Substanz P

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Substanz P
Substanz P
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur 11 AS; 1348 Da
Präkursor Protachykinin-1 (110 AS; 12910 Da)
Bezeichner
Gen-Name TAC1
Externe IDs

Substanz P ist ein Neuropeptid aus elf Aminosäuren (Primärstruktur: Arg−Pro−Lys−Pro−Gln−Gln−Phe−Phe−Gly−Leu−Met−NH2).[1] Es gehört zur Gruppe der Neurokinine (früher auch als Tachykinine bezeichnet) und wird von Nervenzellen, aber auch von Leukozyten gebildet. Der Buchstabe P stand ursprünglich für engl. powder, weil die Substanz als Pulver vorlag, heute wird das P als pain (für engl. Schmerz) interpretiert.

Substanz P wurde zunächst als Neurotransmitter bei Schmerzrezeptoren (Nozizeptor) und schmerzleitenden C-Fasern angesehen. Wird ein solcher Rezeptor stärker erregt, setzt er Substanz P frei. Sie spielt aber auch als Modulator bei Entzündungen eine Rolle. Bei lokalen Entzündungen wird sie von den afferenten Neuronen der Spinalnerven und in Projektionsbahnen der Rückenmarksbahnen gebildet.

Substanz P bewirkt eine starke Erweiterung der Blutgefäße und steigert die Durchlässigkeit der Gefäßwand. Zudem bewirkt sie eine Steigerung der Sensitivität der Schmerzneurone im Rückenmark. Substanz P reguliert auch die zielgerichtete Einwanderung von Leukozyten (Chemotaxis). Leukozyten exprimieren sowohl Substanz P als auch den Substanz P-Rezeptor (Neurokinin-1 Rezeptor, NK-1R).

Substanz P-Antagonisten sind augenblicklich stark im Fokus der wissenschaftlichen Forschung, z. B. für Schmerztherapie und als Antidepressivum. Ein Überschuss an Substanz P wird als eine mögliche Ursache der Fibromyalgie diskutiert. Außerdem kann Substanz P über die Aktivierung der Neurokinin-Rezeptoren Erbrechen auslösen. Ein entsprechender Antagonist, der zur Verhütung von akuter und verzögerter Übelkeit und Erbrechen angewendet wird, ist Aprepitant. In Kombination mit Dexamethason wurde Aprepitant auch zur Therapie von COVID-19-Erkrankungen eingesetzt.[2]

In der letzten Zeit ist die Beziehung von Substanz P zur Ätiologie und Therapie von COVID-19-Erkrankungen interessant geworden.[3] Dabei geht es um die Rolle von Substanz P im Respirationstrakt. Das ist in Übereinstimmung mit früheren Befunden zur Rolle von Substanz P in der Regulation der Bronchomotorik und zur Pathogenese der bronchialen Hypereagibilität.[4] Auch die geringere Empfindlichkeit von Kindern gegen COVID-19 und der plötzliche perinatale Kindstod soll mit dem Substanz P-System in Beziehung stehen.[5][6][7]

Auch in der Zahnpulpa und im Dentin von Mensch und Kaninchen wurde Substanz P nachgewiesen und seine Rolle beim Entstehen des pulpalen Schmerzes diskutiert.[8] In einer aktuellen Arbeit wurde diese Hypothese durch Untersuchungen zur erhöhten Exprimierung des NK.1-R, bei Schmerz- und Entzündungszuständen in der menschlichen Zahnpulpa untermauert.[9]

Capsaicin, eine Substanz aus Paprika (insbesondere Chilis, den scharfen Vertretern der Paprika), aktiviert die Hitzerezeptoren in den Schleimhäuten von Mund und After, was zur Ausschüttung von Substanz P ins Gewebe und zu schmerzartigen Empfindungen führt. Bei regelmäßiger Verwendung von Capsaicin gewöhnt sich der Körper daran und die Menge an ausgeschütteter Substanz P wird geringer. Dies wird mit einer vermehrten Ausschüttung körpereigener Opioide, der Endorphine und Enkephaline erklärt.

Innerhalb der Säugetiere fehlt Substanz P beim Nacktmull, der damit vermutlich eine gewisse Schmerzunempfindlichkeit hat.

Substanz P ist wahrscheinlich ein „key responder“ bei der Einwirkung der meisten Stressoren – mit dem Ziel die Homöostase des Organismus zu gewährleisten. Deshalb wird Substanz P auch als ein regulatorisches Peptid charakterisiert.[10][11][12]

Umfangreiche Untersuchungen existieren zur Interaktion von Substanz P mit dem aminergen System des Nebenierenmarks. Dadurch könnte Substanz P über eine Homöostasesicherung des aminergen Systems zur Bewältigung von Stresssituationen beitragen.[13][14]

Auch für die Nase wird zur Substanz P eine Rolle als „first-line defense mechanism“ diskutiert.[15]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Kampik, K. (2005): Der Einfluss von Substanz P auf den Schlaf bei Gesunden. Dissertation, Freiburg i. Br. PDF; 1,6 MB

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. UniProt P20366
  2. Riffat Mehboob, Fridoon Jawad Ahmad, Ahad Qayyum, Muhammad Asim Rana, Syed Amir Gilani, Muhammad Akram Tariq, Javed Akram: Aprepitant as a combinant with Dexamethasone reduces the inflammation via Neurokinin 1 Receptor Antagonism in severe to critical Covid-19 patients and potentiates respiratory recovery: A novel therapeutic approach. Corresponding author details: Prof. Dr. Riffat Mehboob, Research Unit, Faculty of Allied Health Sciences, The University of Lahore, Lahore, Pakistan; E-Mail: mehboob.riffat@gmail.com
  3. Riffat Mehboob: Neurokinin-1 Receptor as a potential drug target for COVID-19 treatment. Biomedicine & Pharmacotherapy 143, S. 1–7, 2021.
  4. Schreiber, J., J. Slapke, K. Nieber, P. Oehme: Rolle von Substanz P in der Regulation der Bronchomotorik und der bronchialen Hypereagibilität. In: Z. Erkkr.Atm.org. 172, S. 90–98, 1989.
  5. Riffat Mehboob, Anna Maria Lavezzi: Neuropathological explanation of minimal COVID-19 infection rate in newborns, infants and children – a mystery so far. New insight into the role of Substance P. Journal of the Neurological Sciences 420 (2021) 117276.
  6. Anna Maria Lavezzi, Riffat Mehboob and Luigi Matturri: Developmental alterations of the spinal trigeminal nucleus disclosed by substance P immunohistochemistry in fetal and infant sudden unexplained deaths. Neuropathology 2011; 31, 405–413.
  7. S. Scholle, G. Zwacka, S. Glaser, B. Knöfel, B. Scheidt, P. Oehme, and R. Rathsack: Substance P, mean apnoea duration and the sudden infant death syndrome (SIDS). Biomed. Biochim. Acta 49 (1990) 4, 249–256.
  8. Miriam Göres, P. Oehme, R. Zuhrt: Zur Bedeutung der endogenen Peptide für den pulpalen Schmerz. Zahn-Mund-Kieferheilkunde 77 (1989) 531-536.
  9. Riffat Mehboob, Sana Hassan, Syed Amir Gilani, Amber Hassan, Imrana Tanvir, Humaira Waseem, and Asif Hanif: Enhanced Neurokinin-1 Receptor Expression Is Associated with Human Dental Pulp Inflammation and Pain Severity. BioMed Research International, Volume 2021, Article ID 5593520, 7 pages https://doi.org/10.1155/2021/5593520.
  10. K. Hecht, P. Oehme, M. Poppei: Action of Substance P on neurotic-hypertensive rats. In: Pharmazie, 34, 654–657, 1979.
  11. P. Oehme, K. Hecht, L. Piesche, H. Hilse, E. Morgenstern, M. Poppei: Substance P as a modulator of physiological and pathological processes. In: Marsan, C. A., W. Z. Traczyk and U. S. v. Euler (Hrsg.): Neuropeptides and neural transmission. In: International brain organization monograph series 7, S. 73–84, Raven Press, New York 1980.
  12. P. Oehme, W. A. Krivoy: Substance P – a peptide with unusual features. In: Trend in Pharmacological Sciences, 4, S. 521–523, 1983.
  13. N. S. Cheung, P. Karlsson, J-X. Wang, M. Bienert, P. Oehme, B. C. Livett: Functional studies with Substance P analogues: effects of N-terminal, C-terminal and C-terminus-extended analogues of Substance P on nicotine-induced secretion and desensitization in cultured bovine adrenal chromaffine cells. In: J. Neurochemistry 62, S. 2246–2253, 1994.
  14. Peter Oehme, Karl Hecht: Reflektionen zur Substanz P-Forschung; Reflections on Substance P Research (mit 50 Literaturstellen); überarbeitete Fassung vom 01. Januar 2022. Leibniz-Sozietät der Wissenschaften zu Berlin, 2022. https://leibnizsozietaet.de/aktuelle-ueberarbeitung-der-reflektionen-zur-substanz-p-forschung/
  15. Olivia Larsson, Lotta Tengroth, Yuan Xu, Rolf Uddman, Susanna Kumlien Georén, Lars-Olaf Cardel: Substance P represents a novel first-line defense mechanism in the nose. J Allergy Clin Immunol 2018 Jan; 141(1):128-136.e3; DOI: 10.1016/j.jaci.2017.01.021.