Acetylcholin ist ein Neurotransmitter, der das Herz und den Magen-Darm-Trakt beeinflusst, aber auch mit Gedächtnisprozessen verbunden ist. Aufgrund der Tatsache, dass die Wirkungen von Acetylcholin im Körper sehr breit sind, werden Arzneimittel, die diesen Neurotransmitter beeinflussen, in vielen Bereichen der Medizin eingesetzt - sie werden sowohl von Neurologen als auch von Augenärzten und Internisten bestellt.
Acetylcholin ist einer der Neurotransmitter, d. H. Spezifische Moleküle, die im Nervensystem notwendig sind - es ist den Nervenzellen zu verdanken, dass Nervenimpulse gesendet werden. Acetylcholin ist vor allem deshalb wichtig, weil es sowohl im zentralen als auch im peripheren Nervensystem vorhanden ist, aber es kann auch im somatischen und autonomen Nervensystem gefunden werden.
Es ist erwähnenswert, dass Acetylcholin der erste von Wissenschaftlern entdeckte Neurotransmitter war. 1914 machte der englische Physiologe Henry Dale die Entdeckung, einige Jahre später - 1921 - deutscher Herkunft führte Otto Loewi die Funktionen von Acetylcholin in die medizinische Welt ein. Die Entdeckungen beider Männer erwiesen sich als so wichtig für die Wissenschaft, dass sie 1936 den Nobelpreis für sie erhielten.
Acetylcholin: Struktur, Synthese und Abbau
Acetylcholin ist ein Ester von Essigsäure und Cholin. Es entsteht innerhalb des sogenannten cholinerge Neuronen (dieser Begriff ist definiert als jene Populationen von Nervenzellen, die Acetylcholin innerhalb ihrer Enden absondern), bei denen der Neurotransmitter unter Beteiligung des Enzyms Cholinacetyltransferase aus Cholin und Acetylcoenzym A hergestellt wird. Die resultierenden Acetylcholinmoleküle werden dann in synaptischen Vesikeln akkumuliert, und wenn die Nervenzelle depolarisiert, binden sie sich an die präsynaptischen Terminals und Acetylcholin wird in den synaptischen Raum freigesetzt. Wenn ein Neurotransmitter das postsynaptische Terminal erreicht, bindet er an seinen Rezeptor und übt seine üblichen Wirkungen aus.
Acetylcholin, das aus Nervenenden freigesetzt wird, bleibt nicht lange außerhalb der Nervenzellen - es wird durch das Enzym Acetylcholinesterase recht schnell abgebaut. In dieser Reaktion ist unter anderem, dass Cholin, von dem ein Teil in das Innere der Nervenzellen zurücktransportiert wird - das so gewonnene Cholin wird später zur Herstellung weiterer Acetylcholinmoleküle verwendet.
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Die Funktionen von Acetylcholin hängen sowohl von der Stelle ab, an der dieser Neurotransmitter wirkt, als auch von der Art des Rezeptors, an den er gebunden wird. Acetylcholin hat zwei Arten von Rezeptoren, an die es bindet: Die ersten sind Nikotinrezeptoren (in den Ganglien des autonomen Systems und innerhalb des neuromuskulären Übergangs vorhanden) und die zweiten sind Muskarinrezeptoren (in vielen verschiedenen Geweben, einschließlich Zellen) glatte Muskeln, in verschiedenen Gehirnstrukturen und in den endokrinen Drüsen und Herzmuskelzellen).
Im Zentralnervensystem beeinflusst Acetylcholin Gedächtnisprozesse und die Fähigkeit, die Aufmerksamkeit zu konzentrieren. Die Funktion dieses Neurotransmitters besteht auch darin, uns wach zu halten, 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 ausgeschieden Interneurone und ist besonders wichtig bei den Basalganglien.
Im peripheren Nervensystem ist Acetylcholin besonders wichtig für Muskelzellen - dieser Neurotransmitter wird in den neuromuskulären Platten ausgeschieden. Das aus Nervenzellen freigesetzte Acetylcholin führt, wenn es an die auf Myozyten vorhandenen Rezeptoren bindet, zu einer Kontraktion der gegebenen Muskelgruppen.
Acetylcholin ist auch für das autonome Nervensystem äußerst wichtig. Es ist ein Neurotransmitter, der von allen präganglionären Fasern in diesem Teil des Nervensystems ausgeschieden wird. Darüber hinaus wird es von postganglionären Fasern freigesetzt, die zum parasympathischen System gehören. Acetylcholin, das vom parasympathischen Nervensystem ausgeschieden wird, übt eine Vielzahl von Aktivitäten aus, darunter:
- Blutdruckabfall;
- Stimulation der Peristaltik im Verdauungstrakt;
- langsamer Herzschlag;
- Kontraktion des Lumens der Atemwege;
- Verengung der Pupillen;
- Stimulierung 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 Krankheitsentitäten führen. Ein Beispiel hierfür ist Myasthenia gravis, bei der Patienten Antikörper gegen Acetylcholinrezeptoren entwickeln. Infolge dieses Phänomens wird letztendlich die Menge dieser freien Strukturen in den Muskelzellen verringert, und bei den Patienten treten verschiedene Symptome von Myasthenia gravis auf, insbesondere Muskelschwäche. Unter normalen Bedingungen führt die Bindung von Acetylcholin an den Rezeptor zu einer Muskelkontraktion - wenn die Rezeptoren durch Antikörper blockiert werden, hat der Neurotransmitter im Grunde nichts zu binden - die Muskelzellen sind dann einfach in ihrer Arbeitsfähigkeit beeinträchtigt.
Ein weiteres Problem, bei dem die Pathogenese von Acetylcholin-Erkrankungen eine Rolle spielen kann, ist die Alzheimer-Krankheit. Nach einigen Hypothesen ist dieser Neurotransmitter-Mangel mit dieser Einheit verbunden. Aus diesem Grund erhalten Patienten mit Alzheimer-Krankheit Medikamente, die die Aktivität des Enzyms blockieren, das Acetylcholin abbaut, d. H. Acetylcholinesterase-Inhibitoren (dank dessen wird die Menge dieses Neurotransmitters im Nervensystem erhöht). Einige Forscher bestreiten aufgrund der begrenzten Wirksamkeit dieser Medikamente, dass der Alzheimer-Krankheit bei Patienten tatsächlich Acetylcholin fehlt.
Die Verwendung von Acetylcholin in der Medizin
In der Medizin werden in der Medizin sowohl Substanzen verwendet, die eine ähnliche Wirkung wie Acetylcholin ausüben, als auch Wirkstoffe, die eine völlig entgegengesetzte Wirkung haben. Im ersten dieser Fälle sprechen wir über Parasympathomimetika. Dazu gehören Substanzen wie beispielsweise Pilocarpin (was zu einer Verengung der Pupille führt und beim Glaukom eingesetzt wird) oder die oben genannten Acetylcholinesterase-Inhibitoren (die tatsächlich zu indirekten Parasympathomimetika gehören).
Präparate mit anderer Wirkung sind dagegen parasympatholytische (cholinolytische) Arzneimittel. Sie haben die entgegengesetzten Wirkungen zu Acetylcholin und umfassen sie unter anderem Ipratropiumbromid (zur Erweiterung der Atemwege) oder Atropin (zur Behandlung von Bradykardie, d. h. langsamer Herzfrequenz).
Die Wirkung von Botulinumtoxin (wahrscheinlicher als Botox bekannt) ist auch mit Acetylcholin verbunden. Diese Substanz blockiert die Freisetzung von Acetylcholin vom Nervenende. Obwohl Botulinumtoxin am häufigsten mit Behandlungen auf dem Gebiet der ästhetischen Medizin in Verbindung gebracht wird, findet es in der Medizin viel mehr Anwendung - seine Wirkung auf Acetylcholin wird unter anderem verwendet. bei der Behandlung von Blepharospasmus, Torticollis oder übermäßigem Schwitzen.
Einige Patienten interessieren sich für das sogenannte nootrope (prokognitive) Medikamente. Einige dieser Substanzen beeinflussen die Menge an Acetylcholin in den Strukturen des Nervensystems, und daher würden diese Präparate die kognitiven Funktionen von Menschen verbessern, die sie verwenden - typischerweise sind Menschen, die die besten Gedächtnisfähigkeiten wünschen oder die Konzentration erhöhen, an Nootropika interessiert. Die Wirksamkeit solcher Maßnahmen scheint jedoch recht umstritten zu sein, weshalb es ratsam ist, sie mit Vorsicht und Vorsicht anzugehen.
Quellen:
1. Acetylcholin. Neuroscience 2nd Edition, Online-Zugriff: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK11143/
2. Materialien der Encyclopaedia Britannica, Online-Zugang: https://www.britannica.com/science/acetylcholine
3. Materialien der University of Texas, Online-Zugriff: http://neuroscience.uth.tmc.edu/s1/chapter11.html
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