Aufgabe Vorschlag C - Aufgabe 9 · Abitur Hessen Biologie LK · Schulen für Erwachsene 2022

9 Erklären Sie die Wirkung von Adenosin, Adrenalin und Koffein auf die Herzschlagfrequenz. (Material 9)

Lösung: Bindet Adrenalin an seinen Rezeptor, dann wird das cAMP synthetisierende Enzym, die Adenylatcyclase, durch ein stimulierendes G-Protein ($G_s$) aktiviert. Die Syntheserate von cAMP wird so erhöht und die Herzschlagfrequenz dadurch gesteigert. Bindet Adenosin an seinen Rezeptor, wird die Adenylatcyclase durch ein hemmendes G-Protein ($G_i$) gehemmt, die Syntheserate von cAMP wird verringert und die Herzschlagfrequenz gesenkt. Koffein besetzt die Adenosinrezeptoren, ohne jedoch die hemmenden $G_i$-Proteine zu aktivieren. Somit verringert sich die Anzahl der die Adenylatcyclase hemmenden $G_i$-Proteine. Die Aktivität der Adenylatcyclase und somit die cAMP-Konzentration steigen. Weiterhin kann Koffein die Zellmembran passieren und die Phosphodiesterase, das cAMP abbauende Enzym, direkt hemmen. Beide Koffeinwirkungen führen zu einer Steigerung der Herzschlagfrequenz.