Histamin
VIVO Pathophysiologie
Histamin
Histamin ist ein kleines Molekül, das aus der Decarboxylierung der Aminosäure Histidin entsteht. Es wird durch das Enzym Diaminoxidase (Histiminase) abgebaut, das auch am Stoffwechsel anderer bioaktiver Amine beteiligt ist.
Histamin wird in allen Geweben synthetisiert, kommt aber besonders häufig in Haut, Lunge und Magen-Darm-Trakt vor. Mastzellen, die in vielen Geweben vorkommen, sind eine prominente Quelle von Histamin, aber Histamin wird auch von einer Reihe anderer Immunzellen sezerniert. Mastzellen haben Oberflächenrezeptoren, die Immunglobulin E binden, und wenn Antigen IgE auf der Mastzellenoberfläche vernetzt, reagieren sie mit der Sekretion von Histamin, zusammen mit einer Vielzahl anderer bioaktiver Mediatoren.
Physiologische Wirkungen von Histamin
Histamin ist am besten als Vermittler allergischer Reaktionen bekannt, aber es ist inzwischen anerkannt, dass es an zahlreichen anderen normalen und pathologischen Prozessen beteiligt ist. Die Empfindlichkeit und Reaktion einer bestimmten Zelle auf Histamin hängt davon ab, welcher Typ von Histaminrezeptor auf dieser Zelle vorhanden ist.
Ein interessantes Beispiel für die systemischen Auswirkungen von Histamin ist die Scombroid-Fischvergiftung. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um eine Histaminvergiftung, die nach dem Verzehr von verdorbenem Fisch, meist Thunfisch oder Makrele, auftritt, in dem Bakterien große Mengen an Histamin aus Histidin im Muskelprotein gebildet haben. Der Verzehr eines solchen verdorbenen Fisches führt zu einer raschen Entwicklung einer Vielzahl von klinischen Symptomen, einschließlich Kopfschmerzen, Schwitzen, Durchfall, Gesichtsrötung und Erbrechen, die alle auf die systemische Exposition gegenüber Histamin zurückzuführen sind. Die Lektion hier: Fisch im Kühlschrank aufbewahren!
Allergische und entzündliche Reaktionen
Histamin spielt eine zentrale Rolle bei vielen Arten von allergischen und entzündlichen Prozessen, einschließlich akuter und verzögerter Überempfindlichkeitsreaktionen. Die Quelle des Histamins sind in solchen Fällen die Mastzellen des Gewebes. Das Ausmaß hängt vom Expositionsweg (lokal versus systemisch), den Expositionsorten (z. B. inhalativ versus kutan), der Dosis des Allergens und dem Grad der vorangegangenen Sensibilisierung auf das Allergen ab. Die klinischen Manifestationen der Histaminfreisetzung variieren von lebensbedrohlichen anaphylaktischen Reaktionen über Utikaria (Nesselsucht) bis hin zu lokalen Quaddel- und Flare-Reaktionen. Das Bild rechts zeigt einen Hund mit Nesselsucht aufgrund einer Medikamentenallergie.
Viele der Anzeichen einer allergischen Reaktion resultieren aus der Fähigkeit von Histamin, die Blutgefäße zu beeinflussen, indem es einen erhöhten Blutfluss, eine Vasodilatation und eine erhöhte Gefäßpermeabilität induziert.
Regulation von Immunreaktionen
Zusätzlich zu offenen allergischen Reaktionen hat Histamin signifikante Auswirkungen auf viele Aspekte von Immunreaktionen, indem es an seine vielfältige Gruppe von Rezeptoren bindet, die auf B- und T-Lymphozyten, dendritischen Zellen, Makrophagen und einer Vielzahl von hämatopoetischen Zellen unterschiedlich exprimiert werden. Unter anderem beeinflusst Histamin die Reifung und Aktivierung von Immunzellen, die Sekretion verschiedener Zytokine und die chemotaktischen Reaktionen von Zellen.
Sekretion von Magensäure
Salzsäure wird in großer Menge von Parietalzellen, die im Epithel des Magens eingebettet sind, sezerniert. Einer der Hauptstimuli für die Sekretion von Säure durch Parietalzellen ist Histamin, das von benachbarten enterochromaffinen Zellen sezerniert wird. Der Histaminrezeptor auf den Parietalzellen ist vom H2-Typ, und die Blockierung der Bindung von Histamin an diesen Rezeptor ist eine weit verbreitete Methode zur Unterdrückung der Magensäuresekretion.
Kontraktion der glatten Muskulatur
Die glatte Muskulatur um die Bronchien in der Lunge und im Darmtrakt reagiert auf die Stimulation durch Histamin mit einer Kontraktion, wobei das Ausmaß der Reaktion von Spezies zu Spezies sehr unterschiedlich ist. Diese Effekte hängen auch davon ab, welcher Rezeptor von Histamin gebunden wird; der H2-Rezeptor vermittelt beispielsweise die Bronchodilatation. Bei einem der ersten Bioassays für Histamin wurde die Kontraktion des Darmmuskels von Meerschweinchen gemessen. Diese Effekte auf die glatte Muskulatur zeigen sich bei einer Reihe von allergischen Reaktionen, zum Beispiel bei der Bronchokontraktion als Reaktion auf inhalierte Allergene.
Wirkungen im Nervensystem
Histamin wirkt als Neurotransmitter im zentralen Nervensystem. Die (histaminergen) Neuronen, die Histamin sezernieren, sind in kleinen Regionen des Hypothalamus lokalisiert, aber diese Neuronen senden Axone weit in das gesamte Gehirn. Histamin scheint eine Reihe von wichtigen Prozessen im Gehirn zu modulieren, darunter Wachsein, kognitive Fähigkeiten und Nahrungsaufnahme.
Histaminrezeptoren und Rezeptorantagonisten
Vier Histaminrezeptoren wurden identifiziert, die alle G-Protein-gekoppelte Rezeptoren sind. Diese verschiedenen Rezeptoren werden auf unterschiedlichen Zelltypen exprimiert und wirken über unterschiedliche intrazelluläre Signalmechanismen, was zumindest auf einer einfachen Ebene die vielfältigen Wirkungen von Histamin in verschiedenen Zellen und Geweben erklärt.
| Rezeptortyp | Hauptorte im Gewebe | Hauptbiologische Wirkungen |
|---|---|---|
| H1 | Glatter Muskel, Endothelzellen | Akute allergische Reaktionen |
| H2 | Magenparietalzellen | Sekretion von Magensäure Säure |
| H3 | Zentralnervensystem | Modulation der Neurotransmission |
| H4 | Mastzellen, Eosinophile, T-Zellen, dentritische Zellen | regulieren Immunantworten |
Referenzen und Reviews
- Haas HL, Sergeeva OA, Selbach O. Histamine in the nervous system. Physiol Rev. 2008; 88:1183-241.
- Thurmond RL, Gelfand EW, Dunford PJ. Die Rolle der Histamin-H1- und H4-Rezeptoren bei allergischen Entzündungen: die Suche nach neuen Antihistaminika. Nat Rev Drug Discov. 2008; 7:41-53.
- Jutel M, Blaser K, Akdis CA. Die Rolle von Histamin bei der Regulation von Immunantworten. Chem Immunol Allergy. 2006; 91:174-87.
- Parsons ME, Ganellin CR. Histamine and its receptors. Brit J Pharmacol 2006; 147:S127-S135.
- Thurmond RL, Gelfand, Dunford PJ. Die Rolle der Histamin H1- und H4-Rezeptoren bei allergischen Entzündungen: die Suche nach neuen Antihistaminika. Nature Reviews Drug Discovery 2008; 7:41-53.