β2-Adrenozeptor

Der β₂-Adrenozeptor wird durch das ADRB2-Gen codiert. Es befindet sich beim Menschen auf Chromosom 5 am Genlokus 5q31-q32. Mutationen dieses Gens werden unter anderem mit Asthma, Adipositas und kardiovaskulären Erkrankungen in Verbindung gebracht.

Der β₂-Adrenozeptor ist ein Transmembranprotein, das aus 413 Aminosäuren aufgebaut ist. Das Molekulargewicht beträgt 46,5 kDa. Wie andere G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, besteht seine Tertiärstruktur aus 7 α-Helices. An das intrazelluläre Ende der Helix 7 schließt sich eine 8. Helix an. Zwischen den Transmembranhelices 4 und 5 befindet sich extrazellulär ein weiteres α-helikales Strukturmotiv.

Die Bindungsstelle des Rezeptors für seine physiologischen Liganden Adrenalin und Noradrenalin liegt an der Außenseite der Zellmembran. An dieser Bindungstelle setzen ebenfalls Arzneistoffe an. Die in das Zellinnere ragenden Domänen binden Effektorproteine (G-Proteine), die für die Signalweiterleitung verantwortlich sind.

Durch die Bindung des Liganden wird der Rezeptor in seinen aktiven Zustand überführt. In der Folge wird die intrazelluläre Signaltransduktionskaskade angestoßen. Der β2-Adrenozeptor aktiviert bevorzugt G_S-Proteine, die ihrerseits Adenylatzyklasen aktivieren und damit den cAMP-Spiegel der Zelle erhöhen. cAMP wiederum aktiviert die Proteinkinase A (PKA), welche über die Phosphorylierung (und damit Inaktivierung) der Myosin-leichte-Ketten-Kinase die Relaxation der glatten Muskelzellen herbeiführt. Zusätzlich aktiviert die PKA die Myosin-leichte-Ketten-Phosphatase (MLCP), welche die Calciumsensitivität der glatten Muskelzellen herabsetzt.

Der β₂-Adrenozeptor kommt in einer Vielzahl von Geweben vor und erzeugt hier unterschiedliche Effekte, u.a.:

Muskulatur

• Relaxation der glatten Gefäßmuskulatur
• Relaxation der Bronchialmuskulatur
• Relaxation der Uterusmuskulatur
• erhöhte Kontraktionsgeschwindigkeit der quergestreiften Muskulatur

Herz

• Steigerung der Kontraktionskraft (positiv inotrop)
• Erhöhung der Herzfrequenz (positiv chronotrop)

Gastrointestinaltrakt

• Steigerung der Glykogenolyse und Gluconeogenese in der Leber
• Steigerung der Insulinsekretion des Pankreas
• Tonuserhöhung der Sphinkteren.

Auge

• Erhöhung des intraokulären Drucks

Der β₂-Adrenozeptor ist Angriffspunkt zahlreicher Arzneistoffe, die entweder agonistisch oder antagonistisch am Rezeptor wirken:

Agonisten

β₂-Agonisten bzw. Beta-2-Sympathomimetika kommen u.a. bei Asthma und COPD sowie zur Tokolyse zum Einsatz. Beispielsubstanzen sind:

• SABA ("short-acting beta-2 agonists")
  • Albuterol
  • Procaterol
  • Salbutamol
• LABA ("long-acting beta-2 agonists")
  • Clenbuterol
  • Formoterol
  • Salmeterol
• ULABA ("ultra long-acting beta-2 agonists")
  • Carmoterol
  • Indacaterol
• Tokolytika
  • Fenoterol
  • Hexoprenalin
  • Isoxsuprin
  • Ritodrin

Antagonisten

Für β₂-selektive Betablocker gibt es aufgrund der zu erwartenden Bronchokonstriktion kein klinisches Einsatzszenario. Ein experimentell eingesetzter Wirkstoff ist Butoxamin. Die nicht-selektiven Betablocker der 1. Generation (z.B. Propranolol oder Carteolol) bewirken neben der Blockade der β₁-Adrenozeptoren ebenfalls eine Blockade der β₂-Adrenozeptoren.