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Lexikon der Biologie: Neurotransmitter

Neurotransmitter [von *neuro- , latein. transmittere = überbringen], Transmitter, Transmittersubstanzen, Überträgerstoffe, i.e.S. Substanzen ( vgl. Infobox ), die an der präsynaptischen Membran von Nervenzellen in der Regel durch Exocytose (regulierte Exocytose), seltener durch revers operierende Membrantransporter (Membrantransport) freigesetzt werden und nach Diffusion durch den synaptischen Spalt an Rezeptoren in der postsynaptischen Membran spezifisch binden, worauf sich darin Ionenkanäle öffnen (Synapsen). Durch diese fließen dann Ionenströme, die in der postsynaptischen Zelle eine Potentialänderung (Membranpotential) hervorrufen. Die Wirkungsdauer von Neurotransmittern beträgt in der Regel nur Millisekunden. Die Wirkung ist meist streng auf den synaptischen Bereich begrenzt, kann aber auch durch Diffusion weit vom Freisetzungsort liegende Zellen beeinflussen. Außerdem können Neurotransmitter auch an präsynaptische Rezeptoren (Autorezeptoren) binden. Die Transmitterwirkung wird entweder durch enzymatische Spaltung oder Aufnahme in die präsynaptische Endigung oder in Astrocyten beendet. – I.w.S. werden auch Neuropeptide, Neurohormone und Neuromodulatoren als Neurotransmitter bezeichnet. Ihre Funktionen sind nicht scharf voneinander abzugrenzen. Die Bezeichnung Neurosekrete umfaßt alle diese Substanzen. – Neurotransmitter i.e.S.: Neurotransmitter können hemmende (hemmende Transmitter) und erregende Funktionen ( vgl. Tab. ) haben, wobei es von den Eigenschaften der postsynaptischen Rezeptor- und Ionenkanal-Ausstattung und der intrazellulären Signaltransduktionswege (Signaltransduktion) abhängt, welche Wirkung sie entfalten. In einem Neuron können – im Gegensatz zur überholten Annahme, daß jedes Neuron nur einen Neurotransmitter besitzen sollte (sog. Dale-Prinzip; Dale [H.H.]) – mehrere Neurotransmitter gemeinsam vorkommen, ebenso ein niedermolekularer Neurotransmitter und ein oder mehrere Neuropeptid(e); sogar excitatorische und inhibitorische Transmitter können gemeinsam vorkommen. Einer der am längsten bekannten (1920) und wegen des experimentell gut zugänglichen Ortes seiner Ausschüttung (motorische Endplatte des Skelettmuskels) am besten untersuchten Neurotransmitter ist das Acetylcholin (Acetylcholinrezeptor). Im Gehirn des Menschen sind ca. 5–10% aller Synapsen cholinerg (cholinerge Fasern). Gut untersucht sind ferner die Catecholamine Adrenalin, Noradrenalin und Dopamin, die mit Serotonin als Monoamine zusammengefaßt werden und von Neuronen des Hirnstamms verwendet werden, die in alle Gebiete des Zentralnervensystems projizieren. Wie beim Acetylcholin die Acetylcholin-Esterase, so dienen bei den Monoaminen die Monoamin-Oxidase und die Catechol-O-Methyl-Transferase dem schnellen Abbau der Neurotransmitter. Die Wiederaufnahme durch die präsynaptische Membran (ein Ca2+-unabhängiger aktiver Transport) ist aber im Falle der Monoamine der bedeutendere Mechanismus, um den Neurotransmitter zu inaktivieren. Etwa 25–40% aller Synapsen verwenden Aminosäuren als Neurotransmitter. Hierzu gehören die Glutaminsäure, die aus ihr gebildete γ-Aminobuttersäure (GABA), Asparaginsäure und Glycin. Auch Histamin wirkt als Neurotransmitter; ebenso Adenosintriphosphat und seine Derivate, die ebenfalls über spezifische Rezeptoren operieren (ATP-Rezeptor-Kanäle). Axelrod (J.), Eccles (J.C.), Euler-Chelpin (U.S. von), Erregungsleitung, Hormone, Katz (B.), Membran, Neurobiologie (Geschichte der) , Rezeptoren, Synapsen (Farbtafel).

K.-G.C./K.U.

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