In dieser Episode sprechen Hans-Dieter Höltje und Bernd Rupp über Prostanoide und Leukotriene, die von Fettsäuren abgeleitet werden, sowie über die peptidischen Kinine.
Obwohl es nicht viele Wirkstoffe gibt, die diese Substanzgruppen direkt ansprechen, ist es dennoch wichtig, sie zu kennen, da viele Körperfunktionen durch diese Mediatoren gesteuert werden. Besonders relevant sind hierbei einige pathophysiologische Effekte, die im Verlauf verschiedener Krankheiten auftreten können.
Struktur von Montelukast überlagert von der Struktur des Leukotrien E4 (rot); Quelle Hans-Dieter Höltje.
Sowohl Prostanoide als auch Leukotriene werden im Körper aus Arachidonsäure gebildet. Daher sprechen Hans-Dieter und Bernd zunächst über die Herkunft und die Biosynthese der Arachidonsäure, bevor sie detailliert die Bildung der Eicosanoide erklären. Dabei legen sie besonderen Wert auf die Unterschiede in der räumlichen Struktur der verschiedenen Eicosanoide, die zwar oft unscheinbar wirken, aber erhebliche Auswirkungen auf deren Erkennung durch Rezeptoren haben.
Am Ende der Episode werden die Kinine besprochen, die im Gegensatz zu den Eicosanoiden Peptide sind. Neben der Sequenz und den daraus resultierenden chemischen Eigenschaften dieser Peptide wird gezeigt, wie wichtig das Wissen über diese Mechanismen ist, da sich dadurch auch wichtige Nebenwirkungen erklären lassen. Beispielsweise verlangsamen ACE-Hemmer den Abbau von Bradykinin und können dadurch zu trockenem Husten führen, was häufig eine Änderung der Therapie erforderlich macht.
(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)
Rezension
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Einleitung Eicosanoide
Biosynthese der Arachidonsäure
Struktur der Arachidonsäure; Quelle Hans-Dieter Höltje.
Malonyl-Coenzym A
Exkurs Anandamid
Struktur von Anandamid, Quelle: NEUROtiker, Public domain, via Wikimedia Commons
Vorkommen der Arachidonsäure
Biosynthese der Prostanoide
Angriff des ersten Sauertoffmoleküls auf die Arachidonsäure; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Zweiter Sauerstoffangriff
Struktur des Prostaglandin G2, in rot ist das zweite Sauertoffmolekül dargestellt. Dafür musste die Doppelbindung (blau) zwischen 13 und 14 wandern und von 13 wird ein Wasserstoffatom abgespalten, das wiederum an das zweite Atom des Sauerstoffmoleküls wandert (grün); Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Abbau des Prostaglandin G2 zum PG H2
Struktur von Prostaglandin H2, cis Doppelbindung (blau) und trans Doppelbindung (grün); Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Bildung des Prostaglandin E2
Struktur von Prostaglandin E2, bei Prostaglandin D2 werden die funktionellen Gruppen an Position 9 und 11 einfach getauscht, während bei Prostaglandin F2 alpha beide Positionen als Hydroxylgruppen vorliegen; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Bildung von Prostaglandin D2
Bildung von Prostaglandin F2
Zusammenfassung Prostaglandine
Bildung des Prostacyclins
Struktur von Prostacyclin; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Bildung des Thromboxan A2
Struktur von Thromboxan; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Stabilität von Prostacyclin und Thromboxan
Wirkung der Prostanoide
Misoprostol
Struktur von Misoprostol, Entfernung der Doppelbindung von C5 nach C6 (rot), Veresterung der Säuregruppe mit Methanol (cyan), Verschiebung der OH Gruppe (grün) und Einführung einer Methylgruppe (blau) am Kohlenstoff 16; Quelle: Jü, Public domain, via Wikimedia Commons.
Latanoprost
Struktur von Latanoprost, Einführung eines Phenylrestes (blau) und Veresterung der Säure mit Isopropylalkohol (grün); Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Iloprost
Struktur von Iloprost, im Fünfring wurde der Sauerstoff gegen ein Kohlenstoffatom getauscht (roter Pfeil), Einführung einer Methylgruppe (grün) an Position 16 und einer Dreifachbindung (blau) an Position 18; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Wirkung von ASS auf die Thromboxansynthese
Synthese von HPETE als Basis aller Leukotriene
5-Hydroperoxo-eicosatetraensäure (5-HPETE), die roten Pfeile markieren die Umlagerung zum Leukotrien A4 unter Abspaltung von Wasser; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Bildung des Leukotrien A4
Struktur von Leukotrien A4, der Angriff eines Hydroxylions an Position 12 hat eine Umlagerung der Doppelbindungen und Öffnen des Oxiranrings zur Folge; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Bildung von Leukotrien B4
Struktur von Leukotrien B4, Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Bildung des Cysteinylleukotrien C4 mit Glutathion
Allgemeine Struktur der Cysteinylleukotriene, beim LTC4 ist an R1 (rot) ein Glutamat und am R2 (blau) ein Glycin gebunden, beim LTD4 wurde das Glutamat abgespalten und durch ein Proton ersetzt, beim LTE4 wurden an beiden Positionen die Aminosäuren abgespalten und durch Protonen ersetzt; Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Leukotrien D4
Leukotrien E4
Pathophysiologische Bedeutung der Cysteinylleukotriene
Montelukast – Antagonist von Leukotrien E4
Struktur von Montelukast überlagert von der Struktur des Leukotrien E4 (rot); Quelle: Hans-Dieter Höltje.
Abschluss der Leukotriene
Kinine
Kinin Rezeptoren und Synthese
Wirkung der Kinine
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Bernd Rupp
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Prof. Dr. Dr. Hans-Dieter Höltje
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