Acetylcholinspeicherung und -freisetzung an der neuromuskulären Synapse

Acetylcholin (ACh) wird im presynaptischen Terminalzytoplasma durch Cholinacetyltransferase (ChAT) aus Cholin und Acetyl-CoA synthetisiert. Es wird dann durch den vesikulären Acetylcholin-Transporter (VAChT) in synaptische Vesikel verpackt.

Schlüsselpunkte:

• Ort: Synaptische Vesikel im presynaptischen Terminal (Axonendigung) an der neuromuskulären Synapse (NMJ).
• Quantale Freisetzung: Jedes Vesikel enthält ~5.000–10.000 ACh-Moleküle (ein „Quantum“).
• Eintreffen des Aktionspotenzials → spannungsgesteuerte Ca²⁺-Kanäle öffnen → Ca²⁺-Zustrom → Synaptotagmin löst Vesikelfusion (SNARE-Komplex) aus → ACh-Exozytose in den Synaptischen Spalt.
• Schneller Abbau: Acetylcholinesterase (AChE) hydrolysiert ACh → Cholin + Acetat. Cholin wird über den hochaffinen Cholin-Transporter (CHT1) zur Resynthese recycelt.

Diese vesikuläre Speicherung stellt sicher:

1. Schutz vor zytosolischem Abbau
2. Hochkonzentrierter, bereitzustellender Pool
3. Synchrone, quantale Freisetzung für zuverlässige NMJ-Übertragung
4. Regulation über Vesikelpool-Dynamik (bereitstellbarer, recycelnder, Reservoirpool)

Störungen: Botulinumtoxin blockiert Vesikelfusion; Lambert-Eaton-Syndrom beeinträchtigt Ca²⁺-Kanäle; Myasthenia gravis zielt auf postsynaptische ACh-Rezeptoren.