Die Azetylcholinesterase (AChE) ist eines der schnellsten Enzyme im menschlichen Körper. Sie ist für die enzymatische Spaltung von Azetylcholin (ACh) in Cholin und Azetat verantwortlich. Neben der AChE ist auch die Butyrylcholinesterase (BuChE) in der Lage ACh durch Hydrolyse abzubauen. Im Gegensatz zur BuChE weist die AChE mehrere Isoformen auf: AChER, AChEH, AChES und AChET. Die BuChE entspricht in ihrer räumlichen Struktur der häufigsten AChE-Isoform, der AChET.Die Synthese und Freisetzung von ACh wurde im respiratorischen Epithel der Trachea bereits nachgewiesen. Jedoch waren der hydrolytische Abbau von ACh sowie das Vorkommen und die Aktivität von BuChE in den Atemwegen bisher noch ungeklärt. Es stellte sich die Frage, ob ACh im Trachealepithel ebenfalls durch AChE und BuChE abgebaut wird, wie dies bereits für das Nervensystem und den Skelettmuskel beschrieben wurde. In der vorliegenden Arbeit wurde der ACh-Abbau im respiratorischen Epithel der Trachea von AChE-, BuChE-Knockout (KO)-Mäusen und ihren korrespondierenden Wildtypen (WT) mittels eines funktionellen Modells untersucht. Hierbei wurde die Trachea aus den verwendeten Mäusen entnommen und der Länge nach mit dem M. trachealis nach oben unter dem Mikroskop aufgespannt. Die ziliäre Partikeltransportgeschwindigkeit (PTG) wurde durch die Zugabe von Polystyrenkügelchen (Dynabeads) mittels eines Eintauchobjektivs unter dem Mikroskop sichtbar gemacht und mit Hilfe eines Computerprogramms berechnet. Damit ist die hier dargestellte Studie die erste funktionelle Untersuchung der AChE und BuChE im respiratorischen Epithel von AChE- und BuChE-KO-Mäusen.Die hier vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass ACh eine Steigerung der PTG in beiden KO-Mäusestämmen und ihren korrespondierenden WT bewirkte, die nicht durch Eserin beeinflusst wurde. Die Gabe von Eserin hätte eine Steigerung der PTG bewirken müssen, wenn der Abbau von ACh durch die Cholinesterasen erfolgen würde, da Eserin ein Inhibitor der Cholinesterasen ist. Weiterhin hätte man Veränderungen in den KO-Mäusen erwartet.In weiterführenden Studien wird zu klären sein, wie ACh im Trachealepithel abgebaut wird. Es wäre denkbar, dass ACh nicht abgebaut wird, sondern durch die mukoziliäre Clearance einfach nur abtransportiert wird. Weiterhin könnte es möglich sein, dass das von den Nervenfasern, die die glatten Muskelzellen der Atemwege innervieren, freigesetzte ACh für den Abbau der geringen Menge ACh, die im respiratorischen Epithel vorliegt, ausreicht.Im Hinblick auf die Rolle des non-neuronalen cholinergen Systems in der Pathogenese von Erkrankungen der Atemwege sowie der Funktion des respiratorischen Systems als Modellsystem für das non-neuronale cholinerge System erscheint es von großem Interesse, herauszufinden, ob und/oder wie ACh im Trachealepithel abgebaut wird.
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