Zuerst diskutieren Andrew und Bernd allgemein die Architektur von Ionenkanälen und deren Rolle bei der Signalweiterleitung im Körper. Besonders betonen sie, dass Signale nicht nur weitergeleitet, sondern auch summiert oder integriert werden können, was erst durch das Öffnen und Schließen der Ionenkanäle möglich wird. Diese Mechanismen sind beispielsweise entscheidend dafür, dass wir Fähigkeiten wie das Fangen eines Balls erlernen können. Andrew erklärt im Gespräch, wie diese Prozesse auf molekularer Ebene ablaufen und wie molekulare Veränderungen mit elektrischen Signalen zusammenhängen. Dadurch lässt sich auch das Phänomen des sogenannten „Muscle Memory“ verstehen.
In seiner Forschung konzentriert sich Andrew besonders auf den AMPA-Rezeptor. Er untersucht nicht nur, wie Glutamat an diesen Rezeptor bindet, sondern auch, wie sich das Membranpotential bei der Bindung des Liganden verändert. Mit seinem Team geht er so weit, einzelne Kanäle zu vermessen, um die Erregbarkeit der verschiedenen Rezeptortypen präzise zu charakterisieren.
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.
In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über Wirkstoffe gegen Depressionen, Migräne und Erbrechen und welche Rolle dabei die jeweiligen Rezeptorsysteme für die Neurotransmitter Noradrenalin und Serotonin haben.
Überlagerung von Ondansetron (schwarz) und Serotonin (rot). In grün sind Bereiche von Serotonin markiert, die für die Affinität und Selektivität zu den diversen Rezeptoren entscheidend sind; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Hans-Dieter beschreibt, wie die einzelnen Wirkstoffgruppen von Neurotransmittern abgeleitet werden können und worauf man achten muss, wenn deren Wirkung aktiviert bzw. gehemmt werden soll.
So handelt es sich bei den Triptanen (Migräne Behandlung) um Agonisten zweier Serotonin Rezeptortypen. Während die Setrone als Antiemetika Antagonisten eines anderen Serotonin Rezeptor Subtyps darstellen. Beide Wirkstoffklassen müssen an den unterschiedlichen Rezeptoren die Eigenschaften von Serotonin so simulieren, dass der jeweilige Wirkstoff nur diesen Rezeptor aktivieren bzw. blockieren kann.
In der Feedbackrunde stellt Bernd vor, wie die Inhalte des Wirkstoffradio abgerufen werden können. Dabei zeigt Bernd, dass ein kostenloses Abo des Programms (Feed) am einfachsten ist, da die Hörer:Innen erst durch die Nutzung eines Podcatchers alle vom Wirkstoffradio zur Verfügung gestellten Informationen erhalten. Hans-Dieter und Bernd rufen dabei alle erfahrenen Hörer:Innen auf: Helft bitte Anfänger:Innen beim Einstieg in das Podcastland.
Diese Episode ist wahrscheinlich das giftigste Gespräch, das Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp im Rahmen des Wirkstoffradio bisher geführt haben, denn sie besprechen den Parasympathikus, an dem so bekannte Gifte wie E605 und Physostigmin binden.
Die „Burger-Pusteblume“, neben einem wissenschaftlichen Artikel über Acetylcholin von Herrn Höltje, einer Molekülzeichnung von ihm zum selben Thema und eine Wirkstoffradio-Kaffeetasse und Kopfhörer. Design: @BarthvanRossum
Der Parasympathikus ist Teil des vegetativen Nervensystems und steuert dort unterschiedliche Erholungs- und Regenerationsmechanismen des Körpers. Der endogene Ligand des Parasympathikus ist Acetylcholin, deswegen sprach man früher auch vom cholinergen System.
Prinzipiell kann man die am Parasympathikus angreifenden Wirkstoffe in drei Gruppen einteilen. Direkte und indirekte Parasympathomimetika, die aktivierend wirken. Die Parasympatholytika können das Acetylcholin vom Rezeptor verdrängen und damit eine Aktivierung des Parasympathikus verhindern.
Abschließend gehen Hans-Dieter und Bernd noch auf ein Hörer:innen Feedback ein und besprechen wieso Magnesiumionen den Effekt von Calciumionen beeinflussen können, dies aber nichts mit Calciumkanalblockern zu tun hat.
