Acetylcholin: Ein Neurotransmitter und wichtiger Botenstoff in Gehirn und Nervensystem

Was ist Acetylcholin (ACh) und wie wirkt es im Nervensystem?

Dieser biochemische Stoff ist ein Botenstoff im menschlichen Körper, der für die Reizübertragung in Nervenzellen (Neuronen) bedeutend ist. Acetylcholin ist eine Ammoniumverbindung, die im Zentralnervensystem (ZNS) und peripheren Nervensystem des Menschen wirkt. Sie dient als Neurotransmitter zur Signalübertragung zwischen den Zellen und steuert das ZNS. Damit sorgt Acetylcholin für unwillkürliche Muskelkontraktionen wie Atmung oder Herzschlag. Eine spezielle Funktion kommt dieser Substanz bei den Schweissdrüsen des Menschen zu. Diese nutzen ebenfalls Acetylcholin als Signalstoff.

Wie wirken Neurotransmitter?

Die Wirkung von Acetylcholin erfolgt an zwei unterschiedlichen Arten von Rezeptoren. Hierzu zählen die sogenannten nikotinischen Rezeptoren und die muskarinischen Rezeptoren. Nikotinische Rezeptoren können sowohl durch Acetylcholin als auch durch Nikotin stimuliert werden. Muskarinische hingegen werden durch Muskarin aktiviert. Muskarin ist eine der Substanzen, die man im Fliegenpilz, lateinisch Amanita muscaria, findet. Nervenzellen kommunizieren untereinander und leiten so wichtige Informationen weiter. Dies kann elektrisch oder biochemisch erfolgen. Biochemische Stoffe wie Noradrenalin, Serotonin oder Dopamin, die ebenfalls zu den Neurotransmittern zählen, binden sich in diesem Fall an die Synapsen. Sie wirken dabei wie ein Schlüssel und öffnen die Tür zu den Körperzellen. Auch die Neurotransmitter existieren in verschiedenen Formen. Einige von ihnen regen bestimmte Vorgänge im Körper an und andere wiederum hemmen diese.

Was sind Rezeptoren?

Als Rezeptor werden in der Biochemie Proteine oder Proteinkomplexe bezeichnet, welche es bestimmten Signalmolekülen ermöglichen, sich an sie zu binden und dadurch Reize weiterzuleiten. Proteine sind nichts anderes als Eiweisse. Sie dienen in erster Linie der Kommunikation zwischen den Zellen, was man auch als interzelluläre Kommunikation bezeichnet. Aber auch die Kommunikation mit dem Zellinneren wird dadurch ermöglicht, was als intrazelluläre Kommunikation bezeichnet wird. Ein Rezeptor befindet sich an der Oberfläche der Zellmembran und in manchen Fällen auch im Zellinneren.

Warum wirkt Acetylcholin bei Alzheimer?

Die genaue Eigenschaft dieses Stoffs bei der Behandlung von Alzheimer ist bislang noch nicht restlos erforscht. Man nimmt jedoch an, dass Patienten, die unter der Alzheimer-Krankheit leiden, einen Mangel an diesem Stoff aufweisen. Dieser Mangel entsteht dadurch, dass jene Zellen, die für die Produktion von Acetylcholin verantwortlich sind, langsam aber sicher absterben. Mithilfe spezieller Medikamente versucht man, den Abbau von Acetylcholin im Gehirn zu verlangsamen. Diese Vorgehensweise hat in der Vergangenheit bereits den Krankheitsverlauf deutlich verlangsamt. Von einer Heilung dieser Erkrankung ist die Forschung allerdings auch heute noch weit entfernt.

Was hat Acetylcholin mit Schweiss zu tun?

Acetylcholin spielt bei der Aktivierung der Schweissdrüsen eine wichtige Rolle. Auch das Schwitzen wird unwillkürlich im menschlichen Körper ausgelöst. Das kann bei körperlicher Anstrengung geschehen, bei Stress oder bei bestimmten Krankheiten. Menschen, die unter einer übermässigen Schweissbildung leiden, werden deshalb heute mit Medikamenten behandelt, welche die Menge des Acetylcholin, das sich im Körper befindet, vermindern. Diese Medikamente nennt man Anticholinergika. In der Folge wird die Erregung der Schweissdrüsen deutlich reduziert und der Patient schwitzt viel weniger.

Wie wirkt der Stoff im Gehirn?

Diese Substanz ist im menschlichen Hirn an vielen verschiedenen Aktivitäten beteiligt. Die genaue Bedeutung ist noch nicht vollständig geklärt und heutzutage Gegenstand der Hirnforschung. Man vermutet, dass die Substanz beim Lernen eine wesentliche Rolle spielt und für die Speicherung von Inhalten im Gedächtnis ausschlaggebend ist. Man nimmt an, dass Acetylcholin die Aufmerksamkeit erhöht. Auch bei der Entstehung von Schmerz und bei der Kontrolle des Schlafrhythmus geht man davon aus, dass diese Substanz eine wichtige Funktion hat. Im Hirn haben alle dort vorhandenen Transmitter eine bestimmte Aufgabe. Manche von ihnen steuern die Stimmungslage und andere wiederum sind für die Reaktionsfähigkeit verantwortlich. Neben dem Acetylcholin sind das vor allem Dopamin und Serotonin.

Wann wurde Acetylcholin entdeckt?

Dieser Stoff wurde bereits 1920 vom deutschen Pharmakologen Otto Loewi entdeckt. Er stiess im Zuge seiner Forschungen an der Universität im österreichischen Graz auf biochemische Stoffe, die für die Reizübertragung in Nerven und über Ionenkanäle verantwortlich sind. Bis dahin war nur die bioelektrische Weiterleitung von Nervensignalen bekannt. Loewi befasste sich dabei in erster Linie mit dem Einfluss von Acetylcholin auf das Herz. Für seine Arbeit erhielt Loewi 1936 den Nobelpreis. Nach seiner Inhaftierung durch die Nationalsozialisten musste er jedoch auf diese Auszeichnung verzichten, durfte stattdessen nach London emigrieren und wurde 1939 an die Universität von New York beordert, wo er bis zu seinem Tod im Jahr 1961 lehrte.