Cholinergesystem

Das Cholinergesystem bezeichnet das neuronale System, das Acetylcholin (ACh) als Neurotransmitter verwendet. Es umfasst zentrale cholinerge Bahnen im Gehirn sowie das periphere System, das die neuromuskuläre Übertragung und den Parasympathikus steuert. Wichtige cholinerge Projekte befinden sich im Nucleus basalis des Meynert und im medialen Septum, die Projektionen zu Kortex, Hippocampus und anderen Regionen bilden.

Die Synthese und der Abbau von ACh erfolgen in mehreren Schritten: Cholineacetyltransferase (ChAT) katalysiert die Bildung von ACh aus Cholin und Acetyl-CoA in den projektierten Neuronen. ACh wird in synaptischen Vesikeln über den vesikulären ACh-Transporter VAChT gespeichert und bei Freisetzung ins Synaptische Spalt freigesetzt. Cholin wird durch den Cholintransport (CHT1) wieder aufgenommen. Im Spalt wird ACh durch Acetylcholinesterase (AChE) in Cholin und Acetat gespalten, wobei Cholin erneut recycelt wird.

Zu den Rezeptortypen gehören nikotinische ACh-Rezeptoren (nAChR) als ligandengesteuerte Ionenkanäle und muscarinische ACh-Rezeptoren (mAChR) vom Typ M1–M5, GPCRs. Peripher finden sich nAChR an der motorischen Endplatte und mAChR in Ganglien; zentral treten beide Rezeptortypen in Cortex, Hippocampus und Basalganglien auf.

Funktionen: Im peripheren Nervensystem steuert ACh die Muskelkontraktion an der neuromuskulären Endplatte sowie parasympathische Prozesse wie Herzrate und exokrine Sekretion. Im zentralen Nervensystem unterstützen cholinerge Projektionen Prozesse wie Aufmerksamkeit, Lernen und Gedächtnis; der Nucleus basalis projiziert maßgeblich zur kortikalen Aktivierung.

Krankheiten und Therapie: Degeneration cholinerger Neurone ist mit Alzheimer-Krankheit assoziiert. Myasthenia gravis resultiert aus Antikörpern gegen postsynaptische ACh-Rezeptoren; Lähmungen können bei Störung der ACh-Freisetzung auftreten (z. B. Lambert-Eaton). Therapien umfassen Acetylcholinesterase-Hemmer wie Donepezil, Rivastigmin und Galantamin zur Steigerung der cholinergen Signalübertragung, sowie Symptomtherapien bei Otitis und anderen Störungen.