Cetirizin.
Struktur von Levo-Cetirizin, aktive Form von Hydroxyzin, der zur Carboxylgruppe oxidierte Kohlenstoff wurde blau markiert; Quelle: Hans-Dieter Höltje.

Antihistaminika, die zur Behandlung von Allergien eingesetzt werden, blockieren den Histamin-H1-Rezeptor. Hans-Dieter stellt neben den Antihistaminika der ersten Generation, die heute hauptsächlich als leichte Schlafmittel verwendet werden, auch Substanzen der zweiten Generation vor. Diese haben keine sedative Wirkung mehr und sind daher die bevorzugte Wahl für akute allergische Beschwerden.

Danach besprechen Hans-Dieter und Bernd einige H2-Antihistaminika, die als erste Substanzklasse eine effektive Therapie gegen Magengeschwüre darstellten.
Abschließend erläutert Hans-Dieter die Strukturen und den Mechanismus von Protonenpumpenhemmern. Obwohl diese Substanzklasse nicht direkt mit den H2-Antihistaminika zusammenhängt, haben sie aufgrund ihres besseren Nebenwirkungsprofils diese praktisch vom Markt verdrängt.

 

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WSR067 Opioid-Analgetika: Von Morphin, Oxycodon und Fentanyl bis Ziconotid und Flupirtin

In der zweiten Episode über Analgetika diskutieren Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp Schmerzmittel aus der Gruppe der Opioide, die früher auch als „starke Analgetika“ bekannt waren.

Zu Beginn der Episode erklärt Hans-Dieter die Lebertoxizität von Paracetamol und wie sie entsteht.

Überlagerung des Morphins (schwarz) mit dem Tyrosin (rot) aus den Enkephalinen; Quelle: Hans-Dieter Höltje.

Anschließend beschreibt Hans-Dieter die wichtigsten strukturellen Elemente der Morphinstruktur und ihre räumliche Verbindung zueinander. Nach der Entdeckung der Enkephaline als endogene Opioide konnten die strukturellen Segmente identifiziert werden, die für die Wirkung entscheidend sind.

Nach der Darstellung von Morphin und seinen Derivaten wie Heroin, Codein und Oxycodon gehen Hans-Dieter und Bernd auch auf Analgetika der Morphinane und Benzomorphane ein, sowie auf vollsynthetische Vertreter wie Pethidin und Methadon. Sie diskutieren, wie diese Substanzen auch ohne die strukturelle Rigidisierung von Morphin ihre Wirkung an den Opioidrezeptoren entfalten können.

Abschließend besprechen Hans-Dieter und Bernd die Wirkungsmechanismen von Ziconotid und Flupirtin, die sich grundlegend von den klassischen Opioid-Analgetika unterscheiden.

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WSR063 Schlafmittel und Tranquilizer: Benzodiazepine, Melatonin und Orexin-Rezeptor-Antagonisten

In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über Tranquilizer und Schlafmittel. Neben den derzeit wichtigsten Wirkstoffklassen wie Benzodiazepine oder Nonbenzodiazepine werden auch neuere Entwicklungen wie Orexin-Rezeptor-Antagonisten angesprochen.

Struktur von Melatonin; der blaue Kreis markiert die Metoxygruppe des Methylethers, der rote Kreis markiert das Acetamid des acetylierten Stickstoffs; Quelle: Hans-Dieter Höltje.

Wie immer besprechen Hans-Dieter und Bernd die chemischen Eigenheiten der jeweiligen Wirkstoffklassen und wie diese sich auf die Pharmakologie der Wirkstoffe auswirken.

Auch das körpereigene Melatonin wird als Wirkstoff eingesetzt. Hans-Dieter beschreibt, wie im Körper aus Serotonin Melatonin erzeugt wird und wie in der Wirkstoffentwicklung das Melatonin  künstlich verändert wurde, um es als Schlafmittel einsetzen zu können. Neben den altbekannten Wirkstoffklassen gehen Hans-Dieter und Bernd auch auf neue Entwicklungen wie Orexin-Rezeptor-Antagonisten ein. Für  einige Wirkstoffe dieser Gruppe wurden 2022 Zulassungen in Europa beantragt und erste Vertreter haben die Zulassung mittlerweile erhalten.

Abschließend spricht Bernd noch eine Hörer:Innen Frage zur Episode mit Carsten Watzl an.

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WSR061 Poren, Pumpen und Kanäle: Wie Ionenkanäle Potentiale steuern

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.

Besonderer Dank gilt Haoran Liu, der als Doktorand in der Gruppe von Han Sun, in der auch Bernd arbeitet, einige Darstellungen der unterschiedlichen Ionenkanal Architekturen zur Verfügung gestellt hat.

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.

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WSR059 Glutamat-, GABA-System und Wirkstoffe zur Behandlung epileptischer Anfälle

In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über den Zusammenhang zwischen dem exzitatorischen und dem inhibitorischen System und besprechen Wirkstoffe, die epileptische Anfälle mildern oder sogar verhindern können.

GABA Biosynthese durch Decarboxylierung von Glutaminsäure; Quelle: Dapperti, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Der wichtigste Neurotransmitter für das exzitatorische System ist Glutaminsäure. Wird von einem Glutaminsäure Molekül CO2 abgespalten, so entsteht der inhibitorische Neurotransmitter GABA (gamma-Amino-Buttersäure). Für beide Neurotransmitter gibt es eine ganze Reihe von Rezeptoren, deren Effekte einander beeinflussen.

Hans-Dieter beschreibt die Entwicklung verschiedener Wirkstoffklassen und zeigt, dass schon kleine Änderungen in der Wirkstoffstruktur ausreichen, um andere Rezeptorsysteme zu adressieren.

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