Muskarinrezeptor

Muskarinrezeptoren oder mACh-Rezeptoren sind membranständige Acetylcholinrezeptoren, die bei Aktivierung den intrazellulären Botenstoff cGMP nutzen. Den Namen begründet ihr Substrat Acetylcholin, sowie ihre Aktivierbarkeit durch das Pilzgift Muskarin.

Muskarinrezeptoren bilden im Gegensatz zu den Nikotinrezeptoren keine Ionenkänale, d.h. die Bindungsstelle für den Neurotransmitter und der ggf. aktivierte Ionenkanal befinden sich nicht im selben Membranprotein. Sie entfalten ihre Wirkung indirekt über eine Aktivierung der Second Messenger-Systeme (G-Proteine). Man bezeichnet sie deshalb auch als metabotrope Rezeptoren. Dieser Rezeptortypus findet sich:

• an den Synapsen des Parasympathikus
• im ZNS

Die durch Muskarinrezeptoren vermittelten Wirkungen sind davon abhängig, ob Agonisten oder Antagonisten am Rezeptor binden:

• Agonist = Erregung der Muskarinrezeptoren: parasympathomimetische Wirkung
• Antagonist = Hemmung der Muskarinrezeptoren: parasympatholytische Wirkung

Die Acetylcholinwirkung wird im synaptischen Spalt via Transmitterspaltung durch die Acetylcholinesterase beendet, sodass 50 % wieder in die Präsynapse aufgenommen werden. Im Gegensatz zu Acetylcholin wird Muskarin nicht abgebaut und führt deshalb zu einer Dauerregung der Rezeptoren. Atropin wirkt an allen mACh-Rezeptoren antagonistisch.

Man kann 5 Subtypen von Muskarinrezeptoren unterscheiden (M₁-M₅). Sie haben zwar alle eine Bindungspezifität für Acetylcholin und werden durch Antagonisten wie Atropin gehemmt - die von ihnen getriggerten Effekte beschreiten jedoch zwei unterschiedliche Second-Messenger-Pfade. M₁-, M₃- und M₅-Rezeptoren stimulieren den intrazellulären IP3-Signaltransduktions-Metabolismus (Gq-gekoppelt), M₂- und M₄-Rezeptoren hemmen die Adenylatzyklase (Gi-gekoppelt).

Die verschiedenen Rezeptortypen findet man in unterschiedlichen Zielgeweben:

• M₁-Rezeptoren: Vorkommen in vegetativen Ganglien, im ZNS (vor allem Hippocampus und Cortex) und exokrinen in Drüsenzellen. Über ein Gq-Protein wird die Phospholipase C_β aktiviert > Inositoltrisphosphat (IP3) und Diacylglycerin (DAG) als second messenger bewirken einen Calciumeinstrom und somit ein spätes EPSP.
• M₂-Rezeptoren: Vorkommen im Herz, v.a. im Sinus- und AV-Knoten und im Hirnstamm. Über die beta-gamma-Untereinheit des Gi-Proteins werden bestimmte Kaliumkanäle (GIRKs) geöffnet und eine negativ chrono- und dromotrope Wirkung erzeugt. Außerdem wird über eine Hemmung der Adenylylcyclase, der alpha-Untereinheit des Gi-Proteins, der Calciumeinstrom ins Zytosol verringert.
• M₃-Rezeptoren: Vorkommen in glatter Muskulatur und exokrinen Drüsen, sowie in den Belegzellen des Magens. Ähnlich den M₁-Rezeptoren wird über einen Calciumeinstrom eine Kontraktion bewirkt; zudem wird die NO-Synthase aktiviert (z.B. im Endothel), was zu Relaxation führt.
• M₄-Rezeptoren: Vorkommen im Neostriatum, Funktion noch weitgehend unbekannt
• M₅-Rezeptoren: Vorkommen in der Substantia nigra, s.o.