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Wirkungsweise von Hormonen

  Inhaltsverzeichnis

  4. Womit können Zellen an sie gerichtete Boschaften empfangen?        4.2. Zell-Antennen: Rezeptoren auf vorgeschobenem Posten

4.1. Relaisfunktion: Rezeptoren werden durch Hormone auf "grün" gestellt

Hormon-Rezeptoren sind sozusagen molekulare Schalter. Sie sind "eingeschaltet", wenn sie ihr spezifisches Hormon gebunden haben. Beispielsweise fungiert Estradiol am Östrogen-Rezeptor als der eigentliche, natürliche Ligand. Ohne gebundenes Hormon sind Hormon-Rezeptoren "ausgeschaltet". Indes empfiehlt es sich bei Hormon-Rezeptoren eher von aktiv bzw. inaktiv statt von ein- bzw ausgeschaltet zu sprechen.

Um die Funktionsweise von Rezeptoren im allgemeinen und die von Hormon-Rezeptoren im besonderen zu verstehen, muß man zwangsläufig etwas über deren Aufbau wissen: Rezeptoren sind ausnahmslos große Proteine, die jeweils mit mehr als einem Molekül wechselwirken können. Solche Wechselwirkungen zwischen einem Rezeptor und einem weiteren Molekül bestehen insbesondere darin, vorübergehend miteinander eine Bindung einzugehen, oder wie man es auch ausdrücken kann, miteinander einen Komplex zu bilden.

Anders als bei herkömmlichen chemischen Bindungen kommt es bei Interaktionen mit einem Rezeptor zu zahlreichen, dafür aber schwachen Wechselwirkungen, deren Ausbildung es erforderlich macht, daß sich die beteiligten Moleküle an zahlreichen Stellen einander sehr nahe kommen. Das funktioniert am perfektesten, wenn die beteiligten Moleküle im Bindungsbereich nahezu komplementär geformt sind.

Wie stabil die Bindung eines Rezeptors mit einem weiteren Molekül ist, hängt davon ab, welcher Art die Wechselwirkungen sind und in welcher Zahl sie ausgebildet werden. Die Natur der einzelnen Bindung ist der Anziehung von Magneten nicht unähnlich. Je nachdem wie kräftig das Paar geschüttelt wird, oder wie vehement es mit anderen Molekülen zusammenstößt, löst es sich voneinander. Klassische, kovalente chemische Bindungen sind hingegen eher Schweißpunkten vergleichbar.

Das Funktionsprinzip eines Schalters ist, daß eine Aktion eine weitere in Gang setzt. Die erste Aktion im Falle eines Hormonrezeptor-Schalters (das Einschalten = Aktivieren) ist das Binden des Hormons. Oft wird dieser Vorgang mit dem Einpassen eines Schlüssels in ein Schloß verglichen. Und wie alle Vergleiche eignet sich auch dieser nur bedingt, um die Wirkung eines Hormons am Rezeptor darzustellen. Impliziert der Vergleich doch, daß Schlüssel und Schloß absolut zueinander passen. Aber genau das wäre kontraproduktiv. Völlig ungehindertes Einpassen entspräche etwa einem Zustand, bei dem der Schlüssel zwar ins Schloß gesteckt, aber nicht herumgedreht wird.

Gerade die hinreichend gute aber nicht perfekte Paßgenauigkeit zwischen Hormon und Hormon-Rezeptor ist der Schlüssel zum Verständnis. Denn, indem sich der Rezeptor aufgrund der auf ihn einwirkenden Kräfte beim Herstellen der Bindungen der Oberflächenstruktur des Hormons erst anpaßt, verändert er seine dreidimensionale Struktur insgesamt. An einer anderen Stelle seiner Oberfläche wird der Rezeptor durch die Verbiegung so geformt, daß er mit einem oder mehreren weiteren Molekülen Bindungen eingehen kann. Solche weiteren Bindungen müssen den Rezeptor nicht notwendigerweise "verbiegen". Im allgemeinen bewirken sie Veränderungen der Struktur bzw. der Funktion anderer Moleküle.

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Gerhard Leyendecker