Grundprinzip: Wie Botenstoffe arbeiten

Neurotransmitter wirken synaptisch: Sie werden in Nervenzellen gebildet, in Vesikeln gespeichert und auf Reize Millisekunden-schnell in den synaptischen Spalt freigesetzt.

Hormone werden endokrin aus spezialisierten Drüsen (z. B. Schilddrüse, Nebennieren, Pankreas, Gonaden) oder enteroendokrinen Zellen freigesetzt. Sie gelangen innerhalb von Minuten bis Stunden über das Blut zu entfernten Zielorganen.

Lokale Mediatoren (z. B. Prostaglandine, Histamin, Zytokine) wirken im Laufe von Sekunden bis Minuten im Gewebe, wo sie dann gebildet werden, wenn der Körper sie gerade benötigt.

Gasotransmitter (NO, CO, H₂S) entstehen zellulär-enzymatisch in Endothel-, Nerven- und Immunzellen sowie via Hämoxygenase u. a. in Endothel, Neuronen und der Leber. Sie diffundieren innerhalb von Sekunden bis Minuten direkt durch die Membranen ihrer Zielorte (u.a. Muskulatur, Neuronen und Immunzellen).

Merke: Was zählt, ist die Rezeptorbindung. Ein und derselbe Botenstoff kann je nach Rezeptor und Gewebe entgegengesetzte Effekte haben.

Neurotransmitter des Nervensystems

Acetylcholin (ACh) wird in cholinergen Neurone (ZNS, Parasympathikus) und der motorische Endplatte gebildet. Es wirkt muskelkontrahierend und wird parasympathisch aktiviert (z. B. Speichel, Darmmotilität, Pupillenengung. Im zentralen Nervensystem (ZNS) dient es der Aufmerksamkeit und ist für das Lernen wichtig. Ein Mangel führt zur Myasthenia gravis (Schwäche, Ermüdbarkeit) und kognitiven Störungen. Überaktivität führt zu Bradykardie, Bronchospasmus und Hypersalivation.

Glutamat und GABA werden im ZNS gebildet. Glutamat ist der wichtigste erregende Transmitter, GABA der wichtigste hemmende Transmitter. Ein GABA-Mangel führt zu Krampfneigung und Angst. GABA-Modulatoren (z. B. Benzodiazepine) dämpfen diese Symptome. Ein Glutamat-Überschuss führt zu Neuronenschädigung.

Die Monoamine Dopamin, Noradrenalin, Serotonin haben unterschiedliche Bildungsorte.

• Dopamin (Vorstufe für Noradrenalin/Adrenalin): Substantia nigra und Mittelhirn
• Noradrenalin: Hirnstamm & sympathische Nervenendigungen
• Serotonin: Hirnstamm und Darm

Dopamin wirkt auf die Motorik, das Belohnungszentrum und bewirkt eine Prolaktinhemmung, Noradrenalin auf die Aufmerksamkeit, den Blutdruck und ist eine Stressantwort, Serotonin unter anderem auf die Stimmung, die Schmerzmodulation und die Darmmotilität.

Ein Dopamin-Mangel liegt bei der Parkinson Erkrankung vor und führt zu Rigor, Akinese und Tremor, ein Überschuss zu psychotischen Symptomen. Ein Noradrenalin-Mangel bewirkt Probleme beim Antrieb bzw. der Orthostase, ein Überschuss führt zu Hypertonie und Unruhe. Serotonin-Dysbalancen sind assoziiert mit Depression und Angst, ein Überschuss bewirkt das Serotonin-Syndrom (v. a. bei Arzneimittelinteraktionen).

Histamin wird in den Mastzellen und den Basophilen (Gewebe), den ECL-Zellen (Magen und den histaminergen Neuronen gebildet. Es ruft Entzündungen und Allergien (H₁) hervor, triggert die Magensäuresekretion (H₂), und führt im ZNS zu Wachheit. Ein Mangel oder eine Histaminintoleranz führt zu Flush, Kopfschmerzen, Gastrointestinalen Beschwerden, ein Überschuss liegt bei Allergien vor.

Gasotransmitter

Stickstoffmonoxid (NO) wird in Endothel-, Nerven- und Immunzellen durch NO-Synthasen gebildet. Im Gefäßmuskel aktiviert es die lösliche Guanylatzyklase, erhöht cGMP und führt rasch zu Vasodilatation. Außerdem moduliert es Synapsen und unterstützt in Immunzellen die Keimabwehr. Ein Mangel im Endothel begünstigt Bluthochdruck und erektile Dysfunktion, während ein Überschuss – etwa bei starker iNOS-Aktivität – zu Hypotonie und nitrosativem Entzündungsstress führen kann.

Kohlenmonoxid (CO) und Schwefelwasserstoff (H₂S): CO entsteht vor allem durch Hämoxygenasen beim Abbau von Häm, H₂S wird aus der Aminosäure Cystein durch Enzyme wie CBS, CSE und 3-MST gebildet. Beide wirken als Gasotransmitter fein regulierend auf Gefäße und Nerven (CO unter anderem über Guanylatzyklase und Kaliumkanäle, H₂S vor allem über KATP-Kanäle) und beeinflussen Entzündungsprozesse.