Peptide: Wirkung und Definition

Zahlreiche Peptide beeinflussen die Stoffwechselvorgänge im menschlichen Körper und sorgen für deren reibungslosen Ablauf. Sie sind nicht nur für die Aufrechterhaltung der Körperfunktionen relevant, sondern geraten auch zunehmend in den Fokus der medizinischen Diagnostik und Therapie.

Dieser Artikel stellt einige wichtige Peptide und ihre Effekte in den großen Organsystemen des menschlichen Körpers vor.

Peptide – Definition

Peptide sind kleine Moleküle aus zwei oder mehr Aminosäuren. Der Name „Peptid“ weist auf eine spezielle Art der Verbindung zwischen den Aminosäuren hin, die sogenannte Peptid-Bindung. Diese sorgt nicht nur für einen festen Zusammenhalt im Molekül, sondern bringt es auch in eine bestimmte Form oder Faltung. Dies ermöglicht es dem Peptid, Effekte im Körper auszulösen.

Während Oligopeptide sehr kleine Zusammenschlüsse von maximal zehn Aminosäuren sind, enthalten Polypeptide elf bis etwa 100 Aminosäuren. Größere Moleküle mit aufwändigerer Faltung besitzen meist auch wesentlich umfangreichere Funktionen als Peptide und werden als Proteine bezeichnet. Der Übergang zwischen Peptid und Protein ist allerdings nicht strikt festgelegt. Moleküle mit geringer Aminosäureanzahl aber hochkomplexer Faltung und Wirkung zählen teilweise auch schon zu den Proteinen. Allen gemeinsam ist die Peptidbindung.

Peptide – Wirkung und Funktion

Die Funktion der Peptide variiert in den einzelnen Organsystemen. Zumeist dienen sie als Botenstoffe zur Signalvermittlung zwischen Zellen und Geweben. Darüber hinaus können Peptide in einigen Fällen als Enzyme fungieren, antibakterielle Wirkung entfalten oder die Zellstruktur stabilisieren. Störungen der Peptid-Bildung gehen entsprechend mit Funktionsstörungen der Systeme und Abläufe im Körper einher und können chronische Erkrankungen und die Entwicklung von Tumoren zur Folge haben.

Herz-Kreislauf-System

Für das Herz-Kreislauf-System sind vor allem die natriuretischen Peptide relevant, die Einfluss auf den Wasserhaushalt des Körpers nehmen. Das ANP (atriale natriuretische Peptid) schüttet der Herzvorhof aus, wenn er durch ein zu hohes Blutvolumen überlastet wird. Das entsprechende Äquivalent aus der linken Herzkammer ist das BNP mit seiner aktivierten Form und dem inaktiven Spaltprodukt nt-proBNP.

Beide Peptide sorgen für eine vermehrte Salz- und Wasserausscheidung durch die Niere und zudem für eine Erweiterung der Blutgefäße in der Körperperipherie, wodurch die Gefäßfüllung nachlässt und der Blutdruck sinkt. Somit entlasten sie das Herz und beugen einer Überwässerung des Körpers vor. Bei fortgeschrittener Herzschwäche steigen die natriuretischen Peptide an. Eine Bestimmung ihrer Spiegel im Labor dient sowohl der Diagnostik als auch der Überwachung des therapeutischen Erfolgs bei der Herzschwäche.

Zentrales Nervensystem

Die bekanntesten Peptide im Nervensystem sind die Endorphine, die eine schmerzlindernde und euphorisierende Wirkung haben. Diese erzeugen sie durch eine Blockierung der Reizübertragung an Schmerzrezeptoren. Auch das „Kuschelhormon“ Oxytocin und das Vasopressin (ADH) als Gegenspieler von ANP und BNP sind weitere wichtige Peptide, in diesem Fall Peptidhormone.

Glatte Muskulatur, Magen-Darm-Trakt, Atmung

Die Aktivität der glatten Muskelzellen unterliegt ebenfalls vielfältigen Einflüssen von Peptiden. Im Magen-Darm-Trakt löst beispielsweise das Vasoaktive Intestinale Peptid, VIP, eine Entspannung der Muskelzellen aus. Dies verbessert die Nährstoffausschöpfung aus der zugeführten Nahrung. In der Lunge führt VIP zu einer Erweiterung der Blutgefäße. Dies reduziert den Widerstand, gegen den das rechte Herz arbeiten muss, wenn es das Blut für den Gasaustausch in die Lunge pumpt. Dieser Mechanismus könnte zukünftig bei der Behandlung des Lungenhochdrucks relevant werden. Bei dieser Erkrankung steigt der Druck in den Blutgefäßen der Lunge stark an. Medikamente mit struktureller Ähnlichkeit zu VIP könnten in diesem Fall die Lungengefäße entspannen und das Herz entlasten.

Weitere wichtige Peptide, die regelmäßig im ärztlichen Alltag adressiert werden, sind Angiotensin 1 und seine aktive Form Angiotensin 2. Sie sind Bestandteil des RAAS-Systems (Renin-Angiotensin-Aldosteron-System) der Niere und bewirken eine Verengung der Blutgefäße und eine gesteigerte Rückaufnahme von Salzen aus den ableitenden Harnwegen. Der Körper setzt sie vor allem im Rahmen der Herzschwäche frei beim Versuch, die unzureichende Pumpleistung des Herzens durch eine Blutdrucksteigerung zu kompensieren. Dies führt jedoch zu einer zunehmenden Belastung und Überwässerung des Körpers. Daher zählen Medikamente zur Hemmung dieser Peptide zu den wichtigsten Therapieoptionen bei der Behandlung von Herzschwäche und Bluthochdruck.

Mobilisierung von Energiereserven

Insulin und Glukagon sind Peptidhormone aus der Bauchspeicheldrüse, die sich wechselseitig beeinflussen. Insulin fördert dabei die Einlagerung von Energiereserven, während Glukagon deren Abbau anregt. Dies zeigt, dass die Effekte der Peptide immer im Einzelfall betrachtet werden müssen. Manche Autoren zählen Insulin und Glukagon aufgrund ihrer Größe zu den Proteinen. Beide Zuordnungen sind wissenschaftlich akzeptiert.

Sonstige Effekte

Neben ihren spezifischen Wirkungen auf einzelne Organsysteme erfüllen Peptide zahlreiche weitere Aufgaben. Manche Peptide wirken zum Beispiel antimikrobiell, sie wehren Bakterien und andere Mikroorganismen ab. Ein derzeit erforschtes Beispiel hierfür sind Defensine aus dem angeborenen Abwehrsystem, die auf der Darmwand sitzen und die Schleimhäute vor Krankheitserregern schützen. Eine Störung der Defensinbarriere scheint für die Entstehung der chronisch-entzündlichen Darmerkrankung Morbus Crohn relevant zu sein. Defensine sind ein weiteres Beispiel für die fließenden Übergänge in der Definition von Peptiden und Proteinen. Sie sind sehr komplexe Strukturen und werden daher trotz ihrer Größe mit etwa 30 bis 50 Aminosäuren häufig als kleine Proteine angesehen.

Peptide – Abbau

Der Abbau der Peptide erfolgt meist durch enzymatische Zersetzung in die einzelnen Aminosäuren. Diese können anschließend für weitere Stoffwechselvorgänge genutzt werden oder dienen dem Aufbau neuer Peptide und Proteine.