Rezeptor (Biochemie)

Unter einem Rezeptor versteht man in der Biologie

auf zellulärer Ebene eine spezialisierte Zelle, die bestimmte äußere und innere chemische oder physikalische Reize in eine für das Nervensystem verständliche Form bringt, oder
auf molekularer Ebene eine Zellstruktur, die aus der Oberfläche einer Biomembran herausragt und für die Bindung verschiedener Partikel sorgt, welche in die Zelle importiert werden oder in ihrem Inneren biochemische Signalprozesse auslösen.

Sinneszellen

Sinneszellen als Rezeptoren kann man grob mit einem biologischen Sensor vergleichen. Der Rezeptor ist das erste Glied unserer Sinne. Jeder Rezeptor ist auf einen speziellen Reiz ausgelegt - und zwar nur auf diesen - und wandelt diesen Reiz proportional zu der Reizstärke in ein Rezeptorpotential, das ab einer gewissen Reizschwelle als Aktionspotential an das ZNS weiter geleitet wird. So wandelt die Netzhaut des Auges Lichtimpulse um, reagiert aber auch auf Druck, allerdings so, dass auch hier visuelle Eindrücke an das ZNS vermittelt werden.

Hinsichtlich des Auftretens von Aktionspotentialen unterscheidet man zwei Arten von Sinneszellen:

primäre Sinneszellen. Das sind Neurone, die selbst Aktionspotentiale ausbilden. Dazu gehören z.B. Nozizeptoren als freie Nervenendigungen, die u.A. Hitzereize, starke mechanische Reize oder "Schärfe" über den allgemeinen chemischen Sinn vermitteln. Auch Mechanorezeptoren sind primäre Sinneszellen. Das sind spezialisierte Rezeptorenden von Nervenfasern, die durch mechanische Reize wie Dehnung und Druck erregt werden. Dazu gehören die Berührungsrezeptoren der Haut (vgl. Tastsinn), aber auch die Propriozeptoren von Muskeln, Bändern, Sehnen. Die Riechzellen in der Nasenschleimheit sind auch primäre Sinneszellen.
sekundäre Sinneszellen. Sie generieren nicht selbst Aktionspotentiale, sondern haben mit dem ersten afferenten Neuron, das die Aktionspotentiale weiterleitet, eine Synapse. Zu den sekundären Sinneszellen gehören die Geschmacksrezeptoren, die in sog. Geschmacksknospen zusammenliegen. Auch die Photorezeptoren der Retina und die Haarzellen im Innenohr und Vestibularorgan sind sekundäre Sinneszellen.

Alle Rezeptoren mit Ausnahme der Photorezeptoren werden bei Erregung depolarisiert. Die Photorezeptoren werden hyperpolarisiert. Rezeptoren sind spezifisch für eine Sinnesempfindung.

Membranrezeptoren

Membranrezeptoren befinden sich an der Oberfläche von Biomembranen und bestehen aus Proteinen, die häufig mit zusätzlichen Modifikationen versehen sind (z.B. Kohlehydratketten). Sie besitzen eine bestimmte Passform für kleine Moleküle, die sog. Liganden, oder Teile größerer Moleküle, die nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip an die Rezeptorstruktur andocken. Sie dienen der Signalübertragung (z.B. von Zelle zu Zelle, siehe auch Signaltransduktion) oder dem Import von Substanzen in die Zelle, können aber auch von Viren genutzt werden, um in eine Wirtszelle einzudringen.

Rezeptoren des Cytoplasmas und des Zellkerns

Ferner existieren ligandenbindende Rezeptoren, die nicht in der Membran, sondern im Cytoplasma oder Zellkern einer Zelle lokalisiert sind. Sie binden zum Beispiel hydrophobe Hormone wie den Cholesterinabkömmling Cortison oder das Schilddrüsenhormon Thyroxin. Dabei entsteht ein aktiver Transkriptionsfaktor, welcher die Expression der Gene im Zellkern steuert.

Die signalübertragenden Rezeptoren unterteilt man in ionotrope und metabotrope Rezeptoren.

Siehe auch

Transmembranrezeptor - Adrenozeptor - Barorezeptor - Osmorezeptor- Thermorezeptor - Effektor