Cholinesterasehemmung – Wirkung, Nutzen und Risiken
Cholinesterasehemmung bezeichnet die Blockade des Enzyms Cholinesterase, wodurch Acetylcholin im Körper länger wirkt. Sie spielt eine wichtige Rolle in Medizin und Toxikologie.
Wissenswertes über "Cholinesterasehemmung"
Cholinesterasehemmung bezeichnet die Blockade des Enzyms Cholinesterase, wodurch Acetylcholin im Körper länger wirkt. Sie spielt eine wichtige Rolle in Medizin und Toxikologie.
Was ist Cholinesterasehemmung?
Cholinesterasehemmung bezeichnet den biochemischen Vorgang, bei dem das Enzym Cholinesterase in seiner Funktion gehemmt wird. Cholinesterase ist ein Enzym, das den Neurotransmitter Acetylcholin abbaut. Wird dieses Enzym gehemmt, reichert sich Acetylcholin an den Nervensynapsen an und entfaltet eine verlängerte und verstärkte Wirkung. Dieser Mechanismus wird sowohl therapeutisch genutzt als auch kann er bei Vergiftungen auftreten.
Wirkmechanismus
Acetylcholin ist ein wichtiger Botenstoff im Nervensystem. Es überträgt Signale an cholinergen Synapsen, also an Verbindungsstellen zwischen Nervenzellen sowie zwischen Nerven und Muskeln. Normalerweise wird Acetylcholin nach seiner Wirkung durch die Cholinesterase rasch abgebaut. Bei einer Cholinesterasehemmung wird dieser Abbau verlangsamt oder vollständig unterbunden, sodass Acetylcholin länger in der Synapse verweilt und die Reizübertragung anhält.
Es gibt zwei Hauptformen der Hemmung:
- Reversible Hemmung: Der Wirkstoff bindet vorübergehend an die Cholinesterase. Nach einer gewissen Zeit löst er sich wieder, und die Enzymfunktion kehrt zurück. Diese Form wird medizinisch genutzt, zum Beispiel bei Demenztherapien.
- Irreversible Hemmung: Der Wirkstoff bindet dauerhaft an die Cholinesterase und zerstört deren Funktion nachhaltig. Dies ist typisch für bestimmte Pestizide (Organophosphate) und chemische Kampfstoffe.
Medizinische Anwendungsgebiete
Die therapeutische Cholinesterasehemmung wird in mehreren medizinischen Bereichen eingesetzt:
Demenzbehandlung
Bei der Alzheimer-Krankheit und anderen Demenzen ist die Konzentration von Acetylcholin im Gehirn vermindert. Cholinesterasehemmer (auch Acetylcholinesterasehemmer genannt) wie Donepezil, Rivastigmin und Galantamin verlangsamen den Abbau von Acetylcholin und verbessern so die kognitive Funktion und das Gedächtnis der Betroffenen.
Myasthenia gravis
Bei dieser Autoimmunerkrankung ist die Signalübertragung an der neuromuskulären Endplatte gestört. Cholinesterasehemmer wie Pyridostigmin verlängern die Wirkung von Acetylcholin an der Muskelsynapse und verbessern dadurch die Muskelkraft.
Glaukombehandlung
Bestimmte Cholinesterasehemmer werden in der Augenheilkunde zur Behandlung des Glaukoms (grüner Star) eingesetzt, da sie den Augeninnendruck senken können.
Anästhesie und Notfallmedizin
In der Anästhesie werden Cholinesterasehemmer zur Aufhebung der Wirkung von Muskelrelaxanzien eingesetzt. In der Notfallmedizin dient Physostigmin als Gegenmittel bei anticholinergen Vergiftungen.
Toxikologische Bedeutung
Eine unkontrollierte oder unbeabsichtigte Cholinesterasehemmung kann lebensbedrohlich sein. Hauptursachen sind:
- Organophosphat-Pestizide (z. B. Parathion, auch bekannt als E605): Diese Verbindungen hemmen die Cholinesterase irreversibel und können bei Exposition zu schweren Vergiftungen führen.
- Nervenkampfstoffe (z. B. Sarin, Tabun, VX): Diese chemischen Waffen wirken ebenfalls durch irreversible Cholinesterasehemmung und sind hochgiftig.
Vergiftungssymptome entstehen durch die übermäßige Acetylcholinwirkung und umfassen Speichelfluss, Tränenfluss, Miosis (verengte Pupillen), Bradykardie (verlangsamter Herzschlag), Muskelzuckungen, Krampfanfälle und im schlimmsten Fall Atemlähmung.
Diagnose einer Cholinesterasehemmung
Der wichtigste diagnostische Parameter ist die Messung der Cholinesteraseaktivität im Blut. Es werden zwei Werte unterschieden:
- Acetylcholinesterase (AChE): In roten Blutkörperchen und an Nervensynapsen; spiegelt die Hemmung am direkten Wirkort wider.
- Pseudocholinesterase (BChE, Butyrylcholinesterase): Im Blutplasma; dient als indirekter Marker und ist leichter messbar.
Ein deutlicher Abfall der Cholinesteraseaktivität im Vergleich zu Normalwerten bestätigt eine Hemmung und kann den Schweregrad einer Vergiftung abschätzen lassen.
Behandlung bei Vergiftung
Bei einer toxischen Cholinesterasehemmung, etwa durch Organophosphate, erfolgt die Behandlung umgehend:
- Atropin als Gegenmittel: Blockiert die muskarinergen Acetylcholinrezeptoren und mindert die Symptome.
- Oxime (z. B. Pralidoxim, Obidoxim): Reaktivieren die gehemmte Cholinesterase, sofern die Gabe früh genug erfolgt, bevor eine sogenannte Alterung (irreversible Bindung) eintritt.
- Benzodiazepine: Zur Kontrolle von Krampfanfällen.
- Intensivmedizinische Betreuung, gegebenenfalls mechanische Beatmung.
Quellen
- Aktories, K., Förstermann, U., Hofmann, F., Starke, K. - Allgemeine und spezielle Pharmakologie und Toxikologie, 11. Auflage, Urban und Fischer Verlag, 2013.
- World Health Organization (WHO) - The WHO Recommended Classification of Pesticides by Hazard and Guidelines to Classification. WHO, Genf, 2019.
- Taylor, P. - Anticholinesterase Agents. In: Brunton, L. L. et al. (Hrsg.): Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, 13. Auflage, McGraw-Hill Education, 2018.
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