Neurobiologie: kann jemand die Aufgabe A1.2 lösen?
1 Antwort
Hi,
bei Solanin (Versuch 1) steigt die Acetylcholinkonzentration im synaptischen Spalt stark an, viel mehr als normal und bleibt hoch (1A). Außerdem kommt es zu einem hohen Natrium-Einstrom auf der postsynaptischen Seite (1B). Beides steht in ursächlichem Zusammenhang. Der hohe Na-Einstrom wird durch die zu hohe Acetylcholinkonzentration verursacht, da Acetlycholin über Bindung an Rezeptoren, die Natrium-Kanäle öffnet. Man kann vermuten, dass Solanin den Abbau des Acetylcholins verhindert und als Angriffsziel kommt hier das acetylcholinabbauende Enzym, die Actelycholinesterase in Betracht (Enzymhemmung durch Solanin).
Bei Pancuronium ist der Acetylcholinverlauf normal (2-3A). Er fällt höher aus, wenn mehrere Aktionspotentiale am Endknöpfchen eintreffen (4A), was auch normal ist. Aber auf der anderen Seite beobachtet man bei Pancuronium keinen Na-Einstrom (3B). Der Wirkort von Pancuronium muss also ein anderer sein, als der von Solanin.
Es könnte sich um eine Blockierung der Acetylcholinrezeptoren handeln, so dass Acetylcholin nicht mehr wirken kann und daher postsynaptisch keine Na-Kanäle geöffnet werden (3B), da die Rezeptoren für Acetylcholin durch Pancuronium besetzt sind.
In 4B kommt es zu einem verringerten Einstrom von Natrium, wenn im synaptischen Spalt mehr Acetylcholin freigesetzt wird (siehe 4A). Dies stützt die Vermutung, dass durch Pancuronium Acetylcholinrezeptoren besetzt werden, das Gift Pancuronium jedoch kompetitiv von ihnen verdrängt werden kann, wenn die Konzentration von Acetylcholin zunimmt (4A). So dass unter hohen Acetylcholinkonzentrationen, die rezeptorblockierende Wirkung von Pancuronium teiweise aufgehoben wird und es zu einem verringerten Na-Einstrom kommen kann (4B).
Pancuronium könnte eventuell ein Gegenmittel für eine Solaninvergiftung sein. Wenn es die Acetylcholinrezeptoren kompetetiv besetzt und ihre Auslösung durch Acetylcholin hemmt, könnte die Solaninwirkung, die auf einer hohen Acetylcholinkonzentrationen im synapstischen Spalt und Rezeptorbindung beruht, zumindest herabgesetzt werden, da die Wirkung auf der postsynaptischen Seite, selbst bei hohen Acetlycholinkonzentrationen, geringer ausfällt (4B) und nicht mehr so wie in 1B verlaufen würde (Hypothese). LG
stimmt alles mit dem überein, was ich geschrieben habe: -Solanin ist ein Acetylcholinesterasehemmer. -Pancuronium blockiert ACh-Rezeptoren, wird dabei kompetitiv verdrängt. Nur dein Schlusssatz weicht ab: "Damit würde ich Pancuronium nicht als Gegengift für Solanin sehen." Warum?
Das eine bewirkt einen hohen Acetylcholinspiegel (Solanin) und hohen Natrium-Einstrom, durch Hemmung der Acetylcholinesterase. Das andere unterdrückt die Wirkung von ACh durch kompetitive Verdrängung an den Rezeptoren. Ist doch eigentlich ein perfekter Gegenspieler. Ein "kompetitiver Antagonist". Das ist eine Substanz, die einen Transmitter (Acetylcholin), unter Blockierung seines Rezeptors, in seiner Wirkung hemmt. Genau das was man bei Solanin braucht.
https://de.wikipedia.org/wiki/Pancuronium
Für mich macht das Sinn (Hypothese).
Mein Ansatz war, dass scheinbar bei hoher ACh-Konzentration trotz Pancuronium eine Signalübertragung möglich ist. ACh-Esterase ist irreversibel gehemmt und die Konzentration von ACh nimmt damit bei jedem Aktionspotential (AP) zusätzlich zu. Damit sinkt bei jedem AP die Wirkung des Pancuronium als Gegengift denn das Verhältnis zwischen ACh und Pancuronium steigt. So hatte ich jetzt gedacht, dass die gegensätzliche Wirkung die Pancuronium auslöst nur kurzfristig anhält.
Mein Ansatz war, dass scheinbar bei hoher ACh-Konzentration trotz Pancuronium eine Signalübertragung möglich ist.
der erste Teil des Ansatzes war bekannt, weil sich Pancuronium kompetitiv verdrängen lässt. Vergleichen wir es mit einer Musikanlage, die jemand viel zu laut aufgedreht hat (ACh), was in den Ohren weh tut. Die dann nicht auf lautlos gestellt würde, sondern nur auf ein erträgliches Level gesenkt (Pancuronium).
die Konzentration von ACh nimmt damit bei jedem Aktionspotential (AP) zusätzlich zu.
mit dem Teil hätte ich Probleme. Denn erinnern wir uns, dass ACh in einem Recyclingprozess ist. Seine Spaltprodukte werden aus dem synaptischen Spalt wieder in den Endknopf zurück aufgenommen und daraus neues ACh gemacht. Bei einer gehemmten Acetylcholinesterase treten nur gar keine Spaltprodukte auf und das Recycling ist unterbrochen.
Woraus will der Endknopf da laufend neues ACh machen? Um den ACh-Spiegel im synaptischen Spalt bis ins endlose zu steigern. Ich sehe hier schlicht ein Ressourcenproblem. Mangels rückgeführter Spaltprodukte, wegen unterbrochenem Recycling, ist die Bildungskapazität von ACh begrenzt. Das ist wiederum auch nur eine Hypothese. Aber man kann diese Überlegung ruhig ins Feld führen.
Klingt alles plausibel, bei der letzten Aufgabe (Hypothese) wäre ich allerdings von lediglich einer kurzenfristigen Wirkung des Pancuronium als „Gegengift“ ausgegangen. Aus 1A wäre ich bei Solanin von einer irreversiblen Hemmung der ACh-Esterase ausgegangen, denn die ACh-Konzentration nimmt auch im weiteren Zeitverlauf der Grafik nicht ab. Somit hätte ich argumentiert, dass bei Auftreten mehrerer Aktionspotentiale zunehmend ACh in den synaptischen Spalt kommt und nun kompetetive mit höherer Wahrscheinlichkeit gegen das Pancuronium an den ACh-Rezeptoren der transmittergesteuerten Narrium-Ionen-Kanäle bindet und somit der Natrium-Ionen-Fluss in das nachgeschaltete Neuron zunächst wieder konstant hoch bleibt. Damit würde ich Pancuronium nicht als Gegengift für Solanin sehen.
Ich bin allerdings nur Schüler und würde mich daher freuen zu wissen, ob dieser Ansatz richtig sein könnte.
mfG