Calciumsensitiver Rezeptor
Synonyme: CaSR, Kalziumsensitiver Rezeptor, Ca-sensitiver Rezeptor
Englisch: calcium-sensing receptor
Definition
Der calciumsensitive Rezeptor, kurz CaSR, ist ein G-Protein-gekoppelter Rezeptor, der auf Änderungen des extrazellulären Calciumspiegels reagiert. Er wird vor allem von den Hauptzellen der Nebenschilddrüse und Nierentubuluszellen exprimiert, kommt aber auch in anderen Organen vor.
Biochemie
Der calciumsensitive Rezeptor ist ein Membranprotein, das aus 1.059 Aminosäuren aufgebaut ist. Wie alle anderen G-Protein-gekoppelten Rezeptoren besteht er aus sieben zirkulär angeordneten Transmembrandomänen. Zusätzlich verfügt er über eine große extrazelluläre Domäne aus zwei Lappen, die für die Bindung des Liganden verantwortlich ist. Eine verstärkte Bindung von Calciumionen an die extrazelluläre Domäne führt zu einer Konformationsänderung des Rezeptors, die auf der intrazellulären Seite eine Aktivierung der Phospholipase C und damit weitere Proteinkinase-abhängige Stoffwechselwege anstößt.
Physiologie
Calciumsensitive Rezeptoren sitzen in der Membran der Parathormon-sezernierenden Hauptzellen der Nebenschilddrüsen. Dort registrieren sie die extrazelluläre Konzentration von ionisiertem Calcium. Ein hoher Calciumspiegel führt zu einer Hemmung der Parathormon-Freisetzung, ein niedriger Spiegel dagegen zu verstärkter Sekretion.
Nachdem Calcium an die entsprechenden Rezeptoren gebunden hat, erfolgt eine komplexe Signaltransduktion:
- G-Proteine aktivieren intrazelluläre Phospholipase C
- Phospholipase C spaltet Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphat (PIP2) in Diacylglycerol (DAG) und Inositoltrisphosphat (IP3)
- DAG aktiviert Proteinkinase C, während IP3 zu einer Ca2+-Freisetzung am endoplasmatischen Retikulum und Erhöhung der Calciumkonzentration im Zytoplasma führt
- die Erhöhung der intrazellulären Ca2+-Konzentration hemmt die Vesikelfusion und die Exozytose von Parathormon.
In der Niere vermitteln calciumsensitive Rezeptoren bei einem Anstieg des Calciums eine vermehrte Calciumausscheidung.
Genetik
Das codierende Gen CASR befindet sich auf Chromosom 3 an Genlokus q13.33-q21.1. Loss-of-Function-Mutationen des Gens führen zur familiären hypokalzurischen Hyperkalzämie (FHH), die mit einem schweren neonatalen Hyperparathyreoidismus einhergeht. Gain-of-Function-Mutationen rufen den Typ V des Bartter-Syndroms hervor und äußern sich durch Hypokalzämie mit Hyperkalzurie.
Pharmakologie
Die Wirkstoffe Cinacalcet und Etelcalcetid führen zu einer allosterischen Modifikation des calciumsensitiven Rezeptors und setzen die Parathormon-Ausschüttung herab.
Literatur
- von Engelhardt, Wolfgang, et al., Physiologie der Haustiere. Georg Thieme Verlag, 5., vollständig überarbeitete Auflage, 2015.
- Genetics Home Reference