- Acetylcholin: Struktur, Synthese und Abbau
- Wie wirkt Acetylcholin und was bewirkt es?
- Die Verwendung von Acetylcholin in der Medizin
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Acetylcholin ist ein Neurotransmitter, der die Herz- und Magen-Darm-Funktion beeinflusst, aber auch mit Gedächtnisprozessen in Verbindung gebracht wird. Aufgrund der Tatsache, dass die Wirkung von Acetylcholin im Körper sehr breit ist, werden Medikamente, die diesen Neurotransmitter beeinflussen, in vielen Bereichen der Medizin eingesetzt - sie werden Patienten sowohl von Neurologen als auch von Augenärzten und Internisten verschrieben.
Acetylcholinist einer der Neurotransmitter, d.h. spezifische Moleküle, die im Nervensystem notwendig sind - dank der Nervenzellen werden Nervenimpulse gesendet. Acetylcholin ist vor allem deshalb wichtig, weil es sowohl im zentralen als auch im peripheren Nervensystem vorhanden ist, aber es kommt auch im somatischen und autonomen Nervensystem vor.
Es ist erwähnenswert, dass Acetylcholin der erste von Wissenschaftlern entdeckte Neurotransmitter war. 1914 wurde die Entdeckung von dem englischen Physiologen Henry Dale gemacht, und einige Jahre später – 1921 – führte Otto Loewi deutscher Herkunft die Funktionen von Acetylcholin in die medizinische Welt ein. Die Entdeckungen der beiden Männer erwiesen sich als so wichtig für die Wissenschaft, dass sie dafür 1936 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurden.
Acetylcholin: Struktur, Synthese und Abbau
Acetylcholin ist ein Ester aus Essigsäure und Cholin. Es entsteht innerhalb der sog cholinerge Neuronen (dies sind jene Populationen von Nervenzellen, die Acetylcholin in ihren Enden absondern), wo der Neurotransmitter aus Cholin und Acetyl-Coenzym A unter Beteiligung des Enzyms Cholin-Acetyltransferase hergestellt wird. Die resultierenden Acetylcholinmoleküle werden dann in synaptischen Vesikeln angesammelt, und wenn die Nervenzelle depolarisiert, heften sie sich an die präsynaptischen Enden und Acetylcholin wird in den synaptischen Raum freigesetzt. Wenn ein Neurotransmitter das postsynaptische Terminal erreicht, bindet er an seinen Rezeptor und übt seine üblichen Aktionen aus.
Acetylcholin wird von den Nervenenden abgesondert und bleibt nicht lange außerhalb der Nervenzellen - es wird ziemlich schnell durch das Enzym Acetylcholinesterase abgebaut. In dieser Reaktion kommt es unter anderem zu Cholin, von dem ein Teil ins Innere zurücktransportiert wirdNervenzellen - das so gewonnene Cholin wird später zur Herstellung anderer Acetylcholin-Moleküle verwendet.
Wie wirkt Acetylcholin und was bewirkt es?
Die Funktionen von Acetylcholin hängen sowohl davon ab, wo dieser Neurotransmitter wirkt, als auch von der Art des Rezeptors, an den er bindet. Acetylcholin hat zwei Arten von Rezeptoren, an die es bindet: die ersten sind Nikotinrezeptoren (vorhanden in den Ganglien des autonomen Systems und innerhalb der neuromuskulären Synapse), die zweiten sind Muskarinrezeptoren (in vielen verschiedenen Geweben, einschließlich glatter Muskelzellen, in verschiedenen Strukturen des Gehirns und in den endokrinen Drüsen und Zellen des Herzmuskels).
Im Zentralnervensystem beeinflusst Acetylcholin Gedächtnisprozesse und die Konzentrationsfähigkeit. Die Funktion dieses Neurotransmitters besteht auch darin, uns wach zu h alten, und Acetylcholin ist auch bei verschiedenen Lernprozessen wichtig. Diese Beziehung ermöglicht die Kommunikation zwischen verschiedenen Bereichen des Zentralnervensystems – in diesem Fall wird Acetylcholin vom sogenannten abgesondert Interneuronen und ist besonders wichtig bei den Basalganglien.
Im peripheren Nervensystem ist Acetylcholin besonders wichtig für Muskelzellen - dieser Neurotransmitter wird innerhalb der neuromuskulären Platten ausgeschüttet. Das von den Nervenzellen freigesetzte Acetylcholin bewirkt, wenn es an die auf Myozyten vorhandenen Rezeptoren bindet, eine Kontraktion der betreffenden Muskelgruppen.
Acetylcholin ist auch extrem wichtig für das vegetative Nervensystem. Es ist ein Neurotransmitter, der von allen präganglionären Fasern in diesem Teil des Nervensystems ausgeschüttet wird. Darüber hinaus wird es von postganglionären Fasern freigesetzt, die zum parasympathischen System gehören. Acetylcholin, das vom parasympathischen Nervensystem ausgeschieden wird, übt viele verschiedene Aktivitäten aus, darunter:
- Blutdruckabfall;
- Stimulierung der Perist altik im Verdauungstrakt;
- langsamer Herzschlag;
- Kontraktion des Lumens der Atemwege;
- Pupillenverengung;
- Anregung der Sekretion durch verschiedene Drüsen (einschließlich Speicheldrüsen)
Acetylcholin: verwandte Krankheiten
Aufgrund der Tatsache, dass Acetylcholin ein äußerst wichtiger Neurotransmitter ist, können damit verbundene Pathologien zu vielen verschiedenen Krankheitsbildern führen. Ein Beispiel hierfür ist Myasthenia gravis, bei der Patienten Antikörper gegen Acetylcholinrezeptoren entwickeln. Als Ergebnis dieses Phänomens nimmt es schließlich abdie Anzahl dieser freien Strukturen innerhalb der Muskelzellen, so dass bei Patienten verschiedene Symptome der Myasthenia gravis auftreten, darunter vor allem Muskelschwäche. Unter normalen Bedingungen führt die Bindung von Acetylcholin an den Rezeptor zu einer Muskelkontraktion - werden die Rezeptoren durch Antikörper blockiert, hat der Neurotransmitter im Grunde nichts, woran er binden kann - Muskelzellen werden dann einfach in ihrer Arbeitsfähigkeit beeinträchtigt.
Ein weiteres Problem, bei dem Acetylcholin-Störungen zur Pathogenese beitragen können, ist die Alzheimer-Krankheit. Einigen Hypothesen zufolge ist dieser Neurotransmittermangel mit dieser Einheit verbunden - aus diesem Grund erh alten Patienten mit Alzheimer-Krankheit Medikamente, die die Aktivität des Enzyms blockieren, das Acetylcholin abbaut, d. H. Acetylcholinesterase-Hemmer (dadurch die Menge dieses Neurotransmitters im Nervensystem erhöht). Einige Forscher bestreiten aufgrund der begrenzten Wirksamkeit dieser Medikamente die Tatsache, dass bei der Alzheimer-Krankheit tatsächlich ein Mangel an Acetylcholin bei Patienten vorliegt.
Die Verwendung von Acetylcholin in der Medizin
In der Medizin werden sowohl Substanzen mit Acetylcholin-ähnlicher Wirkung als auch Mittel mit völlig gegensätzlicher Wirkung eingesetzt. Im ersten dieser Fälle sprechen wir von Parasympathomimetika. Dazu gehören Substanzen wie zum Beispiel Pilocarpin (das zu einer Pupillenverengung führt und beim Glaukom eingesetzt wird) oder die bereits erwähnten Acetylcholinesterase-Hemmer (eigentlich indirekte Parasympathomimetika).
Präparate mit anderer Wirkung sind Parasympatholytika (Cholinolytika). Sie wirken gegensätzlich zu Acetylcholin und umfassen unter anderem Ipratropiumbromid (angewendet zur Erweiterung der Atemwege) oder Atropin (angewendet bei Bradykardie, d. h. verlangsamter Herzfrequenz).
Die Wirkung von Botulinumtoxin (eher bekannt als Botox) wird auch mit Acetylcholin in Verbindung gebracht. Diese Substanz blockiert die Freisetzung von Acetylcholin aus dem Nervenende. Obwohl Botulinumtoxin am ehesten mit Behandlungen im Bereich der ästhetischen Medizin in Verbindung gebracht wird, findet es in der Medizin noch viel mehr Anwendung – seine Wirkung auf Acetylcholin wird unter anderem genutzt, bei der Behandlung von Blepharospasmus, Torticollis oder übermäßigem Schwitzen.
Einige Patienten interessieren sich für die sogenannten nootropische (prokognitive) Medikamente. Einige dieser Substanzen beeinflussen die Menge an Acetylcholin in den Strukturendes Nervensystems und daher würden diese Präparate die kognitiven Funktionen der Menschen verbessern, die sie verwenden - typischerweise interessieren sich Menschen für die besten Gedächtnisfähigkeiten oder die Steigerung des Konzentrationsniveaus für Nootropika. Allerdings scheint die Wirksamkeit solcher Maßnahmen durchaus umstritten zu sein, weshalb es empfehlenswert ist, sie mit Vorsicht und Vorsicht anzugehen.
Quellen: 1. Acetylocholin. Neuroscience 2nd Edition, Online-Zugriff: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK11143/2. Materialien der Encyclopaedia Britannica, Online-Zugriff: https://www.britannica.com/science/acetylcholine3. Materialien der University of Texas, Online-Zugriff: http://neuroscience.uth.tmc.edu/s1/chapter11.html
Über den AutorBogen. Tomasz NeckiAbsolvent der Medizinischen Fakultät der Medizinischen Universität Poznań. Ein Bewunderer des polnischen Meeres (am liebsten schlendert er mit Kopfhörern in den Ohren an seinen Ufern entlang), Katzen und Büchern. Bei der Arbeit mit Patienten konzentriert er sich darauf, ihnen immer zuzuhören und sich so viel Zeit zu nehmen, wie sie brauchen.