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Ionenkanalrezeptoren

Ionenkanalrezeptoren, auch ligandengesteuerte Ionenkanäle, sind Membranproteine, die bei Bindung eines Liganden sofort einen Ionenkanal öffnen. Dadurch strömen Ionen durch die Membran, was schnelle postsynaptische Signale auslöst. Sie unterscheiden sich dadurch von metabotropen Rezeptoren, die G-Proteine als Signalweg verwenden.

Strukturell bestehen viele dieser Rezeptoren aus mehreren Untereinheiten und bilden einen zentralen Kanal. Zu den Hauptfamilien

Funktionell vermitteln sie schnelle synaptische Übertragung in Zentral- und Peripherie. Beispiele: nAChR an der neuromuskulären Endplatte;

Klinisch relevant sind Channelopathien durch Funktionsstörungen der Kanäle. Pharmakologisch modulieren Substanzen wie Benzodiazepine oder Barbiturate GABA_A-Rezeptoren;

gehören
die
Cys-loop-Rezeptoren
(nAChR,
GABA_A,
GlyR,
5-HT3),
typischerweise
pentamerisch,
sowie
P2X-Rezeptoren,
die
trimerisch
sind.
Glutamat-Rezeptoren
(AMPA,
NMDA,
kainat)
sind
tetramerisch.
Jedes
Untereinheit
besitzt
eine
extrazelluläre
Ligandbindungsdomäne
und
vier
Transmembrandomänen
(M1–M4).
Die
Ionenselectivität
bestimmt,
ob
Na+/K+/Ca2+-
oder
Cl--Durchfluss
dominiert
wird.
GABA_A-
und
GlyR
als
inhibitorische
Kanäle;
Glutamat-Rezeptoren
(AMPA/NMDA/KAINAT);
P2X-Rezeptoren
reagieren
auf
ATP.
Die
Bindung
eines
Liganden
öffnet
den
Kanal
durch
Konformationsänderungen,
was
die
Ionenleitfähigkeit
erhöht.
Toxine
können
nAChR
blockieren.
Das
Verständnis
von
Struktur
und
Gating
unterstützt
Therapien
für
neurologische
und
neuromuskuläre
Erkrankungen.