Wirkstoffradio (MP3 Feed)

Überblick über den Podcast

In dieser Episode des Wirkstoffradio führt Bernd Rupp ein Gespräch mit Selina Thiel, einer Doktorandin der Goethe-Universität Frankfurt, über ihren neuen Podcast "Microbes, Sinks, Macro" und ihre Forschung zu Bacillus subtilis. Das Gespräch beleuchtet die molekularen Grundlagen der elektrometabolischen Signalübertragung in Biofilmen.

Bacillus subtilis und Biofilme

Selina erklärt, dass Bacillus subtilis ein häufig untersuchter Modellorganismus ist, der als ungefährlich gilt und gut kultiviert werden kann. Es wird diskutiert, dass viele Bakterien Biofilme bilden, was ein komplexes Gemeinschaftsleben darstellt, in dem Zellen unterschiedliche Aufgaben erfüllen und miteinander kommunizieren.

Elektrometabolische Signalübertragung

Ein zentrales Thema der Forschung ist die elektrometabolische Signalübertragung, bei der Kaliumionen zwischen den Zellen diffundieren, um das Wachstum des Biofilms zu koordinieren. Selina erläutert, wie die Zellen auf Nährstoffmangel reagieren und die Bedeutung von Kaliumkanälen für diesen Prozess.

Forschung und Herausforderungen

Selina beschreibt die Herausforderungen bei der Forschung, insbesondere die Isolation und Funktionalität des Kaliumkanals, und betont die Komplexität des Systems, in dem viele andere Faktoren eine Rolle spielen. Der Dialog verdeutlicht, wie wichtig es ist, die Verbindungen zwischen verschiedenen biologischen Prozessen zu verstehen.

Der Podcast "Microbes, Sinks, Macro"

Selina hat ihren Podcast ins Leben gerufen, um komplexe mikrobiologische Themen in einem zugänglichen Format zu präsentieren. Sie spricht über ihre Ansätze zur Erstellung von Episoden und die Bedeutung von Humor und Kreativität in der Wissenschaftskommunikation.

Einführung in die Molekulare Pharmakologie

Im Gespräch erläutern Prof. Dr. Ralf Schülein und Bernd Rupp die Grundlagen der Pharmakologie, die sich mit der Wirkung von Arzneimitteln auf den Körper und umgekehrt befasst. Sie diskutieren die Unterschiede zwischen pharmakologischer Wirkung und klinischer Wirksamkeit sowie die Bedeutung von Dosis und Nebenwirkungen.

Wirkungsmechanismen und Rezeptoren

Ein zentrales Thema ist das Schlüssel-Schloss-Prinzip, das beschreibt, wie Arzneimittel an Rezeptoren binden, um eine Wirkung zu entfalten. Es wird betont, dass Arzneimittel oft nicht nur spezifisch, sondern auch selektiv sind, was zu unerwünschten Wirkungen führen kann, wenn sie auch andere Rezeptoren im Körper beeinflussen.

Molekulare Pharmakologie

Die molekulare Pharmakologie geht über die traditionelle Pharmakologie hinaus und untersucht die dreidimensionale Struktur von Rezeptoren und deren Wechselwirkungen mit Arzneimitteln. Diese Ansätze ermöglichen eine präzisere Entwicklung von neuen Arzneimitteln.

Entwicklungsprozess von Arzneimitteln

Der Prozess der Arzneimittelentwicklung wird ausführlich beschrieben, von der Identifizierung von Zielstrukturen über Tierversuche bis hin zu klinischen Studien. Der gesamte Prozess dauert oft Jahrzehnte und erfordert eine enge Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Disziplinen.

Placeboeffekt und patientenbezogene Aspekte

Ein interessanter Aspekt ist der Placeboeffekt, der zeigt, dass die Erwartungshaltung von Patienten die Wirkung eines Arzneimittels beeinflussen kann. Die Rolle des Therapeuten und die Interaktion zwischen Arzt und Patient werden ebenfalls angesprochen.

Compound Management und Screening

Dr. Edgar Specker erklärt die Funktion des Compound Managements, das die Lagerung und Bereitstellung von Substanzen für biologische Tests umfasst. Es wird erläutert, wie Substanzen ausgewählt, gelagert und getestet werden, um potenzielle Arzneimittel zu identifizieren.

Forschung zu SARS-CoV-2 und Lungenhochdruck

In der Diskussion werden aktuelle Forschungsprojekte erwähnt, darunter die Entwicklung von Substanzen zur Hemmung der SARS-CoV-2-Interaktion mit Lungenzellen sowie ein neu entwickeltes Medikament zur Behandlung von Lungenhochdruck, das auf der Hemmung der Tryptophanhydroxylase basiert.

Vitamin A – Struktur, Bildung und Rolle im Sehen

Ein Vorläufermolekül, Retinol, wird in Tierernährung vor allem in Fett vorkommend gefunden; Vitamin A entsteht im Körper auch durch Umwandlung von Carotinoiden aus Pflanzen. Die Grundstruktur umfasst ein Beta-Ionon-Ring mit einer langen konjugierten Kette, deren Cis-/Trans-Konfiguration das Molekül formt. Retinal aus Retinol bindet an Opsin in der Netzhaut, wodurch Lichtreize in Signale überführt werden. Retinsäure wirkt als Nukleohormon, das Zellunterscheidung und Embryonalentwicklung beeinflusst.

Vitamin D – Entstehung, Aktivierung und Rezeptor-Verknüpfung

Vitamin D liegt als Vorstufe in Form von Cholesterin-Derivaten vor; UV-Licht wandelt Vorstufen in 7-Dehydrocholesterol um, das in Haut zu Calciferol weitergeht. Zwei Hydroxylierungen in Leber und Niere erzeugen Calcitriol, das als Nukleohormon wirkt. Calcitriol bindet an Vitamind-Rezeptor-RxR-Heterodimere, reguliert Transkription von Calcium-Transportern und Proteinen und beeinflusst Calciumhaushalt, Knochenaufbau sowie Osteoklastentätigkeit.

Vitamin E – Tocopherol/Tocotrienol und antioxidative Funktion

Vitamin E umfasst Tocopherole und Tocotrienole, überwiegend in Pflanzenölen enthalten. Alpha-Tocopherol ist besonders wirksam und schützt Membranen gegen Lipidoxidation. Oxidation führt zu chonoiden Zwischenprodukten; Methylgruppenstärke bestimmt Stabilität. Der Transport erfolgt über Tocopherol-Transferprotein, Resorption via Gallensäuren, Speicherung in Chylomikronen. Die antioxidative Wirkung reicht vom Fettbereich bis zur Membransicherung.

Carotinoide und bilanziertes Vitamin-Management

Carotinoide dienen als Vorstufen zu Vitamin A, Beta-Carotin liefert zwei Retinol-Moleküle pro Molekül. Je nach Struktur beeinflussen Doppelbindungen und Ringverknüpfungen Lichtabsorption und Farbstoffe, während Umwandlungsrate durch körpereigenen Vitamin-A-Status reguliert wird. Lycopin schützt gegen Lichtinduzierte Oxidation in Lebensmitteln. Die Umwandlung ins Retinol erfolgt im Dünndarm und hängt vom Vitamin-A-Bedarf ab.