Pharmakologischer Demonstrationskurs

• Betrachtet man die motorische Endplatte so fällt der Blick einzig und allein auf die quergestreifte
Muskulatur, die willentlich beeinflußbar und daher innerviert ist. Dem gegenüber steht die glatte
Muskulatur, die nicht willentlich beeinflußt werden kann und neben dem Herzmuskel aus der Muskulatur
des Gastrointestinaltraktes besteht.
• Die Innervation der Skelettmuskulatur erfolgt ausgehend vom ZNS über das Rückenmark, wo nach
Umschalten im Vorderhorn die Reizleitung von sogenannten α-Motoneuronen übernommen wird. In
der Regel wird hierbei jede einzelne Muskelfaser, die bis zu 30cm lang sein kann, von einem α-Motoneuron
an einer motorischen Endplatte innerviert, weshalb man auch von einer unifokalen Innervation
spricht. Die einzige Ausnahme stellen die äußeren Augenmuskeln dar, die von mehreren α-Motoneuronen
versorgt werden, was man in diesem Fall als multifokale Innervation bezeichnet.
• Kommt es zu einem präsynaptischen Reiz, so verschmelzen Vesikel, die bis zu 5000 Mol Acetylcholin
enthalten, mit der präsynaptischen Membran und setzen das Acetylcholin frei. Die Bindung des
Acetylcholins an nicotinische Acetylcholinrezeptoren auf postsynaptischer Seite führt zu einer Öffnung
dieser ligandengesteuerten Ionenkanäle und, da es sich hierbei um unspezifische Kationenkanäle
handelt, zu einem Einstrom von Natrium respektive Ausstrom von Kalium.
• Die treibende Kraft dieser Ionenströme ist das Membranpotential, das aufgrund intrazellulärer negativer
Überschußladungen durch Proteine und Phosphatreste, vor allem aber infolge des Nernstpotentiales
aus den Konzentrationsunterschieden an gelösten Ionen zustandekommt.
• Das Absinken des Ruhemembranpotentiales infolge der Ionenströme wird auch als Depolarisation bezeichnet.
Nachdem zunächst die motorische Endplatte depolarisiert öffnen nun spannungsabhängige
Natriumkanäle in der Umgebung und erlauben den Einstrom von Natrium, sodass sich das elektrische
Signal sukzessive entlang der Muskelfaser ausbreitet. Während die nicotinischen Acetylcholinrezeptoren
aus einem Protein mit 5 transmembranären Domänen bestehen, sind spannungsabhängige Natriumkanäle
ein Tetramer aus vier Proteinen, die jeweils sechs transmembranäre Domänen aufweisen.
• Gelangt die Depolarisationsfront entlang transversaler Tubuli in die Nähe des sarkoplasmatischen
Retikulums, so wird darin gespeichertes Calcium freigesetzt, das anschließend zu einer Kontraktion
der Muskelfaser führt.
• Der Abbau des die Erregung auslösenden Acetylcholins erfolgt zum größten Teil über ortsständige
Acetylcholinesterasen in der Nähe des jeweiligen Rezeptors. Nur ein geringfügiger Teil wird von der
etwas unspezifischeren Butyrylcholinesterase gespalten. Dieser Abbau ist essentiell für die Funktion
des Muskels, da sonst keine weiteren Signale empfangen werden könnten. Das von den Esterasen freigesetzte
Cholin und Acetat wird anschließend wieder in die präsynaptischen Nervenendigungen aufgenommen
um dort erneut zu Acetylcholin zusammengesetzt und in Vesikeln gespeichert zu werden.
• Diese Verschaltung elektrischer Signale und mechanischer Bewegungen hat zu dem Begriff der elektromechanischen
Kopplung geführt.
Pharmakologische Wirkprinzipien
• Muskelrelaxantien
• Muskelrelaxantien, die bei Narkosen und zur Therapie bestimmter Vergiftungen (Tetanustoxin,
Strychnin) benutzt werden, verursachen durch Interaktion mit nicotinischen Acetylcholinrezeptoren
eine schlaffe Lähmung der Muskulatur. In jedem Falle ist eine Beatmung lebensnotwendig, da es
sich bei der Lungenmuskulatur ebenfalls um quergestreifte Muskulatur handelt.
• Im Hinblick auf den Wirkmechanismus, insbesondere die Veränderung des Ruhemembranpotentiales
der motorischen Endplatte, unterscheidet man ferner zwischen stabilisierenden und depolarisierenden
Muskelrelaxantien.
© Paul Wilhelm Elsinghorst