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Transmitter sind die Grundlage der Kommunikation von Organen und Geweben des Körpers. Ohne diese wichtigen Botenstoffe wären viele komplexe Prozesse beispielsweise im Herz-Kreislauf-System oder im Magen-Darm-Trakt nicht möglich.
Dieser Artikel bietet einen Überblick über die wichtigsten Transmittersysteme und zeigt deren Effekte am Beispiel der Katecholamine Adrenalin und Noradrenalin auf.
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Transmitter – Definition
Als Transmitter bezeichnet die Medizin eine bestimmte Gruppe von Botenstoffen, die der Körper zur Signalvermittlung zwischen den einzelnen Zellen und Geweben einsetzt. Es gibt verschiedene Arten von Transmittern, die aufgrund ihrer Beschaffenheiten unterschiedliche Effekte auslösen.
Häufig wird der Begriff Transmitter synonym mit „Neurotransmitter“ verwendet. Diese Bezeichnung macht deutlich, dass es sich bei Transmittern um Stoffe handelt, die von Nervenzellen, Neuronen, ausgeschüttet werden. Gleichzeitig ist eine wesentliche Eigenschaft des Transmittersystems, dass die Effekte unmittelbar ausgelöst werden, da die Nerven im direkten Austausch mit den Zielgeweben stehen. Indes müssen Hormone oder Peptide erst durch das Blutgefäßsystem zu ihren Zielorganen gelangen, was in der Regel mit einer Verzögerung der Wirkung einhergeht.
Transmitter – Wirkung und Funktion
Transmitter dienen der schnellen Umsetzung von elektrischen Signalen der Nervenzelle in chemische Botschaften an der Körperzelle. Dies ist vor allem für Prozesse im Gehirn, am Herzen und den Blutgefäßen wichtig.
Bei der Betrachtung ihrer Wirkung ist zu beachten, dass manche Transmitter parallel auch als Hormone fungieren können. Die Effekte aus beiden Wegen können sich dabei überlappen und ergänzen und sind daher nicht immer klar zu trennen.
Herz-Kreislauf-System
Im Herz-Kreislauf-System beeinflussen Transmitter wie Adrenalin und Noradrenalin den Puls und den Blutdruck. Adrenalin erhöht die Herzschlagfrequenz und erweitert die Blutgefäße der Skelettmuskulatur, während Noradrenalin die Gefäße verengt und die Schlagkraft des Herzens fördert. Diese Effekte führen gemeinsam zu einer gesteigerten Herzleistung und sind essenziell für die Stressreaktion des Körpers.
Zentrales Nervensystem
Im zentralen Nervensystem steuern Transmitter die Reizweiterleitung von einer Nervenzelle auf die nächste, indem Sie die Impulse anregen, verstärken oder auch abschwächen. Wichtige Botenstoffe sind hier beispielsweise Gamma-Aminobuttersäure (GABA), das einen hemmenden und beruhigenden Einfluss auf das Nervensystem nimmt, Acetylcholin als vielfältiger Botenstoff sowohl im zentralen als auch im peripheren Nervensystem und die Katecholamine wie Noradrenalin und Adrenalin, die eine Verstärkung der Gehirnaktivität anregen. Dopamin ist ein weiterer Neurotransmitter, der wegen seiner Effekte auf das Belohnungssystem vor allem eine Rolle bei der Entstehung von Suchterkrankungen spielt.
Diese Neurotransmitter liegen zumeist gespeichert in kleinen Bläschen, den Vesikeln, an den Ausläufern der Nervenzellen. Erreicht die elektrische Erregung, das Aktionspotential, diesen Bereich, so kommt es zur Ausschüttung der Transmitter in den synaptischen Spalt zwischen den einzelnen Nervenzellen. Dort binden sie an ihre jeweiligen Rezeptoren.
Glatte Muskulatur
Die glatte Muskulatur, die sich vor allem in den Wänden der Blutgefäße und in den Eingeweiden befindet, reagiert auf Neurotransmitter entweder mit einer erhöhten Muskelspannung oder einer verstärkten Entspannung. Im Zusammenspiel der einzelnen Organsysteme kommt es dabei oft zu Effekten, die sich wechselseitig positiv verstärken.
Adrenalin und Noradrenalin als Botenstoffe der Stressreaktion regen beispielsweise eine Entspannung der Muskeln in den Atemwegen an und fördern gleichzeitig eine Anspannung der Blutgefäßwände, was den Blutdruck erhöht. Beide hemmen die Aktivität im Magen-Darm-Trakt und sorgen so gemeinsam dafür, dass das Herz-Kreislauf-System in der möglichen Gefahrensituation optimal arbeiten kann, während in diesem Moment überflüssige Prozesse wie die Verdauung ausgebremst werden.
Glutamat
Eine Sonderrolle kommt dem Neurotransmitter Glutamat zu. Dieses beeinflusst zahlreiche Prozesse im Gehirnstoffwechsel. Es wirkt vor allem auf den Hippocampus, wo es unter anderem den Appetit, Wachstumsvorgänge und Gedächtnisleistungen reguliert. Zu hohe Glutamat-Spiegel führen allerdings zu einer Schädigung der Gehirnzellen. In diesem Zusammenhang stand Natriumglutamat, ein verbreiteter Geschmacksverstärker mit identischer chemischer Struktur wie der Neurotransmitter Glutamat, lange unter Verdacht, Demenzerkrankungen und entzündliche Erkrankungen des Gehirns zu fördern. Da dieses jedoch aus dem Körper nicht ins Gehirn übertreten kann, sieht die Wissenschaft hier keinen relevanten Zusammenhang.
Mobilisierung von Energiereserven
Die Effekte der Transmitter auf den Energiehaushalt ergeben sich indirekt durch die Aktivierung des Herz-Kreislauf-Systems. Die Steigerung von Blutdruck und Puls erfordert die Bereitstellung von Glukose, die aus den Körperspeichern generiert wird. Ergänzt werden diese Stoffwechselprozesse durch die hormonelle Wirkung der Katecholamine Adrenalin und Noradrenalin, die direkt auf den Insulin- und Glukagon-Haushalt und den Abbau von Speicherfett wirken.
Sonstige Effekte
Eine weitere Transmitter-Wirkung, die in Ergänzung zu Adrenalin und Noradrenalin auftritt, ist vermehrtes Schwitzen in Stresssituationen. Der auslösende Faktor ist hierbei Acetylcholin, einer der wichtigsten Neurotransmitter im vegetativen Nervensystem. Dieses beeinflusst unter anderem auch den Magen-Darm-Trakt und das Urogenitalsystem und sorgt für eine gesteigerte Verdauung und die Erschlaffung der Blasenmuskulatur beim Urinieren.
Transmitter – Abbau
Transmitter baut der Körper zumeist durch Enzyme wie Monoaminooxidasen (MAO) und Catechol-O-Methyltransferasen (COMT) ab. Die dabei entstehenden Fragmente scheidet er vor allem mit dem Urin aus.
Häufige Fragen
- Was ist die Wirkung von Transmittern?
- Was erhöht den Transmitter-Spiegel?
- Was passiert, wenn der Körper zu viele Transmitter hat?
- Wann werden Transmitter ausgeschüttet?
Transmitter ermöglichen die schnelle Kommunikation von Nervenzellen untereinander sowie mit den Organen und Geweben des Körpers. Ihre Ausschüttung führt zu einer unmittelbaren körperlichen Reaktion, was vor allem bei den Katecholaminen im Rahmen der Stressreaktion wichtig ist. Zahlreiche Prozesse im Gehirn sind ebenfalls direkt von den Effekten der Transmitter abhängig, unter anderem Lernen und Gedächtnisfunktionen.
Die Blutspiegel der Transmitter steigen als Reaktion auf einen Schlüsselreiz hin an. So ist gewährleistet, dass die Antwort auf die Transmitterfreisetzung akut und situativ sinnvoll erfolgt.
Zu hohe Transmitterspiegel können Überreaktionen der Zielgewebe auslösen. Beispiele hierfür sind die Schizophrenie, bei der eine übermäßige Dopamin-Aktivität zu Wahnvorstellungen und Halluzinationen führt, und das lebensgefährliche Serotoninsyndrom.
Transmitter liegen meist in kleinen Speichern am Ende der Nervenzelle und werden dort als Antwort auf einen elektrischen Impuls der Zelle ausgeschüttet. Während bei den meisten Erkrankungen die Hemmung der Transmitterbindung an der Zielzelle als Therapie etabliert ist, hat auch die Unterdrückung der Transmitterausschüttung therapeutisches Potenzial. Hierzu sind jedoch weitere wissenschaftliche Studien erforderlich.
- Geschmacksverstärker Glutamat – Charakterisierung und Kennzeichnung. In: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (Hrsg.), Ernährung im Fokus. 01.02.2016, S. 33 ff.
- Sewell, A. C., Neurotransmitter. In: Gressner, A. M. und Arndt, T. (Hrsg.), Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik (Berlin, Springer, 3. Auflage 2019)
