Acetylcholin ist ein chemischer Botenstoff, ein Neurotransmitter, der von Nervenzellen in vielen Teilen des peripheren Nervensystems freigesetzt wird. Es kontrolliert zum Beispiel die Kontraktion aller Skelett- oder willkürlichen Muskeln. Es beeinflusst auch die Kontraktion der glatten und Herzmuskulatur. Acetylcholin wird in synaptischen Vesikeln in Nervenendigungen gehalten, bis ein elektrisches Signal seine Freisetzung auf einen spezialisierten Teil einer Muskelzellmembran bewirkt, die mit Rezeptoren ausgestattet ist, die den Neurotransmitter erkennen.
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Wo Nerv und Muskel sich treffen
Skelett- oder quergestreifte Muskelzellen kontrahieren als Reaktion auf die Eingabe aus dem Nervensystem. Ein Motoneuron kontaktiert eine Muskelzelle an einer Struktur, die als Motorendplatte bezeichnet wird. Die Muskelzellmembran enthält nikotinische Rezeptoren, die gegenüber Acetylcholin empfindlich sind. Diese aus Protein hergestellten Rezeptormoleküle sind 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 verändert, dass Natrium in die Muskelzelle gelangt.
Wirkung von Acetylcholin auf die Muskelmembran
Der Natriumeinstrom depolarisiert die Muskelzelle in der Nähe der motorischen Endplatte. Depolarisation bedeutet, dass der Ladungsunterschied zwischen dem Inneren und Äußeren des Muskels reduziert ist. Ein anderer Typ von Natriumkanal, der als Reaktion auf Depolarisation aktiviert wird, lässt mehr Natrium eindringen und die Erregungswelle breitet sich in der gesamten Muskelzelle aus. Dies führt zur Freisetzung von Calciumionen aus Speicherstellen innerhalb der Muskelzelle. Die Calciumionen initiieren eine Reihe von biochemischen Ereignissen, an denen Troponin, Tropomyosin und Myosin beteiligt sind, die eine Kontraktion des Muskels verursachen.
Wirkung von Acetylcholin auf die glatte Muskulatur
Acetylcholin aktiviert einen anderen Rezeptortyp, der in der glatten Muskulatur vorhanden ist: den Muskarinrezeptor. Wenn dieser Rezeptor Acetylcholin bindet, ist ein Ergebnis die Freisetzung von Calciumionen aus internen Speichern. Die Interaktion von Acetylcholin mit Muscarinrezeptoren, wie auch mit nikotinischen Rezeptoren, bewirkt, dass sich Kanäle öffnen, was zu einem Ionenfluss führt, der die Muskelzelle depolarisiert. Wie im Skelettmuskel führt die Depolarisation zur Muskelkontraktion.
Wirkung von Acetylcholin auf den Herzmuskel
Wie der glatte Muskel besitzt der Herzmuskel muskarinische Rezeptoren. Die Wirkung von Acetylcholin auf den Herzmuskel unterscheidet sich jedoch sehr von seinen Wirkungen auf die Skelettmuskulatur oder die glatte Muskulatur. Im Herzen bewirkt die Acetylcholin-Aktivierung von Muskarinrezeptoren, dass Kanäle in der Muskelmembran Kalium passieren lassen. Dies hat die Wirkung, die Kontraktion des Herzmuskels zu verlangsamen und ihn mit weniger Kraft schlagen zu lassen.
