Der M2-Rezeptor des Parasympathikus und der HCN-Rezeptor (Hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated channel) spielen eine wichtige Rolle bei der Regulation der Herzfrequenz. ### M2-Rezeptor Der M2-Rezeptor ist ein muskarinischer Acetylcholinrezeptor, der hauptsächlich im Herzen vorkommt. Er gehört zur Familie der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCR) und wird durch den Neurotransmitter Acetylcholin aktiviert, der von den parasympathischen Nerven freigesetzt wird. #### Signaltransduktion: 1. **Ligandbindung**: Acetylcholin bindet an den M2-Rezeptor. 2. **G-Protein-Aktivierung**: Die Bindung aktiviert das G-Protein (Gi), das dann die Adenylatcyclase hemmt. 3. **cAMP-Reduktion**: Durch die Hemmung der Adenylatcyclase wird die Produktion von cAMP verringert. 4. **Erhöhung von K+-Strömen**: Das aktivierte Gi-Protein kann auch die Öffnung von K+-Kanälen (insbesondere muskarinische K+-Kanäle) fördern, was zu einer Hyperpolarisation der Herzmuskelzellen führt. ### HCN-Rezeptor Der HCN-Rezeptor ist ein Ionenkanal, der durch Hyperpolarisation und cAMP aktiviert wird. Er spielt eine entscheidende Rolle bei der Erzeugung der spontanen diastolischen Depolarisation in den Schrittmacherzellen des Herzens, insbesondere im Sinusknoten. #### Signaltransduktion: 1. **cAMP-Bindung**: Bei erhöhten cAMP-Spiegeln (z.B. durch β-Adrenozeptor-Aktivierung) öffnen sich die HCN-Kanäle, was zu einem Einstrom von Na+-Ionen führt. 2. **Depolarisation**: Der Na+-Einstrom führt zu einer Depolarisation der Zelle, was die Herzfrequenz erhöht. ### Interaktion zwischen M2-Rezeptor und HCN-Rezeptor Die Aktivierung des M2-Rezeptors durch Acetylcholin führt zu einer Abnahme des cAMP-Spiegels, was die Aktivität der HCN-Kanäle hemmt. Dies hat folgende Auswirkungen: - **Verminderte Herzfrequenz**: Durch die Hemmung der HCN-Kanäle wird die spontane Depolarisation der Schrittmacherzellen verringert, was zu einer niedrigeren Herzfrequenz führt. - **Hyperpolarisation**: Die Erhöhung des K+-Strömens durch die Aktivierung des M2-Rezeptors verstärkt die Hyperpolarisation, was die Erregbarkeit der Zellen weiter senkt. Zusammenfassend regulieren der M2-Rezeptor und der HCN-Rezeptor synergistisch die Herzfrequenz, wobei der M2-Rezeptor eine hemmende Wirkung auf die Herzfrequenz ausübt, indem er die cAMP-Spiegel senkt und die Aktivität der HCN-Kanäle reduziert.