Intrinsische Aktivität

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 23. Januar 2017
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Bei der Bindung an einen Rezeptor haben Liganden und Wirkstoffe einen Effekt auf die Zielzelle. Die intrinsische Aktivität ist die Stärke dieser Wirkung. Antagonisten besitzen eine intrinsische Aktivität von Null und sollen lediglich die Bindung von anderen Liganden an den jeweiligen Rezeptor verhindern.

Inhaltsverzeichnis

Was ist die intrinsische Aktivität?

Liganden sind aus chemischer Sicht Ionen oder Moleküle, die sich von Zentralatomen oder Zentralionen anziehen lassen und mit ihnen eine komplexe Verbindung eingehen. Aus medizinischer Sicht sind Liganden Stoffe zur Rezeptorbesetzung, die nach der Bindung an den Rezeptor eine rezeptorvermittelte Wirkung entfalten.

Die intrinsische Aktivität entspricht in diesem Zusammenhang der Wirkstärke, über die ein Ligand oder Pharmakon nach der Bindung an einen speziellen Rezeptor verfügt. Mitunter wird durch die intrinsische Aktivität auch die Stärke der Zellfunktionsveränderung angegeben, die bei der Bindung von Liganden an Rezeptoren entsteht.

Die intrinsische Aktivität spielt besonders für die Pharmakodynamik eine Schlüsselrolle. Dabei handelt es sich um die Lehre von der Wirkung der Arzneien, die ein Teilgebiet der Pharmakologie ausmacht. So kann zum Beispiel die Effizienz eines Arzneimittels über die intrinsische Aktivität eingeschätzt werden.

Ein Sonderfall der intrinsischen Aktivität ist die intrinsisch sympathomimetische Aktivität, auch als Partiell agonistische Aktivität bezeichnet. Dieser Begriff bezieht sich insbesondere auf die stimulierende Wirkung von β-Rezeptorblockern wie Pindolol auf die ihnen zugeordneten Rezeptoren.

Von intrinsischer Aktivität ist die Affinität zu unterscheiden, die die Anziehungskraft von Bindungspartnern beschreibt. Mittlerweile ist bei der intrinsischen Aktivität zuweilen auch von Efficacy die Rede.

Funktion & Aufgabe

Jeder Ligand besitzt einen bestimmten Wirkungsort. Dieser Wirkungsort ist zum Beispiel ein Rezeptor der Zellmembran. Von diesem Ort aus entfaltet der Ligand erst seine Wirkung auf die Zelle. Der Ligand bildet zusammen mit einem Rezeptor immer einen Komplex aus, den sogenannten Liganden-Rezeptor-Komplex. Ohne diese Komplexbildung kann der Ligand seine Wirkung nicht entfalten. Bei der Bindung vermittelt der entstehende Komplex einen zellulären Effekt, der die zellulären Funktionen abändert.

Die Abänderung der zellulären Strukturen durch die Vermittlung des Liganden-Rezeptor-Komplexes ist das zentrale Element der intrinsischen Aktivität. Es handelt sich dabei nicht direkt um die Abänderung an sich, sondern um ein Maß für die Stärke der zellulären Veränderungen. Kurzum ist die intrinsische Aktivität ein Maß für die Effektstärke einer bestimmten Liganden-Bindung an einen Rezeptor.

Die intrinsische Aktivität lässt sich berechnen. Die Berechnung erfolgt nach der Formel IA = Wmax geteilt durch Emax. IA steht in dieser Formel für die intrinsische Aktivität. Wmax entspricht der maximal möglichen Wirkung des jeweiligen Agonisten und Emax ist der theoretisch maximal vorstellbare Effekt der Bindung. Mit dieser Formel liegen die Werte für intrinsische Aktivität immer zwischen Null und Eins.

Bei der Bindung an einen Rezeptor haben Liganden und Wirkstoffe einen Effekt auf die Zielzelle. Die intrinsische Aktivität ist die Stärke dieser Wirkung.

Ein Wirkstoff oder Ligand mit einer intrinsischen Aktivität von Null löst also keinerlei Wirkung über die Bindung an den Rezeptor aus. In diesem Fall ist bei dem Wirkstoff von einem reinen Antagonisten die Rede, der den Rezeptor nur besetzt und so die Bindung anderer Liganden an den Rezeptor verhindert. Wenn die intrinsische Aktivität eines Wirkstoffs bei Eins liegt, erzielt die Bindung an den Rezeptor dagegen maximale Wirkung. Der Ligand oder Wirkstoff kann so nicht als reiner Antagonist bezeichnet werden.

Wirkstoffe mit einer intrinsischen Aktivität zwischen den Werten Null und Eins werden mitunter als Partialagonisten bezeichnet. Das klassische Modell geht von „monofunktionellen“ Liganden aus, die am Rezeptor wirken. Tatsächlich ist ein Ligand aber dazu in der Lage, unterschiedliche Signalwege einzeln und gezielt anzusprechen. Liganden können verschiedene Signalwege auch parallel benutzen und somit gleichzeitig als Antagonist und Agonist wirken. Da intrinsische Aktivität eines Wirkstoffs kann von Gewebe zu Gewebe variieren.

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Krankheiten & Beschwerden

Die intrinsische Aktivität ist letztlich für alle Arzneimittel relevant. Zu unterscheiden sind in diesem Zusammenhang Agonisten und Antagonisten. Antagonisten besitzen, wie oben erwähnt, eine intrinsische Aktivität von Null. Sie entfalten dementsprechend selbst keine Wirkung, aber hemmen die Wirkung von anderen Liganden des Rezeptors.

Zu solchen Arzneimitteln zählen zum Beispiel Betablocker. Der Wirkstoff dieser Arzneien bindet an die Betarezeptoren. Damit blockieren sie die Rezeptoren für die Bindung anderer Stoffe, deren Wirkung unterdrückt werden soll. Die Betablocker können zum Beispiel an β-Adrenozeptoren binden. Mit dieser Bindung blockieren sie Bindungen des Stresshormons Adrenalin sowie des Neurotransmitters Noradrenalin. Auf diese Weise ist die Wirkung der Substanzen gehemmt.

Damit senken die Substanzen zum Beispiel die Herzfrequenz im Ruhezustand. Gleichzeitig mit dieser Dämpfung dämpfen sie auch den Blutdruck. Aus diesem Grund kommen Betablocker zur Behandlung verschiedener Erkrankungen zum Einsatz und eignen sich zum Beispiel als konservativ medikamentöse Therapie von Bluthochdruck oder koronaren Herzkrankheiten. Wegen ihrer gut dokumentierten und mittlerweile vielfach bewiesenen Wirksamkeit sind Betablocker die mitunter am häufigsten verschriebenen Arzneimittel überhaupt.

Agonisten für Dopamin-Rezeptoren kommen zum Beispiel als Wirkstoff zur Behandlung von Parkinson zum Einsatz. Zu den Agonisten dieser Rezeptoren zählen zum Beispiel die Substanzen Budipin, Cabergolin, Dihydroergocryptin, Lisurid, Paliperidon, Pergolid, Piribedil, Pramipexol oder Ropinirol. Sie bessern durch die entfaltete Wirkung bei der Rezeptorbindung typische Symptome von Parkinson, so vor allem die Bewegungsstarre, Bewegungsstörungen, Tagesmüdigkeit und Zittern.

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