Acetylcholin

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 3. Mai 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Der Botenstoff Acetylcholin spielt innerhalb des menschlichen Körpers eine wichtige Rolle, da er bei zahlreichen Vorgängen im zentralen Nervensystem sowie im vegetativen Nervensystem zum Einsatz kommt. In der Therapie von Alzheimerpatienten werden Präparate eingesetzt, die einen indirekten Einfluss auf den Wirkstoff haben, indem sie das Enzym hemmen, das für dessen Abbau verantwortlich ist. Als direkter Wirkstoff wird Acetylcholin in der Augenheilkunde bei operativen Eingriffen am Auge verwendet. Dies ist dann der Fall, wenn eine schnelle Verengung der Pupille für den Eingriff notwendig ist.

Was ist Acetylcholin?

Als direkter Wirkstoff wird Acetylcholin z.B. in der Augenheilkunde bei operativen Eingriffen am Auge verwendet.

Bei Acetylcholin handelt es sich um einen der wichtigsten Neurotransmitter im menschlichen Organismus. Es handelt sich bei diesem Wirkstoff um eine quartäre Ammoniumverbindung, die bereits 1921 in ihrer Funktion als Neurotransmitter entdeckt.

Der Pharmakologe Otto Loewi hatte mit Froschherzen experimentiert und dabei entdeckt, dass die Herzschlagfrequenz nicht ausschließlich durch elektrische Weiterleitung gesteuert wird. Denn die Flüssigkeit aus der Umgebung des Herzens bei einem beliebigen Frosch hatte den Herzschlag auch bei beliebigen anderen Fröschen stimuliert. Als er nach dem Grund dafür suchte, stieß er auf den Neurotransmitter.

Dieser wurde zunächst als Vagusstoff bezeichnet. Henry Hallett Dale, der ebenfalls an der chemischen Übertragung der Nervenimpulse gearbeitet hatte, definierte den Wirkstoff später als Acetylcholin. Für ihre Grundlagenforschung wurden Dale und Loewi 1936 gemeinsam mit dem Nobelpreis für Medizin ausgezeichnet.

Pharmakologische Wirkung

Eine Schlüsselrolle nimmt Acetylcholin in der motorischen Endplatte, wo Erregungszustände von der Nervenfaser auf die anliegende Muskelfaser übertragen werden. Darüber hinaus gewährleistet der Wirkstoff die Reizübertragung zwischen den Nervenzellen des vegetativen Nervensystems.

Acetylcholin kommt hier sowohl im Sympathikus als auch im Parasympathikus vor. Auch im zentralen Nervensystem nimmt der Wirkstoff eine wichtige Rolle als Transmitter ein.

Kognitive Prozesse beispielsweise funktionieren nur dann reibungslos, wenn eine ausreichend hohe Konzentration von Acetylcholin vorhanden ist. Das wird beispielsweise bei der Alzheimer´schen Krankheit deutlich. Diese neurodegenerative Erkrankung, von welcher vor allem ältere Patienten betroffen sind, geht etwa mit einem Absterben von Nervenzellen, die Acetylcholin produzieren, einher.

Diesem Acetylcholinmangel wird in der Alzheimer-Therapie dadurch zu entgegenwirken versucht, indem Acetylcholinestaerashemmer verabreicht werden. Dieses Enzym wird dadurch darin gehemmt, Acetylcholin zu Essigsäure und Cholin aufzuspalten. Weil Acetylcholin an den verschiedensten Rezeptoren wirkt, darunter auch solche, die von Nikotin stimuliert werden, nimmt man an, dass Acetylcholin auch wichtig für den Lernprozess und den Antrieb ist. Hier fehlt allerdings noch der Nachweis durch empirische Studien.

Medizinische Anwendung & Verwendung

Verabreicht wird Acetylcholin ausschließlich in der Augenheilkunde, unter anderem, um die erweiterte Pupille nach Operationen wieder zu verengen. Grundsätzlich wird der Wirkstoff genutzt, wenn Eingriffe am vorderen Abschnitt der Augen vorgenommen werden und dafür eine schnelle und komplette Engstellung der Pupille notwendig ist. Denn physiologisch wird die Engstellung durch das vegetative Nervensystem ausgelöst, sofern ausreichend starke Lichtimpulse auf das Auge treffen.

Ein weiteres Einsatzgebiet sind sogenannte Katarakt-Operationen am Auge. Dieser Begriff ist im Volksmund als Grauer Star bekannt, weil bei einem Katarakt im fortgeschrittenen Stadium eine graue Färbung hinter der Pupille sichtbar wird. Alljährlich werden in Deutschland rund 650.000 Operationen durchgeführt, bei welchen die getrübte Linse durch ein künstliches Implantat ersetzt wird. Diese Operationen zählen zu den häufigsten chirurgischen Eingriffen am Auge überhaupt.

Zu den charakteristischen Symptomen des Grauen Stars gehört der langsame und schmerzlose Verlust der Sehschärfe. Darüber hinaus sehen die betroffenen Patienten vieles nur noch verschwommen und leiden unter einer zunehmenden Blendungsempfindlichkeit. Diese resultiert daraus, dass das Licht durch die Trübung sehr diffus gebrochen wird. Verwendet wird Acetylcholin außerdem bei der sogenannten Iridketomie. Bei diesem Eingriff wird ein Einstich am Rand der Hornhaut vorgenommen, durch den sich Verwachsungen beseitigen lassen.

Verabreichung & Dosierung

Acetylcholin, ein Neurotransmitter, wird in der Medizin selten direkt verabreicht, da es schnell von Cholinesterasen abgebaut wird. Dennoch gibt es spezifische Situationen, in denen es klinisch eingesetzt wird, meist in Form von intraokulären Injektionen während der Augenheilkunde, um die Pupille zu verengen (Miosis) und den Augeninnendruck zu senken.

Bei der Anwendung von Acetylcholin sind verschiedene Aspekte zu beachten:

Dosierung: Die Dosierung von Acetylcholin muss exakt berechnet werden, da bereits kleine Mengen eine starke Wirkung haben. Die übliche Dosis liegt zwischen 0,5 mg und 2 mg, je nach Indikation und Anwendungszweck.

Verabreichungsform: In der Augenheilkunde wird Acetylcholin direkt in den vorderen Augenabschnitt injiziert. Es wird selten systemisch verabreicht, da es schnell abgebaut wird und Nebenwirkungen haben kann.

Kontraindikationen: Acetylcholin sollte bei Patienten mit bekannten Allergien oder Überempfindlichkeiten gegen den Wirkstoff vermieden werden. Vorsicht ist auch bei Personen mit Asthma, Magengeschwüren oder bestimmten Herzerkrankungen geboten.

Nebenwirkungen: Typische Nebenwirkungen können Kopfschmerzen, niedriger Blutdruck, langsamer Herzschlag und Krämpfe im Magen-Darm-Trakt sein. Eine Überdosierung kann zu lebensbedrohlichen Nebenwirkungen wie Atemnot führen.

Die Anwendung von Acetylcholin sollte immer unter Aufsicht eines medizinischen Fachpersonals erfolgen, um eine genaue Dosierung sicherzustellen und Nebenwirkungen zu minimieren.

Risiken & Nebenwirkungen

Direkte Nebenwirkungen weist Acetylcholin nicht auf. Allerdings darf es unter anderem wegen seiner pupillenverengenden Wirkung nicht in kosmetischen Mitteln enthalten sein. Dies ist in der EU-Richtlinie über kosmetische Mittel, die 1976 erlassen wurde, festgehalten.

Kontraindikationen

Acetylcholin, obwohl selten systemisch verwendet, kann in bestimmten medizinischen Anwendungen Kontraindikationen aufweisen, die eine Nutzung unsicher oder unangebracht machen. Hier sind einige typische Kontraindikationen:

Überempfindlichkeit: Personen, die allergisch oder überempfindlich auf Acetylcholin oder verwandte Substanzen reagieren, sollten es nicht verwenden, da dies zu schweren allergischen Reaktionen führen kann.

Asthma: Acetylcholin kann die Bronchien verengen und bei Asthma-Patienten zu schweren Atemproblemen führen. Daher ist Vorsicht bei Menschen mit bekannter Asthmaerkrankung geboten.

Magengeschwüre: Acetylcholin kann die Sekretion von Magensäure erhöhen, was das Risiko für Blutungen und Verschlimmerungen bei Menschen mit Magengeschwüren erhöht.

Herz-Kreislauf-Erkrankungen: Bei Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen, insbesondere Bradykardie oder niedrigem Blutdruck, kann Acetylcholin die Herzfrequenz weiter senken und den Blutdruck reduzieren, was zu Kreislaufproblemen führen kann.

Hypotension: Personen mit niedrigem Blutdruck (Hypotension | Hypotonie) können nach Acetylcholin-Gabe eine Verschlechterung ihres Zustands erleben, da es den Blutdruck weiter senken kann.

Schwangerschaft und Stillzeit: Die Auswirkungen von Acetylcholin auf Schwangerschaft und Stillzeit sind nicht ausreichend erforscht. Es sollte daher nur verwendet werden, wenn es unbedingt notwendig ist und der potenzielle Nutzen das Risiko überwiegt.

Bei der Anwendung von Acetylcholin sind eine sorgfältige Abwägung der Risiken und eine genaue Überwachung erforderlich, um die Sicherheit der Patienten zu gewährleisten.

Interaktionen mit anderen Medikamenten

Acetylcholin, ein Neurotransmitter, der hauptsächlich in der Augenheilkunde verwendet wird, kann aufgrund seiner Wirkungsweise potenziell mit anderen Medikamenten interagieren. Hier sind einige der wichtigsten Interaktionen zu beachten:

Cholinesterasehemmer: Medikamente wie Neostigmin und Pyridostigmin, die Cholinesterase hemmen, können die Wirkung von Acetylcholin verstärken, indem sie den Abbau des Neurotransmitters verlangsamen. Diese Wechselwirkung kann zu übermäßigen cholinergen Wirkungen führen.

Anticholinergika: Medikamente, die eine anticholinerge Wirkung haben, wie Atropin und Scopolamin, wirken als Gegenspieler von Acetylcholin und können dessen Wirkung abschwächen oder aufheben.

Beta-Blocker: Diese Medikamente, die zur Behandlung von Bluthochdruck und Herzproblemen eingesetzt werden, können die kardiovaskulären Effekte von Acetylcholin beeinflussen. Dies könnte zu einer zusätzlichen Verlangsamung der Herzfrequenz und einem niedrigeren Blutdruck führen.

Calciumkanalblocker: Diese Medikamente, die häufig bei Bluthochdruck und Herzerkrankungen verschrieben werden, können die kardiovaskulären Wirkungen von Acetylcholin ebenfalls beeinflussen.

Opioide: Einige Opioide können die Wirkung von Acetylcholin verstärken, was zu einer erhöhten cholinergen Aktivität führt. Dies kann das Risiko von Nebenwirkungen erhöhen.

Aufgrund dieser möglichen Interaktionen ist es wichtig, den Einsatz von Acetylcholin sorgfältig zu überwachen und es nur unter ärztlicher Aufsicht anzuwenden, um das Risiko von Nebenwirkungen und unerwünschten Arzneimittelwechselwirkungen zu minimieren.

Alternative Behandlungsmethoden

Wenn Acetylcholin nicht vertragen wird, gibt es alternative Behandlungsmethoden und Wirkstoffe, die je nach Indikation und Anwendungsfall eingesetzt werden können. Im Bereich der Augenheilkunde, wo Acetylcholin häufig für die intraoperative Pupillenverengung (Miosis) verwendet wird, können andere Mittel wie Pilocarpin oder Carbachol als Alternativen dienen. Beide Medikamente haben eine ähnliche Wirkung auf die Pupille, indem sie die cholinergen Rezeptoren stimulieren, jedoch mit einer längeren Wirkdauer.

In anderen medizinischen Kontexten, in denen eine cholinerge Wirkung erwünscht ist, können Acetylcholinesterasehemmer wie Neostigmin und Pyridostigmin verwendet werden. Diese Medikamente hemmen das Enzym Acetylcholinesterase und erhöhen dadurch indirekt die Menge an natürlichem Acetylcholin im synaptischen Spalt, was eine ähnliche Wirkung erzielt.

Für die Behandlung von Erkrankungen, die auf eine verringerte parasympathische Aktivität zurückzuführen sind, wie z. B. Myasthenia gravis, werden oft Medikamente eingesetzt, die indirekt die cholinerge Aktivität steigern. Dazu gehören Pyridostigmin und Neostigmin.

Die Auswahl eines geeigneten Medikaments hängt stark von der spezifischen Indikation, den Patientencharakteristika und dem gewünschten Wirkprofil ab. Daher ist eine gründliche medizinische Bewertung und eine enge Zusammenarbeit mit einem Arzt unerlässlich, um die sicherste und effektivste Alternative zu finden.

Quellen

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