M-Cholinozeptoren

Allgemeine Charakteristik und M1-Cholinorezeptoren

Muskarinempfindliche Cholinorezeptoren befinden sich überwiegend an der postsynaptischen Membran von Effektororganen, die von postganglionären parasympathischen Faserenden innerviert werden. Man unterscheidet mehrere Hauptsubtypen, die sich hinsichtlich ihrer Lokalisierung und der hervorgerufenen Effekte unterscheiden.

M1-Cholinorezeptoren sind diffus in den cholinergen Synapsen des Zentralnervensystems (Kortex, Hirnstamm, Mittelhirn und Rückenmark) vertreten, wo sie für die neuronale Übertragung verantwortlich sind.

Ihre wichtigste periphere Funktion ist die Regulation der Magensekretion. Im Magen befinden sie sich auf enterochromaffinen-ähnlichen Zellen (ECL-Zellen). Die Rezeptoren sind an Gq-Proteine gekoppelt, und bei ihrer Stimulation steigt der zytoplasmatische Calciumspiegel (Ca²⁺) an. Dies löst eine Kaskade aus: ECL-Zellen schütten Histamin aus, welches sekundär die parietalen Zellen des Magens stimuliert und diese zur aktiven Sekretion von Salzsäure (HCl) veranlasst.

M2-Cholinorezeptoren: Regulation der Herztätigkeit

Diese Rezeptoren werden traditionell als „kardial“ bezeichnet. Ihre Hauptfunktion ist die Hemmung der Herztätigkeit durch spezielle Ionenmechanismen. Bei der Stimulation von M2-Rezeptoren werden Kaliumkanäle aktiviert, was zu einem verstärkten Austritt von K⁺-Ionen und einer Membranhyperpolarisation führt. Gleichzeitig verringert sich die Phosphorylierung von Calciumkanälen, wodurch bei der Depolarisation weniger Ca²⁺-Ionen in die Kardiomyozyten einströmen.

Einfluss auf die Abschnitte des Herzens:

• Sinusknoten (SA-Knoten): Die spontane diastolische Depolarisation wird verlangsamt, der Automatismus sinkt und folglich verringert sich die Herzfrequenz (negativer chronotroper Effekt).
• Vorhöfe: Die Kontraktilität sinkt (negativer inotroper Effekt), die Refraktärzeit wird verkürzt und die Impulsleitung über die Vorhöfe beschleunigt.
• Atrioventrikularknoten (AV-Knoten): Die Leitfähigkeit wird verlangsamt und die Refraktärzeit verlängert (negativer dromotroper Effekt).
• Ventrikel: Die Kontraktilität sinkt nur geringfügig, da die parasympathische Innervation in diesem Bereich schwach ausgeprägt ist.

Neben dem Herzen besitzen M2-Rezeptoren eine präsynaptische Lokalisierung auf den Membranen postganglionärer parasympathischer Faserenden. Bei ihrer Erregung greift ein negativer Rückkopplungsmechanismus: Die Freisetzung des Mediators (Acetylcholin) in den synaptischen Spalt wird gehemmt.

M3-Cholinorezeptoren: Glatte Muskulatur, Drüsen und Gefäße

Innervierte M3-Rezeptoren sind die umfangreichste Gruppe, die für klassische parasympathische Effekte sorgt. Der molekulare Mechanismus ihrer Wirkung ist ebenfalls mit Gq-Proteinen verbunden: Die Aktivierung der Phospholipase C führt zur Bildung von Inositol-1,4,5-trisphosphat, zur Freisetzung von Ca²⁺-Ionen aus dem sarkoplasmatischen Retikulum und zu einem Anstieg von deren Konzentration im Zytoplasma.

Hauptziele der M3-Rezeptoren:

1. Auge: Es kommt zur Kontraktion des Musculus sphincter pupillae (Verengung der Pupille — Miosis) und des Ziliarmuskels (es entsteht ein Akkommodationsspasmus, das Auge stellt sich auf Nahsicht ein).
2. Glatte Muskulatur der inneren Organe: Der Tonus steigt (mit Ausnahme der Schließmuskeln) und die Motilität von Bronchien, Magen, Darm, Gallenwegen, Uterus und Harnblase wird verstärkt.
3. Exokrine Drüsen: Es wird eine generalisierte Sekretionssteigerung beobachtet (Speichel-, Tränen-, Bronchial-, Magen-, Schweiß-, Nasenrachen- und Darmdrüsen).

Ein spezieller Subtyp sind nicht innervierte M3-Cholinorezeptoren. Sie haben keine synaptische Verbindung zu Nervenendungen, lokalisieren sich auf Endothelzellen von Blutgefäßen und reagieren auf Agonisten, die im Blutkreislauf zirkulieren. Die Stimulation dieser Rezeptoren führt zur Synthese und Freisetzung des endothelabhängigen relajierenden Faktors (NO — Stickstoffmonoxid). NO dringt in die glatten Muskelzellen der Gefäßwand ein und veranlasst diese zur Entspannung. Als Resultat kommt es zu einer Vasodilatation und der Blutdruck sinkt.

Kurz gefasst: Antworten auf Fragen zum Thema

Fragen aus Vorlesungen und Prüfungen

Was es zum Thema noch zu wiederholen gibt

• Mechanismus der Phospholipase-C-Aktivierung und die Rolle von Inositol-1,4,5-trisphosphat bei der M3-Rezeptorstimulation.
• Ionenbiologische Grundlagen der Kardiomyozytenhyperpolarisation (Rolle von Kalium- und Calciumkanälen).
• Präsynaptische Regulation: Der detaillierte Mechanismus der negativen Rückkopplung.
• Biochemie der Synthese des endothelabhängigen relaxierenden Faktors (NO) und sein Einfluss auf die Gefäßwand.

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Das Material wurde von Dozenten von WhiteCoat Pro nach dem Lehrplan medizinischer Hochschulen erstellt. Es hat Bildungscharakter.