Acetylcholin ist ein chemischer Botenstoff, ein Neurotransmitter, der von Nervenzellen in vielen Teilen des peripheren Nervensystems freigesetzt wird. Es steuert beispielsweise die Kontraktion aller Skelett- oder freiwilligen Muskeln. Es beeinflusst auch die Kontraktion der glatten und Herzmuskulatur. Acetylcholin wird in synaptischen Vesikeln in Nervenenden gehalten, bis ein elektrisches Signal seine Freisetzung auf einen speziellen Teil einer Muskelzellmembran bewirkt, der mit Rezeptoren ausgestattet ist, die den Neurotransmitter erkennen.
Wo sich Nerv und Muskel treffen
Skelett- oder gestreifte Muskelzellen ziehen sich als Reaktion auf Eingaben des Nervensystems zusammen. Ein Motoneuron berührt eine Muskelzelle an einer Struktur, die als Motorendplatte bezeichnet wird. Die Muskelzellmembran enthält Nikotinrezeptoren, die empfindlich auf Acetylcholin reagieren. Diese Rezeptormoleküle aus Protein werden dort konzentriert, wo Acetylcholin freigesetzt wird. Der Nikotinrezeptor ist ein ligandengesteuerter Natriumkanal. Dies bedeutet, dass wenn Acetylcholin, der Ligand, an einen Rezeptor bindet, der Rezeptor seine Form so ändert, dass Natrium in die Muskelzelle gelangt.
Acetylcholins Wirkung auf die Muskelmembran
Der Zufluss von Natrium depolarisiert die Muskelzelle in der Nähe der motorischen Endplatte. Depolarisation bedeutet, dass der Ladungsunterschied zwischen der Innenseite und der Außenseite des Muskels verringert wird. Eine andere Art von Natriumkanal, der als Reaktion auf die Depolarisation aktiviert wird, lässt mehr Natrium ein und die Erregungswelle breitet sich in der Muskelzelle aus. Dies führt zur Freisetzung von Calciumionen aus Speicherstellen innerhalb der Muskelzelle. Die Kalziumionen lösen eine Reihe von biochemischen Ereignissen aus, an denen Troponin, Tropomyosin und Myosin beteiligt sind und die zur Kontraktion des Muskels führen.
Wirkung von Acetylcholine auf die glatte Muskulatur
Acetylcholin aktiviert einen anderen Rezeptortyp der glatten Muskulatur: den Muskarinrezeptor. Wenn dieser Rezeptor Acetylcholin bindet, ist ein Ergebnis die Freisetzung von Calciumionen aus internen Speichern. Die Wechselwirkung von Acetylcholin mit Muskarinrezeptoren wie mit Nikotinrezeptoren führt dazu, dass sich Kanäle öffnen, was zu einem Ionenfluss führt, der die Muskelzelle depolarisiert. Wie im Skelettmuskel führt die Depolarisation zu einer Muskelkontraktion.
Acetylcholins Wirkung auf den Herzmuskel
Der Herzmuskel hat wie die glatte Muskulatur muskarinische Rezeptoren. Die Wirkung von Acetylcholin auf den Herzmuskel unterscheidet sich jedoch stark von seiner Wirkung auf die Skelett- oder Glattmuskulatur. Im Herzen bewirkt die Acetylcholinaktivierung von Muskarinrezeptoren, dass Kanäle in der Muskelmembran Kalium passieren lassen. Dies hat den Effekt, dass die Kontraktion des Herzmuskels verlangsamt und mit weniger Kraft geschlagen wird.
