Membrangebundene Herzglykosidrezeptoren der Herzmuskelzelle

Abstract

Cell membranes contain special binding proteins for hormones and drugs. These binding sites (“receptors”) located on the outside surface are linked to or are part of an enzyme facing the inner side of the membrane and are transducing and probably amplifying the information carried by the pharmacological agent to the cell. As the first step of their action cardiac glycosides reversibly bind with high affinity to specific receptors in cardiac cells and by this inhibit the (Na⁺+K⁺)-ATPase, which is the enzyme system responsible for the active transmembraneous transport of sodium and potassium. It is thought that the inhibition of this active cation transport precedes the positive inotropic effect. Cardioinactive glycosides have but low affinity to this receptor and thus do inhibit the (Na⁺+K⁺)-activated ATPase only at very high concentrations. The characterization of the cardiac glycoside-receptor interaction in the heart reveals several factors that influence the affinity of the binding sites for the glycosides and thereby determine the sensitivity to this widely used group of potent drugs. In Zellmembranen wurden bestimmte Bindungsproteine (“Rezeptoren”) für Hormone und Pharmaka nachgewiesen, die auf der Zellaußenseite lokalisiert und in der Regel mit einem Enzym auf der Membraninnenseite verknüpft sind. Durch die reversible Bindung der pharmakologisch aktiven Substanzen an derartige Rezeptoren wird — wahrscheinlich durch Konformationsänderungen der Membranproteine bedingt — das zugehörige Enzym in seiner Aktivität verändert und auf diese Weise die durch das Hormon oder Pharmakon herangebrachte Information in das Zellinnere weitergegeben. Herzglykoside werden mit hoher Affinität von spezifischen Rezeptoren der Herzmuskelzelle gebunden. Durch diesen Prozeß wird die (Na⁺+K⁺)-aktivierbare ATPase, das für den aktiven Natrium- und Kaliumtransport der Zelle verantwortliche Enzymsystem, gehemmt und damit der intra/extrazelluläre Kationengradient verändert. Man nimmt an, daß dieser Effekt den nächsten Schritt der Herzglykosidwirkung darstellt, die zum positiv inotropen Effekt führt. Kardioinaktive Glykoside haben keine oder nur geringe Affinität zum Rezeptor und hemmen dementsprechend die (Na⁺+K⁺)-ATPase wenig oder erst in hoher Konzentration. Die bisherige Untersuchung der Herzglykosid-Rezeptor-Interaktion in der Herzmuskelzelle hat mehrere Gegebenheiten und Möglichkeiten aufgezeigt, durch die die Affinität der Bindungsstellen für Herzglykoside verändert oder beeinflußt wird. Die individuelle Empfindlichkeit gegenüber diesen wirkungsvollen und häufig angewandten Pharmaka hängt wesentlich von deren Konzentration am Wirkort, der Zahl der Rezeptoren, der aktuellen Affinität des Rezeptors zum Wirkstoffmolekül, von Interaktionen mit anderen Substanzen am Rezeptor, der Aktivität der (Na⁺+K⁺)-ATPase und anderen noch weitgehend unbekannten Faktoren ab.