Neuronale nikotinische Rezeptoren im menschlichen Gehirn

Neuronale nikotinische Acetylcholinrezeptoren (nAChRs) sind eine Familie von ligandengesteuerten Ionenkanälen, die im menschlichen Gehirn weit verbreitet sind. Es gibt mehrere Subtypen dieser Rezeptoren, die jeweils individuelle pharmakologische und funktionelle Profile aufweisen. Sie vermitteln die Wirkungen von Nikotin, einer weit verbreiteten Droge, sind an einer Reihe von physiologischen und Verhaltensprozessen beteiligt und werden darüber hinaus mit einer Reihe von pathologischen Zuständen wie der Alzheimer-Krankheit, der Parkinson-Krankheit und Schizophrenie in Verbindung gebracht. Die nAChRs haben eine pentamere Struktur, die aus fünf membranüberspannenden Untereinheiten besteht, von denen bisher neun verschiedene Typen identifiziert und kloniert wurden. Die identifizierten multiplen Untereinheiten bilden die Grundlage für die Heterogenität von Struktur und Funktion, die bei den nAChR-Subtypen zu beobachten ist, und sind für die individuellen Merkmale der einzelnen Typen verantwortlich. Ein großer Teil der Informationen über Struktur und Funktion der menschlichen nAChR stammt aus Studien an Neuroblastom-Zelllinien, die natürlicherweise nAChRs exprimieren, und aus rekombinanten nAChRs, die in Xenopus-Oozyten exprimiert werden. Die In-vitro-Verteilung der nAChR im Gehirn kann mit einer Reihe geeigneter Agonisten und Antagonisten kartiert werden, und die Verteilung der Untereinheiten kann durch In-situ-Hybridisierung mit untereinheitsspezifischen mRNA-Sonden kartiert werden. Die Verteilung der Rezeptoren im lebenden menschlichen Gehirn kann mit nichtinvasiven bildgebenden Verfahren wie PET und SPECT untersucht werden, wobei in PET-Studien eine signifikante Verringerung der nAChRs in den Gehirnen von Alzheimer-Patienten unter Nikotineinfluss festgestellt wurde. Trotz des beträchtlichen Wissens, das inzwischen über die nAChRs gesammelt wurde, gibt es noch viel zu klären. In dieser Übersicht wird versucht, den aktuellen Wissensstand über die nAChR-Subtypen im menschlichen Gehirn, ihre funktionelle Rolle und neuropathologische Beteiligung zu beschreiben.