Purinerge Neuromodulation

Abstract

Adenosine and its nucleotides participate in the regulation of various functions in the nerve system and in some internal organs. These purines are released from a variety of nervous and non-nervous cellular sources. Adenosine receptors are situated extracellular; they mediate some effects of the adenosine and are coupled negatively (A₁ adenosine receptors) and positively (A₂ adenosine receptors) to adenylate cyclase. The physiological effects of adenosine are inhibitory; they are exerted synaptically and extrasynaptically. The main synaptic modulatory effect is the presynaptic inhibition of the excitatory and inhibitory neurotransmitters release. Postsynaptically adenosine modulate the answer to neurotransmitter effects. ATP functions probably as co-transmitter or transmitter in the nonadrenergic non-cholinergic autonomic neurons. Neuromodulatory and the majority of metabolic adenosin effects are antagonized by methylxanthines. Exogenous substances can influence the molecular mechanisms of adenosine systems; some of the induced pharmacodynamical effects could be of therapeutic interest. Drug-interactions with adenosine systems can cause side effects.

Zusammenfassung

Adenosin und Adeninnukleotide beteiligen sich an verschiedenen regulatorischen Mechanismen im Nervensystem und in inneren Organen. Diese Purinkörper werden aus den neuralen und nichtneuralen Zellelementen freigesetzt. Ein Teil der Adenosinwirkungen kommt über Adenosinrezeptoren zustande. Diese extrazellulär liegenden Erkennungsstellen von Adenosin sind negativ (A₁- Adenosinrezeptoren) und positiv (A₂-Adenosinrezeptoren) an die Adenylatzyklase gekoppelt. Adenosin wirkt an den synaptischen und extrasynaptischen Stellen der Zellmembran inhibitorisch auf die Neuronenaktivität. Die wichtigste synaptische Wirkung von Adenosin besteht in der präsynaptischen Modulation (Herabsetzung) der Freisetzung von exzitatorischen und inhibitorischen Neurotransmittern und in der postsynaptischen Modulation der Antwort auf die Wirkung von Neurotransmittern. ATP spielt in den nichtadrenergen und nichtcholinergen autonomen Neuronen wahrscheinlich die Rolle eines Kotransmitters bzw. eines Neurotransmitters. Die neuromodulatorischen und die Mehrzahl metabolischer Wirkungen von Adenosin werden durch Methylxanthine antagonisiert. Durch einen gezielten Angriff auf die Adenosinsysteme auf Molekularebene unter Anwendung von geeigneten Wirkstoffen können verschiedene, organspezifische pharmakodynamische Effekte ausgelöst werden. Diese können u. U. therapeutisch ausgenutzt werden. Andererseits können Arzneimittel aus verschiedenen Wirkstoffklassen durch Einwirkung auf Adenosinsysteme eine Störung von Organfunktionen (unerwünschte Wirkungen) herbeiführen.