β-Adrenozeptoren in Anästhesie und Intensivmedizin

Zusammenfassung

β-Adrenozeptoren (β-AR) werden in einen β_1-, einen β_2- und einen kürzlich klonierten β₃-Subtyp unterteilt. β-AR gehören zur Gruppe der heptahelikalen Rezeptoren, die über G_S-Proteine an das Enzym Adenylyl-Cy-clase gekoppelt sind. β-AR sind keine statischen Einheiten sondern unterliegen einer dynamischen Regulation infolge wiederholter oder lang andauernder Einwirkung von Agonisten („down-regulation”) oder Antagonisten („up-regulation”). Nach Exposition gegenüber Agonisten kann eine frühe Desensitivierung, die durch die Phosphorylierung von Aminosäure-Resten verursacht wird, von einer Rezeptor-Sequestration unterschieden werden. Letztlich wird der internalisierte Rezeptor durch proteolytische Enzyme abgebaut. Der vorliegende Artikel beschreibt die Grundlagen der Molekularbiologie der β-AR, der Signaltransduktion und der Rezeptor-Desensitivierung. Im menschlichen Herzen sind die β-AR das wichtigste Rezeptor-System, das positiv inotrope und chronotrope Effekte vermittelt. Die Veränderungen des β-adrenergen Systems bei Herzinsuffizienz, nach Herztransplantation und nach extrakorporaler Zirkulation sowie die durch Operationen und einzelne Anästhetika hervorgerufenen Veränderungen werden zusammengefaßt.

Summary

β-Adrenoceptors (β-AR) are divided into a β_1-, a β_2-, and a recently cloned β_3-subtype. β-AR belong to the group of 7-transmembrane spanners which are coupled via G_S-proteins to the enzyme adenylyl cyclase. Instead of being static entities, β-AR undergo dynamic regulation upon repeated or prolonged exposure to agonists (down-regulation) or antagonists (up-regulation). After exposure to agonists, an early desensitisation caused by phosphorylation of amino acid residues can be distinguished from receptor sequestration. Finally, the internalised receptor is digested by proteolytic enzymes. The present article describes the basic patterns of molecular biology of β-AR signal transduction, and receptor desensitization. In the human heart, β-AR are the most important receptor system to provide positive inotropic and chronotropic effects. The alterations of the β-adrenergic system in cardiac insuffciency, after heart transplantation, and after extracorporeal circulation, as well as changes induced by surgery and single anaesthetic agents, are reviewed.