Acetylcholin

Acetylcholin, kurz ACh, ist ein biogenes Amin und spielt als Neurotransmitter eine zentrale Rolle bei der Regulation vieler Körpervorgänge.

Acetylcholin findet sich sowohl im ZNS als auch im PNS. Als Transmitter an der neuromuskulären Endplatte vermittelt es die willkürliche Kontraktion der Skelettmuskulatur; daneben kommt Acetylcholin als Signalstoff in präganglionären sympathischen und in allen parasympathischen Neuronen vor.

Chemische Bezeichnungen (IUPAC-Name) von Acetylcholin sind:

• (2-Acetoxyethyl)trimethylammonium
• (2-(Trimethylammonium)ethyl)acetat

Die Summenformel des Stoffes lautet C₇H₁₆NO₂ und die molekulare Masse (Molekulargewicht) beträgt 146,12 g/mol.

Acetylcholin wird im Endknöpfchen bestimmter Axone durch das Enzym Cholinacetyltransferase aus den Komponenten Cholin und Acetyl-CoA synthetisiert. Es wird über einen Antiporter in Speichervesikel aufgenommen. Pro Vesikel werden so 5.000 bis 10.000 Acetylcholinmoleküle im Zytoplasma der Nervenzelle gespeichert, die bei Bedarf durch Exozytose in den synaptischen Spalt entlassen werden.

Acetylcholin wird durch ein eintreffendes Aktionspotential mittels Exozytose in den synaptischen Spalt freigesetzt. Dort tritt es in Interaktion mit Rezeptoren auf der postsynaptischen Membran, den sog. Cholinozeptoren. An der Zielzelle kommt es zu einer Änderung der Ionenpermeabilität (Ca²⁺, Na⁺, K⁺), die entweder eine Erregung (Depolarisation) oder Hemmung (Hyperpolarisation) der Zielzelle zur Folge haben kann.

Acetylcholin wirkt an zwei Typen von Cholinorezeptoren, nikotinischen Acetylcholinrezeptoren (Nikotinrezeptor) und muskarinischen Acetylcholinrezeptoren (Muskarinrezeptor).

Beim Nikotinrezeptor handelt es sich um einen ligandengesteuerten Ionenkanal. Nach der Bindung von Acetylcholin öffnet er sich und ist dann für Natrium-, Kalium- und Calcium-Ionen durchgängig. Der Muskarinrezeptor ist ein G-Protein-gekoppelter Rezeptor, der nach Bindung von ACh seine Wirkung über Second Messenger vermittelt.

Entsprechend sind die Wirkungen, die durch Acetylcholin im PNS und ZNS vermittelt werden, rezeptorabhängig und sehr vielfältig. Sie umfassen u.a. die neuromuskuläre Erregungsübertragung, die Steuerung des vegetativen Nervensystems, zentralnervöse Belohnungs-und Gedächtnisfunktionen und vieles andere mehr.

Acetylcholin wird im synaptischen Spalt durch Acetylcholinesterase in Cholin und Essigsäure gespalten. Das Cholin kann von der Nervenzelle wiederverwendet werden, indem es durch den Natrium- und Chlorid-abhängigen Cholintransporter (ChT) aus dem synaptischen Spalt aufgenommen wird.