Versuchsprotokoll - Wirkung von Cholinesterasen und deren Inhibition durch Neostigmin

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Praktikumsbericht / -arbeit aus dem Jahr 2010 im Fachbereich Biologie - Humanbiologie, Note: 1, Philipps-Universität Marburg, Sprache: Deutsch, Abstract: In diesem Versuch wurde der Abbau von Neurotransmittern durch bestimmte Enzyme, derCholinesterasen, sowie die Hemmung dieser enzymatisch katalysierten Reaktion untersucht.Nach einer kurzen theoretischen Einleitung in das Thema folgt eine genauere Beschreibungder Fragestellung.Cholinesterasen sind Enzyme der Gruppe der Serin-Hydrolasen. Im menschlichen Körperhaben Acetylcholinesterasen insbesondere die Funktion im synaptischen Spalt denNeurotransmitter Acetylcholin zu spalten. Acetylcholin ist ein chemischer Botenstoff und derLigand der prä- sowie postsynaptischen ACh-Rezeptoren, die bei Aktivierung durch Ionenfluxdas nachgeschaltete Neuron de- oder hyperpolarisieren und somit die Signaltransduktion inverschiedenen neuronalen Netzwerken des Körpers steuern. Es existieren zweiHauptgruppen der Cholinozeptoren, der nikotinerge und der muskarinerge ACh-Rezeptor.Der nikotinerge ACh-Rezeptor findet sich vor allem an der neuromuskulären Endplatte, aberauch im vegetativen Nervensystem (präganglionär, enterisches NS) sowie imZentralnervensystem. Er besitzt ionotrope Eigenschaften, d.h., dass er bei Bindung desLiganden als Ionenkanal einen nicht selektiven Kationenflux zulässt, der einendepolarisierenden Effekt auf die Zelle hat und so die neuronale Signaltransduktionvermittelt. Der muskarinerge ACh-Rezeptor kommt in postganglionären Neuronen desParasympathikus und ebenfalls im ZNS vor. Dieser Rezeptor ist entweder gekoppelt miteinem inhibierenden Gi – Protein, das über die Inhibition der Adenylatzyklase das cAMPSystemhemmt sowie durch Öffnung von Kaliumkanälen eine Hyperpolarisierung der Zelleauslöst, oder mit einem exzitatorischen, chemotaktischen Gq – Protein, das mithilfe derIP3 – DAG – Kaskade verschiedene zelluläre Prozesse aktiviert.Aufgrund ihres quasi ubiquitären Vorkommens löst die auf ACh basierendeErregungsweiterleitung verschiedene Effekte im humanen Organsystem aus. So stimuliertdieser Neurotransmitter die muskuläre Kontraktion der Skelettmuskulatur, besitzt jedochdurch seine parasympathische Aktivität auch einen Herzfrequenz senkenden Einfluss undführt zu einer Aktivierung der glatten Muskulatur des gastrointestinalen Trakts.