Rezeptor
Rezeptor, Molekül, meist ein Protein, das Signale für eine Zelle empfängt. Kleine Moleküle, wie Hormone außerhalb der Zelle oder Botenstoffe innerhalb der Zelle, binden sich eng und spezifisch an ihre Rezeptoren. Die Bindung ist ein entscheidendes Element für die zelluläre Reaktion auf ein Signal und wird durch die Fähigkeit einer Zelle beeinflusst, nur bestimmte Rezeptorgene zu exprimieren.
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Moleküle, die an Rezeptoren binden, Liganden genannt, können als Agonisten fungieren, die den Rezeptor zur Übertragung von Signalinformationen anregen, oder als Antagonisten, die den Rezeptor an der Übertragung von Informationen hindern oder hemmen. Antagonisten können mit Agonisten konkurrieren und dadurch die Wirkung eines Agonisten blockieren. Als therapeutische Mittel haben sich sowohl Agonisten als auch Antagonisten als nützlich erwiesen. So erhöht beispielsweise das Hormon Adrenalin (Epinephrin) den Blutdruck, indem es beta-adrenerge Rezeptoren aktiviert, was zu einer Verengung der Blutgefäße führt. Im Gegensatz dazu können Antagonisten, so genannte Betablocker, als Medikamente zur Senkung des Blutdrucks eingesetzt werden, da sie die Rezeptoren hemmen, wodurch sich die Blutgefäße entspannen können.
Zellen können ähnliche Rezeptoren für bemerkenswert unterschiedliche Aktivitäten nutzen. So tragen beispielsweise Histaminrezeptoren vom Typ H1 in den Atemwegen zu Allergiesymptomen bei, während Rezeptoren vom Typ H2 im Magen die Säuresekretion fördern. In beiden Fällen haben sich Wirkstoffe, die die Rezeptoren spezifisch blockieren, als nützliche Therapien erwiesen.
Es gibt viele verschiedene individuelle Rezeptormoleküle, die in unzähligen verschiedenen Mustern exprimiert werden können. Die Expression von Rezeptoren ist entscheidend dafür, wie Organismen mit ihrer Umwelt interagieren. Der Geruchssinn (Olfaktorik) beruht auf der Bindung kleiner Moleküle in der Luft (Geruchsstoffe) an Rezeptormoleküle auf der Oberfläche von Zellen in der Nase. Das menschliche Genom enthält etwa 1.000 Gene für Geruchsrezeptoren, die in den Nervenzellen des Geruchssinns exprimiert werden. Obwohl viele dieser Gene inaktiv sind, ist diese Zahl bemerkenswert hoch. Sie macht etwa 3 Prozent der Gesamtzahl der Gene aus und verdeutlicht die Bedeutung des Geruchs für die Fitness in der Evolution. Linda Buck und Richard Axel erhielten 2004 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für ihre Forschung an Geruchsrezeptoren.
Während viele Rezeptoren an der Zellmembran sitzen und eine äußere Oberfläche aufweisen, um Moleküle zu binden, die nicht in die Zelle eindringen können, befinden sich andere Rezeptoren im Inneren der Zelle und binden an Hormone, die die Zellmembran passieren. Zur letzteren Gruppe gehören die Rezeptoren für Steroidhormone (z. B. Östrogen). Bei einigen Arten von Brustkrebs werden die Krebszellen durch die Wirkung von Östrogen zum Wachstum angeregt. In diesen Fällen kann das Krebsmittel Tamoxifen wirksam sein, da es sich an den Rezeptor bindet. Bei einigen Arten von Brustkrebs exprimieren die Zellen jedoch keine Östrogenrezeptoren mehr, und Tamoxifen ist bei diesen Personen unwirksam. Daher ist die Bestimmung des „Rezeptorstatus“ der Zellen bei einem Brustkrebs ein Schlüsselelement der Diagnose. Der Rezeptorstatus kann auch die Diagnose und Behandlung bestimmter anderer menschlicher Krankheiten wie der Alzheimer-Krankheit beeinflussen.