Was ist Ca+ und cGMP

Calcium-Ionen (Ca+) und Cyclisches Guanosinmonophosphat(cGMP)


Wer sich intensiv mit den Zusammenhängen des vorzeitigen Ejakulierens und / oder auch Begleiterscheinungen wie Errektionsverlust oder -schwäche beschäftigt kommt an diesen beiden Abkürzungen nicht vorbei.

Auch wird in diversen Medien immer wieder fälschlich die Anwendung von so genannten PDE-5 Hemmern (Allgemein als Potenzmittel bezeichnet) gegen die vorzeitige Ejakulation angeraten.

Abgesehen davon, dass diese Mittel allesammt verschreibungspflichtig sind und Sie ohnedies somit ein Arzt beraten wird, werden diese aber immer noch weit verbreitet im Internet angeboten und in der Verzweiflung oft ausprobiert.

 


Calciumionen als second messenger

 

Calciumionen (Ca2+) sind zentrale Signalmoleküle innerhalb der Zelle, auch wenn diese meist nicht am Anfang einer intrazellulären Signalkette stehen. Durch Hormone oder elektrische Stimulation kann ein Anstieg der Calciumkonzentration der Zelle erfolgen. Die freie Calciumionenkonzentration ist in einer nicht erregten Zelle im Vergleich zum Außenmedium extrem niedrig. Durch das Öffnen spezifischer Ionenkanäle kann die Konzentration um mehrere Zehnerpotenzen erhöht werden.

 

Calciumionen haben eine Vielzahl unterschiedlicher Effekte, und wirken auf viele wichtige Prozesse, beispielsweise bei der Kontraktion von Muskeln, bei der Zellteilung, der Sekretion, der Genexpression oder bei Reaktion mit dem Intermediärstoffwechsel. Bei Pflanzen spielt es unter anderem bei der Auslösung bestimmter Wachstumsprozesse eine wichtige Rolle.

 

Calciumionen können auf zwei unterschiedliche Weisen als Signalmolekül fungieren. Entweder besitzen Zielmoleküle wie Proteinkinase C, Villin oder Phospholipase A2 eine spezifische Bindestelle für Calciumionen. Die Aktivität dieser Moleküle wird durch die Calciumionen direkt beeinflusst. Ein in allen Eukaryonten vorkommendes und weit verbreitetes Zielprotein ist Calmodulin, was vier Calciumionen binden kann. Dieses kann im Calcium-gebundenen Zustand wiederum an andere Proteine andocken und jene aktivieren. Hier wirkt Calcium indirekt.

 

Nervenzellen brauchen Serotonin - nur nicht zu viel davon
Nervenzellen brauchen Serotonin - nur nicht zu viel davon

Serotonin aus dem Darm...

Diese Erkenntnis war für viele Wissenschaftler verblüffend. Offenbar geht die Ähnlichkeit zwischen Gehirn und Darmhirn sehr weit. Serotonin-Rezeptoren, also Reizempfänger für Serotonin, fanden sich nicht nur im Gehirn sonder auch in riesiger Zahl im Darm und sind offenbar wesentliche Steuerungselemente für die Darmaktivität.

 

Durch das Glückshormon wird dieser teils aktiviert, teils gehemmt.

 

Nun wurde auch verständlich warum fast alle Medikamente, die man zur Behandlung von seelischen Erkrankungen einsetzt, Wirkungen auf den Darm haben. Sie greifen an den gleichen Strukturen an. Insbesondere die Antidepressiva, also Medikamente gegen Depressionen, lösen häufig Verstopfung oder Durchfall aus. Auch Gewichtszu- oder –abnahme, Übelkeit, Erbrechen, Darmgeräusche usw. sind typische Begleiterscheinungen bei der Einnahme der Stimmungsaufheller. Im allgemeinen werden diese Wirkungen als „Neben“-wirkungen bezeichnet. Tatsächlich sind es nur gleichartige Reaktionen des Körpers in einem anderen Bereichen.

 

Es verwundert daher auch nicht, dass die Psycho-Medikamente mit Erfolg zur Behandlung des Reizdarmes eingesetzt werden können. Doch der Vorschlag, ein Mittel gegen Depressionen bei Darmproblemen einzunehmen, lässt viele Patienten erst einmal zurück schrecken. Soll auf diesem Wege nicht zum Ausdruck gebracht werden, dass man vorwiegend seelische Konflikte als Ursache der Beschwerden vermutet? Nein, man macht sich nur zu Nutze, dass man das Darmhirn mit den gleichen Präparaten wie das Gehirn behandeln kann.

 

Durch Schonkost, die arm an Kalorien aber reich an Kohlenhydraten ist, kommt es zu einem deutlichen Anstieg des Glückshormon Serotonin. Stimmung, Schlaf und Allgemeinbefinden werden besser!

 

Cyclisches Guanosinmonophosphat (cGMP) als second messenger

 

Cyclisches Guanosinmonophosphat (cGMP), ist dem cAMP chemisch sehr ähnlich und wird analog cAMP von einer Guanylylcyclase aus GTP erzeugt.

 

Die Guanylylcyclase kann dabei entweder membrangebunden oder löslich vorliegen. cGMP übt zwei Funktionen aus. Es kann cGMP-abhängige Proteinkinasen aktivieren oder den Öffnungszustand von Kationenkanälen beeinflussen.

 

Letzteres spielt z. B. bei der visuellen Signaltransduktion, also beim Sehvorgang in den Lichtsinneszellen, eine wichtige Rolle. Die Zellantwort auf Belichtung ist hier allerdings nicht der Auf- sondern der Abbau von cGMP! Ein einziges absorbiertes Photon kann über einen G-Protein-gekoppelten Prozess zur Hydrolyse von ca. Hunderttausend cGMP-Molekülen führen.

 

Funktionen und Zusammenhänge

 

In der glatten Muskulatur der Penisschwellkörper führt cGMP  zur Erweiterung der Blutgefäße (unter Anderen auch in den Bronchien) und damit zur Errektion.  PDE-5 ist der natürliche Gegenspieler der es nach der Ejakulation wieder abbaut.

 

in den Sehzellen (Stäbchen) steigert es den Einstrom von Natriumionen (Na+) durch Natriumkanäle. Daher kommen auch die Seh- und Farbwahrnehmungsstörungen bei der anwendung von PDE-5 Hemmern.

 

in der Niere und im Darm reguliert es den Ionentransport.

Was hat nun das Serotonin mit dem Darm zu tun? Sehr viel, denn 97% des Serotonins werden im Darm produziert! Nur 1% der Glücksdroge entsteht im Gehirn. Ein Überschuss an cGMP steht in direktem Zusammenhang mit einem Serotoninungleichgewicht.

 

Insulin scheint den cAMP- und cGMP-Spiegel gegenläufig zu regulieren: Die cAMP-Konzentration sinkt während die des cGMP steigt. Daher ist Diabetis eine der häufigsten Ursachen für Errektionsprobleme.

 

 

Auch auf Zellebene gibt es Kontroversen

 

 

Aber Achtung: Die Wirkung der Neurotransmitter ist nicht immer exzitatorisch, also erregend. Sie können auch inhibitorisch, hemmend agieren und so die Entstehung eines neuen Aktionspotenzials verhindern (Alles-oder-Nichts-Prinzip). Neil R. Carlson bringt dazu in „Physiology of Behaviour“ ein anschauliches Beispiel: Wenn ich etwa einen Topf mit frisch gekochten Nudeln zum Esstisch tragen will, mir dabei aber die Finger verbrenne, müsste ich eigentlich den Topf fallen lassen. In vielen Fällen kommt aber im Gehirn gleichzeitig die Botschaft an, dass diese Reaktion eine Sauerei auf dem Boden anrichten würde. 'Nicht fallenlassen' lautet also das Signal, das vom Gehirn an das Rückenmark und die Motoneuronen gesendet wird – letztlich sind Dutzende sensorische Neurone, hunderte Motoneurone und tausende Neurone im Gehirn an diesem „Diskussionsprozess“ von erregenden und hemmenden Prozessen beteiligt, an dessen Ende dem Reflex, den Topf fallenzulassen, nicht nachgegeben wird.

 

Dieses Signal muss schnell ankommen und von solchem Nachdruck sein, dass es gegen den Impuls, den Topf fallenzulassen, gewinnt. Doch wie lassen sich besonders wichtige Signale besonders betonen? Schließlich entsteht das für die Weiterleitung ausschlaggebende Aktionspotenzial nach dem Alles-oder-nichts-Prinzip: Bleibt der Reiz unterhalb des Schwellenwerts, feuert die Zelle gar keinen Impuls ab; überschreitet er ihn, entsteht das Aktionspotenzial, dessen Form und Größe aber immer gleich ist, egal wie stark der Schwellenwert überschritten wurde.

 


Phosphodiesterase-Isoenzyme (PDE)

 
 

Isoenzyme

Zahl der Isoformen

Substrat

Gewebe

Spezifische Hemmstoffe

Typ 1

8

Calcium- und Calmodulin-stimuliert

Herz, Hirn, Lunge, glatte Muskulatur

KS-505a

Typ 2

cGMP-stimuliert

Nebenniere, Herz, Lunge, Leber, Thrombozyten; beteiligt an Lern- und Gedächtnisprozessen

Erythro-9-(2-hydroxy-3-nonyl)adenin

Typ 3

4

cGMP-gehemmt, cAMP-selektiv

Herz, glatte Muskulatur der Blutgefäße, Lunge, Leber, Thrombozyten, Fettgewebe, Leukozyten

Cilostamid, Enoximon, Milrinon, Siguazodan

Typ 4

20

cAMP-spezifisch

Lunge, Hoden, Niere, Hirn, Leber, Leukozyten

Rolipram, Roflumilast, Daxalipram

Typ 5

3

cGMP-spezifisch

glatte Muskulatur der Blutgefäße des Penisschwellkörpers, Lunge, Thrombozyten

Sildenafil, Tadalafil, Vardenafil

Typ 6

cGMP-spezifisch

Fotorezeptor des Auges

Dipyridamol

Typ 7

3

cAMP-spezifisch, hochaffin

Skelettmuskulatur, Herz, Niere, Hirn, Pankreas, Lymphozyten

BRL-50481

Typ 8

cAMP-spezifisch

Hoden, Auge, Leber, Skelettmuskulatur, Herz, Niere, Ovarien, Hirn, Lymphozyten

kein spezifischer Hemmstoff bekannt

Typ 9

4

cGMP-spezifisch

Niere, Leber, Lunge, Hirn

BAY 73-6691

Typ 10

2

cGMP-sensitiv, cAMP-selektiv

Hoden, Hirn

kein spezifischer Hemmstoff bekannt

Typ 11

4

cGMP-sensitiv, duale Spezifität

Skelettmuskulatur, Prostata, Niere, Leber, Hypophyse, Speicheldrüsen, Hoden

kein spezifischer Hemmstoff bekannt