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Acetylcholin

Was ist Acetylcholin?

Acetylcholin – Neurotransmitter im menschlichen Körper

Acetylcholin zählt im menschlichen Körper zu den zentralsten Neurotransmittern, also eine chemische Substanz im Nervensystem, die Erregungen weiterleitet. Im Körper übernimmt Acetylcholin die Aufgabe, Signale zwischen den Zellen auszutauschen und zu übertragen. Dabei nimmt der Neurotransmitter auf die Aktivitäten des Gehirns und auch des Gedächtnisses Einfluss. Zudem beeinflusst der Botenstoff die Muskelbewegungen im menschlichen Körper.

Was ist Acetylcholin?

Innerhalb des menschlichen Körpers zählt Acetylcholin zu den im Körper am häufigsten vorkommenden Neurotransmittern. Abgekürzt wird der Neurotransmitter häufig mit ACh. Der Name des Transmitters wird dabei von seiner Struktur abgeleitet. Das heißt, Acetylcholin ist eine chemische Verbindung, die zum einen aus Essigsäure und zum anderen aus Cholin besteht. Die an der Übertragung beteiligten Synapsen nennt man cholinerge Synapsen. Acetylcholin ist dabei nicht nur der häufigste chemische Botenstoff, sondern zählt auch zu den Neurotransmittern, die im Jahr 1914 von Henry Hallett Dale direkt in den Synapsen identifiziert und von Otto Loewi bestätigt werden konnte, wofür beide im Jahr 1936 den Nobelpreis erhielten.  
Im menschlichen Körper spielt Acetylcholin eine Rolle bei der Regulation von körpereigenen Vorgängen. Damit findet sich Acetylcholin sowohl im zentralen Nervensystem (ZNS) als auch im peripheren Nervensystem vertreten. Als Neurotransmitter vermittelt es dort die Kontraktionen der Skelettmuskulatur. Dieser Vorgang wird häufig als Erregungsübertragung bezeichnet. Darüber hinaus ist der Neurotransmitter an den Bewegungen des Herzens, des Magens sowie am Wimpernschlag beteiligt. Den Botenstoff findet man innerhalb des Körpers dabei in allen Motoneuronen. Des Weiteren findet es sich in den Gehirnneuronen, wo es insbesondere bei mentalen Prozessen wie der Gedächtnisleistung oder Kognition eine zentrale Rolle spielt. Nimmt der Acetylcholin-Spiegel im Körper ab, kann dies im Zusammenhang mit der Entstehung der Alzheimer-Krankheit in Verbindung stehen.  

Wie wirkt Acetylcholin?

Innerhalb des peripheren Nervensystems ist Acetylcholin ein fester Bestandteil des autonomen Nervensystems, der für die Erregungsübertragung, also die Aktivierung und Erregung der Muskeln, zuständig ist. Im Rahmen des autonomen Nervensystems steuert es durch die Einwirkung als Signalstoff auf die parasympathischen und sympathischen Neuronen eine Reihe von Funktionen. Im peripheren Nervensystem fungiert Acetylcholin in seiner zentralen Aufgabe als Transmitter, der für die Signalübertragung zwischen der Skelettmuskulatur sowie den motorischen Nervenzellen verantwortlich ist. Darüber hinaus wirkt Acetylcholin an diversen Stellen im zentralen Nervensystem. Hier ist es für die Erregung, Aufmerksamkeit und Motivation zwischen verschiedenen Neuronen verantwortlich ist.
Bei seiner Wirkung kann Acetylcholin durch Medikamente und andere Substanzen beeinflusst werden und hierdurch Bewegungsstörungen, Lähmungen oder sogar den Tod auslösen. Beispielhafte Stoffe, die diese Wirkung auslösen können, sind Pestizide oder Nervengase. Eine vergleichbare Wirkung hat das Gift einer Spinne (Schwarze Witwe), weshalb es bei einem Biss dieses Tieres häufig zu Muskelkontraktionen, Krämpfen, Lähmungserscheinungen oder sogar zum Tod kommt. 

Weitere Funktionen von Acetylcholin
Verschiedene Daten deuten an, dass das räumliche Gedächtnis durch cholinerge Modulation beeinflussen kann.  

Die Acetylcholin-Synthese

Als Botenstoff hat Acetylcholin im Rahmen des chemischen Prozesses die Aufgabe, die Neuronensynthese zu befähigen. Im Anschluss wird der Stoff in den Neuronen gespeichert und für die spätere Verwendung aufbewahrt. Dieser Prozess ist notwendig, um die Übertragung von Signalen vorzubereiten. Bei Versand des Signals müssen die Nervenbahnen den Weg für die Übertragung von neuen Signalen bereit machen. Dies wird durch die Aufnahme des Transmitters veranlasst.
Produziert wird Acetylcholin am Ende der cholinergen Nervenzellen. Diesen Prozess bezeichnet man auch als „Cholin-Acetyltransferase“. Faktisch wird dabei die Übertragung der Acetylgruppe von Acetyl-Coenzym A auf Cholin katalysiert. Enzyme gelten bei diesem Prozess als Katalysatoren, die für die Umsetzung von chemischen Reaktionen benötigt werden. Unter dem Begriff des Coenzyms werden daher dabei Bruchteile von Enzymen zusammengefasst. Einige Coenzyme setzen sich aus Vitaminen zusammen. CoA wird beispielsweise aus Vitamin B5 hergestellt und innerhalb der Synthese zu „Acetyl-CoA“ umgebaut. Neutransmitter erfüllen damit die Funktion, Informationen von einem Neuron zu einem anderen Neuron (Ziel) innerhalb des Nervensystems zu übertragen. Das für die Ausschüttung benötigte Signal wird durch den Einstrom von Calcium ausgelöst, der innerhalb des Nervensystems einen Impuls abgibt und damit die Freisetzung von Acetylcholin verursacht.  

Welche Probleme kann ein Acetylcholin-Mangel verursachen?

Ein Acetylcholin-Mangel kann verschiedene Probleme mit sich bringen. Hierzu zählen emotionale Instabilität, Verstopfung, Erinnerungs- und Gedächtnisprobleme, Worterinnerungsstörungen, Lernschwierigkeiten, trockene Augen, trockener Mund, geringer Muskeltonus, schnelle Herzfrequenz sowie chronische Entzündungen.

Interessantes zu Acetylcholin

Beim Stich einer Hornisse wird eine hohe Konzentration an Acetylcholin freigesetzt. Aus diesem Grund ist der Stich einer Hornisse so schmerzhaft. Ähnliche Reaktionen löst der Kontakt mit Brennnesseln oder Giftfischen wie Feuerfische aus. Auch hier ist die hohe Konzentration von Acetylcholin für schmerzhafte Reaktionen verantwortlich.

Erhöhung des Acetylcholin-Spiegels

Um Acetylcholin bilden zu können, benötigt der menschliche Körper eine Cholin-Quelle. Im alltäglichen Leben finden sich auch im Rahmen der Nahrungsaufnahme einige Produkte, die Cholin enthalten. Hierzu zählen unter anderem Fleisch, Milchprodukte, Geflügel sowie Fisch. Diese Lebensmittel enthalten einen hohen Gehalt an Cholin. Fleisch beispielsweise enthält 70 mg Cholin. Darüber hinaus sind auch Schokolade, Erdnussbutter, Brokkoli sowie Rosenkohl reich an Cholin, weshalb sie sich eignen, wenn es darum geht, den Cholin-Spiegel im menschlichen Körper zu erhöhen. 
Die Erhöhung des Acetylcholin-Spiegels wird dabei durch die Bildung Cholin beeinflusst. Cholin-Bestandteile übernehmen dabei verschiedene Funktionen. Phosphatidylcholin (PC) verbessert die Lern- und Gedächtnisfähigkeit von Nagern. Eicosapentaensäure (EPA) und Docosahexaensäure (DHA)(Omega-3-Fettsäuren) haben einen positiven Einfluss auf den Acetylcholin-Stoffwechsel. DMAE(Dimethylaminoäthanol)ist für die Gehirnfunktionen verantwortlich und regt die körperlichen und kognitiven Leistungen indirekt. Die wichtigste Funktion liegt in der Bildung von Cholin für die Synthese von Acetylcholin. PABA (Paraaminobenzoesäure)hingegen ist für den Proteinstoffwechsel und das Immunsystem wichtig ist. 
Gehemmt wird die Bildung von Cholin beispielsweise durch Hyperzine A. Dieses Mittel wird gerne in der chinesischen Medizin für die Behandlung von Krankheiten verwendet und hemmt die Bildung von Cholin. Die Einnahme ist dabei häufig mit Nebenwirkungen wie Übelkeit, Erbrechen, Schwitzen, Durchfall, Appetitlosigkeit, Krämpfen sowie vielen weiteren Nebenwirkungen verbunden.

Zusammenfassung

Acetylcholin übernimmt im menschlichen Körper eine wichtige Rolle. Er ist als Botenstoff dafür verantwortlich, dass Gehirn und Körper funktionsfähig bleiben. Treten bei der Freisetzung von Acetylcholin Störungen auf, kann dies Probleme im Bereich der Bewegungsfähigkeit sowie der Gedächtnisleistung mit sich ziehen. Ist der Acetylcholin-Spiegel des Körpers zu gering, kann über die Nahrungsaufnahme Cholin aufgenommen werden, das die Produktion von Acetylcholin im Körper begünstigt.

Quellen
1. https://bit.ly/3rqPOBb
2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2659740/
3. https://link.springer.com/article/10.1007/BF01752098

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