Nachdem Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp in Episode WSR069 eine grundlegende Einführung in die Funktionsweise von Hormonen gegeben haben, widmen sie sich in dieser Episode eingehender den Nukleohormonen.
Struktur der Thyronine. Entspricht der Rest R einem Iod Atom (I) liegt Thyroxin (T4) vor, stellt der Rest R ein Wasserstoff Atom (H) dar entspricht die Struktur dem Triiodthyronin (T3); Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Nukleohormone sind Moleküle, die in Zellen die Synthese spezifischer Enzyme auslösen. Um ihre Wirkung zu entfalten, müssen diese Hormone aus den entsprechenden Drüsen freigesetzt, durch den Blutkreislauf zu den Zielzellen transportiert und schließlich bis in den Zellkern vordringen. Hans-Dieter und Bernd erläutern dabei sämtliche notwendigen Schritte – angefangen bei der durch die Hormone im Zellkern ausgelösten Transkription der DNA in die mRNA bis hin zur Translation der mRNA in das gewünschte Enzym.
Als eine wichtige Gruppe dieser Hormonklasse setzen sich Hans-Dieter und Bernd in dieser Episode besonders mit den Schilddrüsenhormonen auseinander. Sie erklären die Synthese und Funktion der Thyronine und gehen abschließend auch auf einige Wirkstoffe zur Behandlung einer Schilddrüsenüberfunktion ein.
In dieser Episode erklärt Volker Haucke, was man unter Zellbiologie versteht und welche Rolle Zellen für die molekulare Pharmakologie spielen.
Schwerpunkte seiner Arbeit am FMP sind Synapsen und die Rolle die Zellmembran für die Signalübertragung zwischen den Zellen.
Dabei sprechen Volker und Bernd über die Synthese von Vesikeln und wie diese in der Synapse den jeweiligen Botenstoff frei setzen. Zentrale Rolle dabei spielt die Zellmembran, die nicht nur als einfache Abtrennung zwischen Teilen der Zelle fungiert, sondern selbst sehr komplexe Aufgaben übernimmt. Das Wissen über diese Mechanismen kann direkt für die Behandlung von Krankheiten verwendet werden, auch hierfür werden einige Beispiele genannt.
Diesmal sprechen Prof. Dr. Dr. Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über das Renin-Angiotensin-Aldosteron (RAA) System. Im RAA-System wird mit Hilfe von Enzymen und Hormonen das Volumen der Blutgefäße reguliert, in dem sich diese verengen oder erweitern .
ACE-Hemmer bzw. Sartane beeinflussen diese Regelkreise so, dass man sie effizient für die Behandlung von Bluthochdruck nutzen kann.
Struktur von Captopril, der erste ACE-Hemmer abgeleitet aus einem Giftstoff der Jararaca Lanzenotter; Quelle: Jü, CC0, via Wikimedia Commons
Beide Wirkstofftypen sind Beispiele für das rationale Design, da sie von den endogenen Liganden abgeleitet werden können. Dabei werden Teile der Liganden durch chemische Bausteine ersetzt, die zwar noch binden, jedoch keinen Effekt erzeugen können.
Im letzten Teil der Episode freuen sich Hans-Dieter und Bernd über ihr erstes Feedback, besprechen dabei auch erste Hörer:innen Fragen und sind schon gespannt auf weitere Meldungen.
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.
