Die Biochemie hinter Histamin

Histamin ist ein Naturstoff, der den chemischen Namen 2-(1H-4-Imidazolyl)-ethanamin trägt. Das Molekül besteht aus einem Imidazolring und einer Kette mit zwei Kohlenstoffatomen. Als funktionelle Gruppe ist an die Kohlenstoffkette eine Aminogruppe angehängt. Histamin ist ein Derivat, also ein Abkömmling der Aminosäure Histidin. Im Körper wird Histamin biosynthetisch durch das Enzym Histamindecarboxylase synthetisiert. Durch Abspaltung von Kohlenstoffdioxid aus der Carboxylgruppe des Histidins entsteht Histamin (Abbildung 1).

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Abbildung 1 Biosynthese von Histamin aus Histidin

Histamin wird in Zellen des Immunsystems, der Haut, der Magen- und Darmschleimhäute sowie des Zentralen Nervensystems (ZNS) synthetisiert [1]. Es ist ein biologisch aktives biogenes Amin. Diese Art von Molekülen agieren im Körper als Neurotransmitter, Cofaktoren (tragen zu biochemischen Reaktionen bei) oder Hormone [2]. Somit sind sie essenziell für alle Organismen. Das Molekül entsteht hauptsächlich bei Gärungen oder Reifungen und ist daher auch in vielen pflanzlichen Lebensmitteln enthalten [3]. Dies stellt eine erhebliche Hürde für histaminintolerante Menschen, die sich vegan oder vegetarisch ernähren dar. Otto Ernst Guttentag konnte 1931 bei seinen Untersuchungen zeigen, dass in einem gesunden mehrzelligen Organismus innerhalb der biologischen Nachweisgrenze von 100 ng kein Histamin nachgewiesen werden kann [4]. Bei Menschen mit einer Histaminintoleranz hingegen ist diese Nachweisgrenze überschritten, wodurch Symptome, wie Bauchschmerzen oder Juckreiz auftreten können. Bei niederen Wirbeltieren wird hierbei mehr Histamin gebildet als bei den höheren Säugetieren [5].

Die Aufgaben des Histamins im Körper

Histamin wurde 1912 entdeckt und konnte als Botenstoff für allergische und pseudoallergischen Reaktionen identifiziert werden. Von pseudoallergische Reaktionen spricht man, wenn es zu allergischen Symptomen kommt, aber keine allergiespezifischen Antikörper gebildet werden [6]. Wie bereits erwähnt dient Histamin u.a. als Neurotransmitter, Cofaktor oder Hormon. Da es dadurch verschiedene Wirkungen im Körper ausübt, erfüllt es auch in den verschiedenen Körperkompartimenten unterschiedliche Aufgaben. Daher hat eine erhöhte Konzentration abweichende Wirkungen, je nach Körperregion. Zentrale Wirkungen hat es hierbei auf Hirn, Gastrointestinaltrakt und Immunsystem. Histamin bindet als biogenes Amin an Membranproteine der Zellen. Es sind bisweilen vier verschiedene Andockrezeptoren bekannt. Sie wurden hierbei in der Reihenfolge ihrer Entdeckung benannt und tragen die Namen H1, H2, H3 und H4-Rezeptor. Die Rezeptoren unterscheiden sich anhand der Expression, sobald das Histamin an sie gebunden hat und die Affinität zu Histamin [7]. Das Histamin wird im Körper hauptsächlich in den Zellen des Immunsystems gespeichert. In den peripheren Geweben konnte es hauptsächlich in Granula von Mastzellen und basophilen Granulozyten an Heparin gebunden nachgewiesen werden [8]. Als zusätzliche Speicherorte dienen eosinophile Granulozyten, Thrombozythen und enterochromaffine Zellen (Mastzellen, basophile Granulozyten und Trombozyten sind verschiedene Zelltypen des Blutes, welche u.a. an Immunreaktionen beteiligt sind, enterochromaffine Zellen sind Hormon- und Neurotransporterbildende Zellen in der Darmschleimhaut) [9]. Von besonderer Bedeutung ist hierbei, die Art der Ausschüttung. Das ausgeschüttete Histamin von basophilen Granulozyten und Mastzellen geschieht durch Allergene oder sogenannte Histaminliberatoren. An den Enden der Nervenzellen kann Histamin Wachheit oder Übelkeit fördern. Bei enterochromaffinen Zellen hingegen bindet Histamin an den H2-Rezeptor. Die Ausschüttugng wird durch Gastrin gefördert. Hierdurch wird die Salzsäureproduktion in den benachbarten Zellen angeregt.

Histaminintoleranz

Eine Histaminintoleranz ist nichts anderes als ein zu hoher Histamingehalt, welcher der Körper durch metabolische Prozesse nicht selbst reduzieren kann. Dr. Carl Pfeiffer hat hierfür den Begriff Histadelie geprägt [11]. Durch den zu hohen Bluthistaminspiegel kann das Histamin im Körper erheblichen Schaden anrichten und hat hierbei Einfluss auf viele biochemische Prozesse. Ein bedeutendes Problem stellt hierbei die Unverträglichkeit gegenüber vielen schmerzhemmenden Medikamenten, wie z.B. Diclophenac oder Acetylsalicylsäure (Wirkstoff von Aspirin) dar. Diese Wirkstoffe fördern die Histaminfreisetzung, was die Symptome von Allergikern verstärken kann [12].

Wirkung auf das zentrale Nervensystem (ZNS)

Im ZNS fungiert das Histamin als Neurotransmitter und reguliert durch Bindung an die präsynaptischen H3-Rezeptoren. Dadurch ist es auch an der Ausschüttung anderer Neurotransmitter beteiligt. Beeinflussende Reaktionen sind u.a. die Regulierung des Schlaf-Wach-Rhythmus, der Körpertemperatur sowie das Gedächtnis. Der Transduktionsmechanismus dieser Reaktion ist jedoch noch nicht geklärt [13]. Die Degradierung von Histamin im ZNS erfolgt hauptsächlich durch Methylierung (Anhängen von einem Kohlenstoff, welcher an drei Moleküle Wasserstoff gebunden ist) durch das Enzym Histamin-N-Methyltransferase. Anschließend kann es dann abgebaut und über das Urin ausgeschieden werden [8].

Literaturverzeichnis

[1] „Histamin – Wikipedia“. Zugegriffen: 11. Oktober 2023. [Online]. Verfügbar unter: https://de.wikipedia.org/wiki/Histamin

[2] M. bei DocCheck, „Biogenes Amin“, DocCheck Flexikon. Zugegriffen: 11. Oktober 2023. [Online]. Verfügbar unter: https://flexikon.doccheck.com/de/Biogenes_Amin

[3] „Histamin und Histaminstoffwechsel - ein Überblick | FETeV“. Zugegriffen: 13. Oktober 2023. [Online]. Verfügbar unter: https://fet-ev.eu/histamin/

[4] O. E. Guttentag, „Histamin und histaminartige Substanzen im Blut“, Naunyn-Schmiedebergs Arch. Für Exp. Pathol. Pharmakol., Bd. 162, Nr. 6, S. 727–738, Nov. 1931, doi: 10.1007/BF01864146.

[5] O. B. Reite, „Comparative physiology of histamine“, in Physiological reviews, 1972, S. 778–819. [Online]. Verfügbar unter: https://doi.org/10.1152/physrev.1972.52.3.778

[6] „Pseudoallergien“. Zugegriffen: 24. Oktober 2023. [Online]. Verfügbar unter: https://www.allergiezentrum.org/de/allergien/pseudoallergien

[7] C. A. Akdis und F. E. R. Simons, „Histamine receptors are hot in immunopharmacology“, Eur. J. Pharmacol., Bd. 533, Nr. 1–3, S. 69–76, März 2006, doi: 10.1016/j.ejphar.2005.12.044.

[8] E. K. Roßbach, „INAUGURAL – DISSERTATION zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin - Doctor medicinae veterinariae - (Dr. med. vet.)“.

[9] I. Mota, W. da SILVA, und J. F. Fernandes, „The inhibition of mast cell damage and histamine release in anaphylaxis by pyridine and diphosphopyridine nucleotidase inhibitors. Comparison with compound 48/80“, Br. J. Pharmacol. Chemother., Bd. 15, Nr. 3, S. 405–409, Sep. 1960, doi: 10.1111/j.1476-5381.1960.tb01263.x.

[10] „Benzodiazepine, Hypnotika, Hypnotica, Sedativa, Sedativum, Hypnoticum, Chemie“. Zugegriffen: 31. Oktober 2023. [Online]. Verfügbar unter: http://www.welt-der-wappen.de/Apotheke/Hypnotica/hist.htm

[11] „BIOCHEMICAL TREATMENT: MEDICINES FOR THE NEXT CENTURY“. Zugegriffen: 26. Oktober 2023. [Online]. Verfügbar unter: http://superiorsites3.com/NNS91BiochemTreatment.htm

[12] R. Jarisch, Histaminintoleranz - Histamin und Seekrankheit. Georg Thieme Verlag, 2013.

[13] „Histaminrezeptoren“. Zugegriffen: 13. Oktober 2023. [Online]. Verfügbar unter: https://www.spektrum.de/lexikon/biologie/histaminrezeptoren/32036

[14] W. F. Ganong, Lehrbuch der medizinischen Physiologie : die Physiologie des Menschen für Studierende der Medizin und Ärzte, 4., Überarb. Aufl. Berlin [u.a.]: Springer, 1979. [Online]. Verfügbar unter: https://ubdata.univie.ac.at/AC00290534

[15] „Histaminintoleranz - Diagnose und Behandlung“, Gesundheitsportal. Zugegriffen: 13. Oktober 2023. [Online]. Verfügbar unter: https://www.gesundheit.gv.at/krankheiten/stoffwechsel/nahrungsmittelunvertraeglichkeit/histaminintoleranz.html

[16] S. N. Abraham und R. Malaviya, „Mast cells in infection and immunity“, Infect. Immun., Bd. 65, Nr. 9, S. 3501–3508, Sep. 1997, doi: 10.1128/iai.65.9.3501-3508.1997.

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