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Das ''5-Hydroxytryptamin'' (kurz ''5-HT''), auch [[Serotonin]] genannt, hat physiologische und pathophysiologische Effekte, die über eine Aktivierung verschiedener an die [[Zellmembran]] gebundener [[Rezeptor (Biochemie)|Rezeptor]]en vermittelt werden, der '''5-HT-Rezeptoren''' oder auch '''Serotonin-Rezeptoren'''. Diese sind beim Menschen in hoher Dichte im [[Zentralnervensystem]], im [[Magen-Darm-Trakt]], im [[Blutkreislauf|Herz-Kreislaufsystem]] und im [[Blut]] zu finden. [[Physiologie|Physiologisch]] spielen sie u. a. bei der [[Blutgerinnung]], bei Lernprozessen und bei der Steuerung des Tag-Nacht-Rhythmus eine Rolle. Von [[Pathologie|pathologischer]] Bedeutung ist eine Fehlsteuerung biochemischer Vorgänge an den Serotonin-Rezeptoren bei [[Migräne]], [[Pulmonale Hypertonie|pulmonaler Hypertonie]], [[Depression]], [[Schizophrenie]],  [[Essstörung]]en, [[Übelkeit]] und [[Erbrechen]].

Im Menschen kann derzeit zwischen mindestens 14 verschiedenen 5-HT-Rezeptoren unterschieden werden, die in 7 Familien zusammengefasst werden: 5-HT1 bis 5-HT7.<ref name="pmid7938165">{{cite journal |language=en |author=Hoyer D, Clarke DE, Fozard JR ''et al.'' |title=International Union of Pharmacology classification of receptors for 5-hydroxytryptamine (Serotonin) |journal=Pharmacol. Rev. |volume=46 |issue=2 |pages=157–203 |year=1994 |month=June |pmid=7938165 |doi= }}</ref> Mit Ausnahme der 5-HT3-Rezeptoren, die [[Ionenkanal|Ionenkanäle]] bilden, sind alle 5-HT-Rezeptoren [[G-Protein-gekoppelter Rezeptor|G-Protein-gekoppelte Rezeptoren]]. Seit dem Jahr 2022 sind die [[Tertiärstruktur|dreidimensionalen Molekülstrukturen]] aller im Menschen vorkommenden metabotropen Serotoninrezeptortypen sowie die des ionotropen Typs 3A der Hausmaus bekannt. Aus Tierarten, einschließlich [[Wirbellose]]n, wurden bis zur Jahrtausendwende etwa 70 verschiedene Serotoninrezeptoren kloniert.<ref>{{cite journal |language=en |author=Kroeze WK, Roth BL |title=The molecular biology of serotonin receptors: therapeutic implications for the interface of mood and psychosis |journal=Biol. Psychiatry |volume=44 |issue=11 |pages=1128–42 |year=1998 |pmid=9836016 |doi= |url=}}</ref>

== Systematik der 5-HT-Rezeptoren ==

=== 5-HT1-Rezeptoren ===

Die 5-HT1-Rezeptoren stellen mit 5 Subtypen (A, B, D, E und F) die größte Gruppe der 5-HT-Rezeptoren dar. Charakteristisch für diese Rezeptoren ist, dass sie außer durch 5-HT auch durch 5-Carboxamidotryptamin (5-CT) aktiviert werden und über Gi/Go-Proteine zu einer Inhibition der [[Adenylylcyclase]] führen.

* Sowohl [[Synapse|prä- als auch postsynaptische]] '''[[5-HT1A-Rezeptor|5-HT1A-Rezeptoren]]''' sind im Zentralnervensystem für Lernvorgänge, für die Regulierung der Körpertemperatur, der zentralen Blutdruckregulation sowie für die Signalweiterleitung verantwortlich. Der 5-HT1A-Rezeptor ist darüber hinaus als Zielstruktur zur Behandlung zentralnervöser Erkrankungen (beispielsweise [[Angstzustand|Angstzustände]] und Depression) von pharmakologischem Interesse. Hierbei hat sich gezeigt, dass bei Depression und Angsterkrankungen eine verminderte Dichte dieses Rezeptortyps in bestimmten Hirngebieten vorliegt. Der 5-HT1A-Rezeptoragonist [[Buspiron]] wird therapeutisch als [[Anxiolytikum]] eingesetzt.
* '''[[5-HT1B-Rezeptor|5-HT1B-]] und [[5-HT1D-Rezeptor|5-HT1D-Rezeptoren]]''' sind zwei sehr ähnliche Rezeptoren. Im Zentralnervensystem (5-HT1B/1D) unterdrücken sie beispielsweise die durch [[Migräne]] ausgelösten neuronalen Entzündungsprozesse. Aus diesem Grund wurden 5-HT1B/1D-Rezeptoragonisten wie [[Ergotamin]] oder die neueren [[Triptane]] (zum Beispiel [[Sumatriptan]]) als Medikament zum Kupieren<ref>Schmerzklinik Kiel: ''[https://schmerzklinik.de/service-fuer-patienten/migraene-wissen/anfallsbehandlung/selbstmedikation/ Migränewissen - Anfallsbehandlung]''</ref> von Migräneanfällen entwickelt. Zusätzlich scheint die Aktivierung von auf Blutgefäßen vorkommenden 5-HT1B-Rezeptoren sowohl für die Migränewirksamkeit als auch für die [[kardiovaskulär]]en [[Nebenwirkungen]] dieser Medikamente verantwortlich zu sein.
* Der '''[[5-HT1F-Rezeptor|5-HT1F-Rezeptor]]''' ist ebenso wie der 5-HT1B/1D-Rezeptor an der Unterdrückung der neuronalen Entzündung beteiligt und stellt daher ein neuartiges Ziel zur Entwicklung von Migränemedikamenten dar.<ref name="pmid14510923">{{cite journal |language=en |author=Ramadan NM, Skljarevski V, Phebus LA, Johnson KW |title=5-HT1F receptor agonists in acute migraine treatment: a hypothesis |journal=Cephalalgia |volume=23 |issue=8 |pages=776–785 |year=2003 |month=October |pmid=14510923 |doi= |url=}}</ref>

Im Jahr 2013 wurde die räumliche Struktur des Rezeptortyps 1B, stabilisiert mit dem [[Fusionsprotein]] BRIL, [[Kristallstrukturanalyse|kristallanalytisch]] aufgeklärt, im Jahr 2021 wurden die weiteren [[Isoform|Isotypen]], jeweils gekoppelt mit dem [[G-Proteine|G-Protein]], [[Kryoelektronenmikroskopie|elektronenmikroskopisch]] beschrieben. Damit wurde auch erstmals der supramolekulare Bindungszustand mit dem Transmitter Serotonin experimentell ermittelt, und zwar für die Typen 1A und 1D.<ref name="pmid33762731">{{cite journal |language=en |author=Xu P, Huang S, Zhang H et al. |title=Structural insights into the lipid and ligand regulation of serotonin receptors |journal=Nature |volume=592 |issue=7854 |pages=469–473 |date=2021 |pmid=33762731 |doi=10.1038/s41586-021-03376-8 |url=}}</ref>

<gallery>
Datei:5-HT1A receptor.jpg|5-HT1A-Rezeptor
Datei:4IAR.png|5-HT1B-Rezeptor
Datei:5-HT1D receptor.jpg|5-HT1D-Rezeptor
Datei:5-HT1E receptor.jpg|5-HT1E-Rezeptor
Datei:5-HT1F receptor.jpg|5-HT1F-Rezeptor
</gallery>

=== 5-HT2-Rezeptoren ===

Die 5-HT2-Rezeptoren werden in die Subtypen A, B und C unterteilt. Sie werden durch α-Methyl-5-HT aktiviert und vermitteln ihre Effekte über Gq/11-Protein-gekoppelte Rezeptoren.<ref>[https://epub.uni-regensburg.de/30387/1/Doktorarbeit%20Klaus%20Helm.pdf Klaus Helm: ''Synthese und funktionelle In-vitro Pharmakologie neuer Liganden des 5-HT2A-Rezeptors aus der Klasse der Tryptamine.'' Dissertationsschrift, Universität Regensburg 2014]</ref>

* '''[[5-HT2A-Rezeptor|5-HT2A-Rezeptoren]]''' sind in nahezu allen Organen anzutreffen. Eine wichtige Rolle übernehmen sie beim Wundverschluss. In [[Thrombozyt]]en sind sie für die [[Blutgerinnung]] mitverantwortlich. Dieser Effekt wird durch Verengung verletzter Gefäße unterstützt. Im Gehirn sind sie für zahlreiche zentralnervöse Störungen mitverantwortlich. So werden beispielsweise die durch klassische Halluzinogene wie [[Lysergsäurediethylamid|LSD]], [[Meskalin]] und [[Psilocybin]] ausgelösten Effekte mit einer Aktivierung von 5-HT2A-Rezeptoren in Zusammenhang gebracht. Therapeutisch werden 5-HT2A-Rezeptorantagonisten als [[Thrombozytenaggregationshemmer]] (beispielsweise [[Sarpogrelat]]), zur Behandlung der [[Arterielle Hypertonie|arteriellen Hypertonie]] (zum Beispiel [[Ketanserin]]) und als [[Atypisches Neuroleptikum|atypische Antipsychotika]] (beispielsweise [[Clozapin]]) eingesetzt.

* Die überwiegend in Blutgefäßen vorkommenden '''[[5-HT2B-Rezeptor|5-HT2B-Rezeptoren]]''' werden mit Erkrankungen wie Migräne und chronischer Hypertonie in Verbindung gebracht. Auch Herzklappenschäden bzw. primäre [[pulmonale Hypertonie]]n als schwere Nebenwirkungen infolge der Einnahme des Antiparkinsonmittels [[Pergolid]] oder der obsoleten [[Appetitzügler]] [[Fenfluramin]] und [[Aminorex]] werden auf eine Aktivierung von 5-HT2B-Rezeptoren zurückgeführt.<ref name="pmid17202450">{{cite journal |language=en |author=Roth BL |title=Drugs and valvular heart disease |journal=[[N. Engl. J. Med.]] |volume=356 |issue=1 |pages=6–9 |year=2007 |month=January |pmid=17202450 |doi=10.1056/NEJMp068265 |url=}}</ref><ref name="pmid12244304">{{cite journal |language=en |author=Launay JM, Hervé P, Peoc'h K ''et al.'' |title=Function of the serotonin 5-hydroxytryptamine 2B receptor in pulmonary hypertension |journal=[[Nat. Med.]] |volume=8 |issue=10 |pages=1129–35 |year=2002 |month=October |pmid=12244304 |doi=10.1038/nm764 |url=}}</ref>
* Der '''[[5-HT2C-Rezeptor|5-HT2C-Rezeptor]]''' ist hingegen ausschließlich im Zentralnervensystem anzutreffen. Er wird mit der Regulierung des Ess- und des Sexualverhaltens in Verbindung gebracht. Die appetitzügelnde Wirkung von [[Fenfluramin]] und des in den USA zugelassenen [[Lorcaserin]]s beruht auf einer Aktivierung von 5-HT2C-Rezeptoren.<ref name="pmid19900026">{{cite journal |language=en |author=Bays HE |title=Lorcaserin and adiposopathy: 5-HT2c agonism as a treatment for 'sick fat' and metabolic disease |journal=Expert Rev Cardiovasc Ther |volume=7 |issue=11 |pages=1429–1445 |year=2009 |month=November |pmid=19900026 |doi=10.1586/erc.09.123 |url=}}</ref><ref name="pmid9114726">{{cite journal |language=en |author=Curzon G, Gibson EL, Oluyomi AO |title=Appetite suppression by commonly used drugs depends on 5-HT receptors but not on 5-HT availability |journal=[[Trends Pharmacol. Sci.]] |volume=18 |issue=1 |pages=21–5 |year=1997 |month=January |pmid=9114726 |doi= |url=}}</ref>

[[Antidepressiva]] vermitteln ihre Langzeitwirkung (ab etwa 2 Wochen Therapiedauer) unter anderem über eine [[Down-Regulierung]] von [[postsynaptisch]]en 5-HT2A-Rezeptoren und [[Beta-Adrenozeptor|adrenergen β-Rezeptoren]]. Die so verminderte Signalwirkung der 5-HT2A-Rezeptoren ist an der [[anxiolytisch]]en Wirkung der Antidepressiva maßgeblich beteiligt. Eine Hemmung der Ansprechbarkeit von [[präsynaptisch]]en 5-HT1-[[Autorezeptor]]en führt darüber hinaus zu einer gesteigerten Ausschüttung von 5-HT in den synaptischen Spalt.<ref>Aktories, Förstermann, Hofmann, Starke: ''Allgemeine und spezielle Pharmakologie und Toxikologie'', 10. Auflage 2009, Elsevier Verlag.</ref>

Seit dem Jahr 2022 ist die erste [[β-Arrestin|β-Arrestin-1]]-gebundene Struktur eines Serotoninrezeptors, und zwar für den Typ 2B, bekannt.<ref name="pmid36087581"> [https://www.rcsb.org/structure/7SRS PDB 7SRS]. {{cite journal |language=en |author=Cao C, Barros-Álvarez X, Zhang S et al. |title=Signaling snapshots of a serotonin receptor activated by the prototypical psychedelic LSD |journal=Neuron |volume=110 |issue=19 |pages=3154–3167.e7 |date=2022 |pmid=36087581 |doi=10.1016/j.neuron.2022.08.006 |url=}}</ref>

=== 5-HT3-Rezeptoren ===

Der 5-HT3-Rezeptor nimmt als ligandengesteuerter [[Ionenkanal]] eine einzigartige Stellung unter den 5-HT-Rezeptoren ein. Er besteht aus fünf Proteinmolekülen und ist selektiv für die Passage von [[Natrium]]- und [[Kalium]]ionen. Dieser ausschließlich auf zentralen und peripheren [[Neuron]]en vorkommende Rezeptor ist unter anderem für die Auslösung des Brechreflexes verantwortlich. [[5-HT3-Antagonist|5-HT3-Rezeptorantagonisten]] wie [[Ondansetron]], [[Palonosetron]] und [[Tropisetron]] werden somit hochwirksam zur Unterdrückung des [[Zytostatikum|Zytostatika]]-induzierten Erbrechens eingesetzt.

=== 5-HT4-Rezeptoren ===

Von besonderer Bedeutung im Gastrointestinaltrakt, aber auch am Herz ist der Gs-Protein-gekoppelte 5-HT4-Rezeptor. Über eine Ausschüttung von [[Acetylcholin]] reguliert er die Darmaktivität. So wurde der 5-HT4-Rezeptoragonist [[Cisaprid]] eine Zeit lang als [[Prokinetikum]] eingesetzt, bis er wegen Verursachung von [[Herzrhythmusstörung]]en vom Markt genommen wurde. Hierbei kam es zu QT-Verlängerungen im [[Elektrokardiogramm|EKG]]. Ein weiterer prokinetisch wirksamer 5-HT4-Rezeptoragonist, das [[Tegaserod]], hatte unter anderem in den [[USA]] und der [[Schweiz]] eine Zulassung zur Behandlung des [[Reizdarmsyndrom]]s, wurde aber 2007 wegen kardialer Nebenwirkungen vom Markt wieder zurückgezogen. [[Prucaloprid]] (Handelsname ''Resolor'') ist in der EU und der Schweiz seit 2010 zur Behandlung der idiopathischen chronischen Verstopfung bei Frauen zugelassen und soll nicht proarrhythmisch sein. Im Juni 2015 erhielt der Hersteller [[Shire plc|Shire]] die EU-Zulassung auch für Männer.<ref>[https://www.shire.com/newsroom/2015/june/resolor-eu-male-indication-press-release Shire Receives European Approval to Use Resolor® (prucalopride) in Men for the Symptomatic Treatment of Chronic Constipation], PM von Shire vom 3. Juni 2015.</ref>

=== „Höhere“ 5-HT-Rezeptoren (5-HT5, 5-HT6 und 5-HT7) ===

In dieser Gruppe werden neuere 5-HT-Rezeptoren (seit 1992 entdeckt) zusammengefasst, die sich molekularbiologisch deutlich von anderen 5-HT-Rezeptoren unterscheiden. Über ihre funktionelle Bedeutung ist mit Ausnahme des 5-HT7-Rezeptors nur wenig bekannt, was in der [[Nomenklatur]] durch Verwendung kleiner Buchstaben ausgedrückt wird.

'''5-HT5-Rezeptoren''' mit ihren Subtypen A und B führen zu einer Inhibition der Adenylylcyclase.
* Der '''[[5-HT5A-Rezeptor|5-HT5A-Rezeptor]]''' ist möglicherweise an der circadianen Rhythmik beteiligt.
* Beim '''[[5-HT5B-Rezeptor|5-HT5B-Rezeptor]]''' des Menschen handelt es sich um ein [[Pseudogen]] und somit um einen Rezeptor, der nicht exprimiert wird. Seine codierende [[DNA-Sequenz]] ist durch [[Stop-Codon]]s unterbrochen.<ref name="pmid14965244">{{cite journal |language=en |author=Nelson DL |title=5-HT5 receptors |journal=[[Curr Drug Targets CNS Neurol Disord]] |volume=3 |issue=1 |pages=53–58 |year=2004 |month=February |pmid=14965244 |doi= |url=}}</ref>

Der nur zentral vorkommende, [[G-Protein-gekoppelter Rezeptor|Gs-Protein-gekoppelte]] '''[[5-HT6-Rezeptor|5-HT6-Rezeptor]]''' kann möglicherweise mit Lernvorgängen in Verbindung gebracht werden. Auch zeigen atypische [[Neuroleptika]] (zum Beispiel Clozapin) eine hohe Affinität zu diesem Rezeptor.

Deutlich besser untersucht ist der ubiquitär (überall) vorkommende '''[[5-HT7-Rezeptor|5-HT7-Rezeptor]]'''. Neben der Regulation des Tag-Nacht-Rhythmus und der Körpertemperatur ist er für die langanhaltende Blutdrucksenkung durch 5-HT verantwortlich. Sowohl typische (beispielsweise [[Pimozid]]) als auch atypische Antipsychotika (zum Beispiel [[Clozapin]]) zeigen eine hohe Affinität zu diesem Rezeptor.<ref name="pmid7908055">{{cite journal |language=en |author=Roth BL, Craigo SC, Choudhary MS ''et al.'' |title=Binding of typical and atypical antipsychotic agents to 5-hydroxytryptamine-6 and 5-hydroxytryptamine-7 receptors |journal=[[J. Pharmacol. Exp. Ther.]] |volume=268 |issue=3 |pages=1403–10 |year=1994 |month=March |pmid=7908055 |doi= |url=}}</ref>

== Literatur ==
* {{cite journal |language=en |author=Hoyer D, Clarke DE, Fozard JR ''et al.'' |title=International Union of Pharmacology classification of receptors for 5-hydroxytryptamine (Serotonin) |journal=[[Pharmacol. Rev.]] |volume=46 |issue=2 |pages=157–203 |year=1994 |month=June |pmid=7938165 |doi= }}
* {{cite journal |language=en |author=Saudou F, Hen R |title=5-Hydroxytryptamine receptor subtypes in vertebrates and invertebrates |journal=Neurochem. Int. |volume=25 |issue=6 |pages=503–32 |year=1994 |month=December |pmid=7894328 |doi= |url=}}
* {{cite journal |language=en |author=Hen R |title=Structural and functional conservation of serotonin receptors throughout evolution |journal=EXS |volume=63 |issue= |pages=266–78 |year=1993 |pmid=8422538 |doi= |url=}}

== Weblinks ==
{{Commonscat|Serotonin receptors|5-HT-Rezeptor}}
* [https://www.iuphar-db.org/DATABASE/FamilyMenuForward?familyId=1 IUPHAR-Eintrag über G-Protein-gekoppelte 5-HT-Rezeptoren]

== Einzelnachweise ==
<references/>

[[Kategorie:G-Protein-gekoppelter Rezeptor]]

5-HT-Rezeptor - Versionsgeschichte

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