Röntgen und Neurotransmitter: Unterschied zwischen den Seiten

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[[Datei:Röntgengerät historisch.jpg|mini|Historisches Röntgengerät zum „Durchleuchten“ der Lunge]]
'''Neurotransmitter''' sind [[Wikipedia:Botenstoff|Botenstoff]]e, die an [[Wikipedia:Synapse#Chemische Synapsen|chemischen Synapsen]] die [[Erregungsübertragung|Erregung]] von einer [[Nervenzelle]] auf andere Zellen übertragen (''synaptische Transmission'').


'''Röntgen''' (nach dem Physiker [[Wilhelm Conrad Röntgen]]), auch '''Röntgendiagnostik''' genannt, ist ein weit verbreitetes [[bildgebendes Verfahren]], bei dem ein Körper unter Verwendung eines [[Röntgenröhre|Röntgenstrahlers]] durchstrahlt wird. Die Durchdringung des Körpers mit [[Röntgenstrahlung|Röntgenstrahlen]] wird in Bildern dargestellt, die als '''Röntgenbilder''', '''Röntgenaufnahmen''' oder '''Radiographien''' bezeichnet werden.
Sie werden im [[Soma (Zellbiologie)|Zellkörper]] oder in der [[Präsynaptische Endigung|Endigung]] des [[Axon]]s vom sendenden Neuron produziert und in Quanten freigesetzt.


Die Bilder werden etwa auf einem fluoreszierenden Schirm sichtbar. Bei der [[Durchleuchtung]] mit einer [[Röntgenkamera]] wird ein [[Röntgenbildverstärker]] benötigt. Auch geeignetes Filmmaterial kann verwendet werden (Radiographie mit [[Röntgenfilm]]). Stand der Technik ist jedoch [[digitales Röntgen]] (digitale Radiografie). Hier kommen Phosphorplatten ([[Röntgenspeicherfolie]]) oder elektronische Sensoren zum Einsatz, zum Beispiel [[CCD-Sensor|CCDs]]. Die medizinischen Verfahren werden unter [[Radiologie#Radiographie|Radiologie]] genauer dargestellt.
Der Ausdruck ''Neurotransmitter'' ist abgeleitet von {{grcS|νεῦρον|neuron}} „Sehne, Nerv“ und {{laS|transmittere}} „hinüber schicken, übertragen“.


== Geschichte ==
== Wirkungsweise ==
Am 8. November 1895 entdeckte [[Wilhelm Conrad Röntgen]] in Würzburg die unsichtbaren Strahlen. Er experimentierte mit einer fast luftleeren [[Kathodenstrahlröhre]] aus Glas. Er deckte sie mit Pappe ab, aber die Strahlen konnten sie durchdringen und zeigten ein zufällig auf dem Tisch liegendes Objekt auf dem Fluoreszenzschirm.<ref>{{Internetquelle |url=http://heureka-stories.de/Erfindungen/1895---Die-R%C3%B6ntgenstrahlen/Die-ganze-Geschichte |titel=Die ganze Geschichte – Heureka Stories |autor=Klaus Lüdtke |werk=heureka-stories.de |datum=2014-01-30 |zugriff=2017-01-15}}</ref><ref>Katrin Pliszka: [http://www.hamburger-wirtschaft.de/html/hw2005/artikel/23_made_in_hamburg/05-64_philips.html ''Philips Medical Systems DMC GmbH: Röntgenröhre „MRC“.''] In: ''hamburger-wirtschaft.de.'' Handwerkskammer Hamburg, Mai 2005, abgerufen am 16. Januar 2017.</ref> Am 28. Dezember übergab er seine erste schriftliche Mitteilung „Über eine neue Art von Strahlen“ der [[Physikalisch-Medizinische Gesellschaft|Physikalisch-Medizinischen Gesellschaft zu Würzburg]] und am 23. Januar 1896 kam es zur ersten öffentlichen Demonstration seiner neuen Entdeckung.<ref>Heinz Otremba, [[Walther Gerlach]]: ''Wilhelm Conrad Röntgen. Ein Leben im Dienste der Wissenschaft.'' Würzburg 1970.</ref><ref>[[Horst Teichmann]]: ''Die Entwicklung der Physik im 4. Saeculum der Universität Würzburg erläutert an der Geschichte eines Institutsgebäudes.'' In: [[Peter Baumgart]] (Hrsg.): ''Vierhundert Jahre Universität Würzburg. Eine Festschrift.'' Neustadt/Aisch 1982 (= ''Quellen und Beiträge zur Geschichte der Universität Würzburg.'' Band 6), S. 787–807; hier: S. 793 f.</ref> Er verzichtete auf eine [[Patent]]ierung, damit die Röntgenapparate schneller eingesetzt werden konnten.<ref>[https://www.welt.de/print-welt/article490586/Roentgen-verzichtete-auf-ein-Patent.html ''Röntgen verzichtete auf ein Patent.''] [[Die Welt]], 3. Dezember 2001.</ref> Für seine Entdeckung erhielt Röntgen 1901 den ersten Nobelpreis für Physik.
Neurotransmitter sind Botenstoffe von Nervenzellen, mit denen die (präsynaptischen) elektrischen Signale eines Neurons an einer Synapse in chemische Signale umgebildet werden, die bei der nachgeordneten Zelle wieder (postsynaptische) elektrische Signale hervorrufen können.
Ausgehend von Röntgens Entdeckung entwickelte [[Carl Heinrich Florenz Müller]] gemeinsam mit Ärzten die erste wassergekühlte [[Anode]].


Im [[Deutsches Röntgen-Museum|Deutschen Röntgen-Museum]] in Röntgens Geburtsort [[Remscheid]]-[[Lennep]] sind zahlreiche historische Röntgenapparate ausgestellt.
In die [[präsynaptische Endigung|präsynaptische]] Membranregion des Neurons [[Erregungsleitung|fortgeleitete]] elektrische Impulse, [[Aktionspotential]]e, veranlassen über kurzzeitigen Calciumeinstrom die Ausschüttung der Botenstoffe aus Vorratsspeichern, den [[Synaptisches Vesikel|synaptischen Vesikeln]]. Dieser Vorgang ist eine [[Exozytose]]: Durch Fusion der Vesikelmembranen mit der präsynaptischen Membran wird das je enthaltene Quantum an Transmittermolekülen in den (extrazellulären) [[Synaptischer Spalt|synaptischen Spalt]] freigesetzt und gelangt per [[Diffusion]] zu den [[Rezeptor (Biochemie)|Rezeptoren]] auf der postsynaptischen Membran der nachgeschalteten Zelle.


== Anwendung in der Medizin ==
Diese [[Membranprotein]]e der subsynaptischen Region erkennen den jeweiligen Transmitter spezifisch an seiner molekularen räumlichen Struktur und Ladungsverteilung durch komplementäre Strukturen. Die Bindung eines Transmittermoleküls führt zur strukturellen Veränderung des Rezeptorproteins, wodurch direkt (''ionotrop'') oder mittelbar (''metabotrop'') bestimmte [[Ionenkanäle]] in dieser Region vorübergehend geöffnet werden.
[[Datei:Salle radiologie 2.jpg|mini|Verschiedene medizinische Röntgenbilder ([[Computertomographie]])]]
[[Datei:Marknagel in der Elle.png|mini|Röntgenbild eines gebrochenen Unterarms mit Marknagel in der Elle]]
[[Datei:Ferse rs.jpg|mini|Röntgenbild einer Fersentrümmerfraktur mit Verplattung]]
[[Datei:Dental X-Ray.jpg|mini|Panorama-Röntgenanlage für Bilder vom Kiefer]]
[[Datei:DenticiónMixta.jpg|mini|Dentitionsaufnahme der Zähne eines 5 Jahre und 7 Monate alten Mädchens]]
[[Datei:Thorax pa peripheres Brronchialcarcinom li OF.jpg|mini|Röntgenbild eines Thorax mit Bronchialkarzinom]]


=== Prinzip ===
Abhängig von der Zahl an Rezeptoren mit gebundenem Transmitter entstehen so Ionenströme verschiedener Stärke mit entsprechenden postsynaptischen Potentialdifferenzen (PSP). Diese sind  nun –&nbsp;festgelegt über die Zuordnung von Rezeptoren in der Membran zu Ionenkanälen bestimmter Ionensorte&nbsp;– entweder depolarisierend, so dass sie als [[exzitatorisches postsynaptisches Potential]] (''EPSP'') eine Erregung der nachgeschalteten Zelle ''fördern''  bzw. zur Bildung eines Aktionspotentials führen, oder aber so, dass sie als [[inhibitorisches postsynaptisches Potential]] (''IPSP'') jene ''hemmen'' bzw. eine Erregung verhindern. Damit wird zwischen exzitatorischen und inhibitorischen Synapsen unterschieden.
In der [[Medizin]] dient das Röntgen zur Feststellung von Anomalien im Körper, die im Zusammenhang mit Symptomen, Zeichen und eventuell anderen Untersuchungen eine [[Diagnose]] ermöglichen (Röntgendiagnostik). Die unterschiedlich dichten Gewebe des menschlichen (oder tierischen) Körpers absorbieren die Röntgenstrahlen unterschiedlich stark, so dass man eine Abbildung des Körperinneren erreicht ([[Verschattung]], [[Aufhellung]] und andere [[Röntgenzeichen]]). Das Verfahren wird zum Beispiel häufig bei Verdacht auf einen [[Knochenbruch]] angewendet: Zeigt das Röntgenbild eine Unterbrechung der Kontinuität des Knochens, ist der Verdacht bestätigt.


Das herkömmliche Röntgenbild zeigt eine Abbildung des dreidimensionalen Objektes (z.&nbsp;B. eines Sprunggelenkes&nbsp;– ugs: Knöchel) auf einer zweidimensionalen Fläche. Daher werden viele Objekte – wie Extremitäten mit fraglich gebrochenen Knochen&nbsp;– aus zwei Richtungen (im Fachjargon: „in 2 Ebenen“) geröntgt. Was aus einer Perspektive (oder Betrachtungsrichtung) noch nicht auffällt, tut dies eventuell aus der anderen. Oder wenn zwei Knochenteile eines Bruches in einer Richtung hintereinander liegen, lässt sich eine Verschiebung der Knochenbruchenden (im Fachjargon: „Dislokation oder Luxation“) erst auf einer zweiten Aufnahme aus einer anderen Richtung darstellen.
Neben dem eigentlichen Neurotransmitter werden nicht selten noch [[Kotransmitter]] ausgeschüttet (''Kotransmission''), welche die [[Erregungsübertragung]] auf verschiedene Weise als [[Neuromodulator]]en beeinflussen können. Die Bindung von Transmittern an Rezeptormoleküle ist in der Regel reversibel, nach Ablösung somit erneut möglich. Begrenzt wird ihre Wirkung nicht allein durch Diffusion, sondern durch enzymatische Spaltung (z.&nbsp;B. [[Cholinesterasen]]), Aufnahme in Gliazellen, präsynaptische Wiederaufnahme in das Neuron oder auch eine postsynaptische [[Internalisierung (Pharmakologie)|Internalisation]] samt Rezeptor (als [[Endozytose]]). Daneben ist postsynaptisch die prompte Inaktivation von Ionenkanälen (Desensitivierung) möglich. Weiterhin können präsynaptisch gelegene [[Autorezeptoren]] für den Transmitter dessen Freisetzung  [[Negative Rückkopplung|negativ rückgekoppelt]] beschränken. Darüber hinaus sind zahlreiche weitere [[präsynaptische Rezeptoren]] bekannt, überwiegend metabotrop [[G-Protein-gekoppelter Rezeptor|G-Protein-gekoppelte Rezeptoren]], womit sich vielfältige Modifikationen synaptischer Übertragung ergeben.<ref>{{Literatur |Autor=Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopoulos |Titel=Taschenatlas Physiologie |Auflage=8. |Verlag=Thieme |Ort=Stuttgart |Datum=2012 |ISBN=978-3-13-567708-8 |Online={{Google Buch |BuchID=nvff2_nmqn4C |Seite=58 }} |Seiten=58 und andere}}</ref>
Hierzu stehen zu nahezu allen darstellbaren Körperteilen Standardaufnahmetechniken zu Verfügung, um es dem Betrachter nicht jedes Mal abzuverlangen, sich in die Darstellung „einzudenken“.
Ordnet der Arzt Röntgenaufnahmen eines Sprunggelenkes in zwei Ebenen an, kann er davon ausgehen, dass er eine seitliche (im Fachjargon: „tranversale“) Aufnahme mit Darstellung der Gelenkflächen von Schienbein und Sprungbein (und ein paar anderen), sowie eine Aufnahme von vorne nach hinten (im Fachjargon: a.p.&nbsp;= anterior&nbsp;– posterior) mit gut beurteilbaren Innen- und Außenknöcheln erhält.
Sollte es damit noch nicht klar sein, wird vielleicht eine Schichtaufnahme angeordnet, um statt der einfachen „Ubersichtsaufnahmen“ Schnittbilder zu erhalten.


Von den  „konventionellen Schichtaufnahmen“ ([[Röntgentomographie]]) unterscheidet sich die modernere Röntgen-[[Computertomographie]] (CT). Bei dieser berechnet ein Computer die Schnittbilder aus den elektronischen Daten, die bei Röntgenaufnahmen aus verschiedenen Richtungen erzeugt werden. CT-Aufnahmen haben eine wesentlich höhere Bildqualität.
Für die Wirkung einer synaptischen Transmission ist nicht die präsynaptisch als Transmitter ausgeschüttete chemische Substanz entscheidend, sondern die postsynaptisch ausgebildete Empfänglichkeit der nachgeordneten Zelle. Beispielsweise ruft der gleiche Transmitter [[Acetylcholin]] im [[Skelettmuskel]] – vermittelt über ionotrope [[Nikotinischer Acetylcholinrezeptor|nikotinische N<sub>M</sub>-Cholinozeptoren]] – eine Depolarisation hervor, jedoch im [[Herzmuskel]] – vermittelt über metabotrope [[Muskarinischer Acetylcholinrezeptor#M2-Rezeptor|muskarinische M<sub>2</sub>-Cholinozeptoren]] – eine Hyperpolarisation. Im einen Fall führt dies zu einer Erregung von Skelettmuskelfasern, im anderen Fall zu einer Abnahme der Erregbarkeit von Herzmuskelzellen.<ref>{{Literatur |Autor=Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopoulos |Titel=Taschenatlas Physiologie |Online={{Google Buch |BuchID=nvff2_nmqn4C |Seite=86}}  |Seiten=86f }}</ref>


Häufig werden dem Patienten bei oder vor der Röntgenuntersuchung [[Kontrastmittel]] verabreicht. Manche Strukturen, die sich normalerweise nicht abgrenzen lassen, können so hervorgehoben werden. Zum Teil lässt sich mit einem Kontrastmittel auch die Funktion eines Organsystems darstellen, so etwa in der [[Ausscheidungsurographie|Urografie]]. Je nach Fragestellung bieten sich verschiedene Substanzen und Darreichungsformen an.
== Beispiele ==
Der wichtigste Transmitter im [[Peripheres Nervensystem|peripheren Nervensystem]] ist [[Acetylcholin]], so nicht nur an der [[Motorische Endplatte|motorischen Endplatte]] von [[Muskelfaser]]n, sondern auch im [[Parasympathisches Nervensystem|parasympathischen]] Teil des [[Vegetatives Nervensystem|vegetativen Nervensystems]] sowie präganglionär im [[Sympathisches Nervensystem|sympathischen Teil]], postganglionär wird hier meist [[Noradrenalin]] ausgeschüttet (doch sind z.&nbsp;B. die [[Schweißdrüsen]] cholinerg innerviert).


Um die räumliche Lage insbesondere gebrochener Knochen oder ausgerenkter Gelenke gut erkennen zu können, werden von einer Stelle im Körper zumeist zwei bis drei Bilder aus unterschiedlicher Projektionsrichtung angefertigt.
Der wichtigste  Neurotransmitter im [[Zentralnervensystem|zentralen Nervensystem]] (ZNS) ist [[Glutaminsäure|Glutamat]], mit [[Elektrische Erregbarkeit|erregender]] Wirkung; die wichtigsten Transmitter inhibitorischer Synapsen sind [[Gamma-Aminobuttersäure]] (GABA) und [[Glycin]]. Andere häufige Neurotransmitter sind [[Dopamin]] und [[Serotonin]] neben Acetylcholin und Noradrenalin, auch bei Synapsen im ZNS.


Neben Standbildern können – zumindest seit 2007<!--LKH Graz, Unfallchirurgie--> – etwa bei Einrenkungen und Zurechtrückung von Knochenteilen Röntgen-Videos gefilmt und live am Bildschirm angezeigt werden, um das Öffnen des Körpers per Skalpellschnitt zu vermeiden und dennoch ein aufschlussreiches Bild von der sich verändernden Lage der Knochen zu erhalten. Die im bestrahlten Operationsfeld agierenden Hände der Unfallchirurgen werden dabei möglichst mit Blei-Gummi-Handschuhen geschützt.
== Chemische Zuordnung ==
Biochemisch betrachtet sind die meisten bekannten Neurotransmitter neben [[Acetylcholin]] (aus [[Cholin]], ''cholinerge Übertragung'') entweder
* [[Derivat (Chemie)|Derivate]] von [[Aminosäure]]n (durch bzw. nach [[Decarboxylierung]]) – wie [[Dopamin]] bzw. Noradrenalin und [[Adrenalin]] (aus [[Tyrosin]], [[katecholamine|''katechol-aminerge'']]) oder [[Histamin]] (aus [[Histidin]], ''histaminerge'') oder [[γ-Aminobuttersäure|GABA]] (aus [[Glutaminsäure|Glutamat]], ''GABAerge'') bzw. [[Serotonin]] (aus [[Tryptophan]], ''serotoninerge'') –  oder es sind
* α-Aminosäuren – wie [[Glycin]] (''glycinerge'') oder [[Glutaminsäure|Glutamat]] (''glutamaterge'') – oder es sind
* [[Oligopeptide]], also kurze Ketten zusammengesetzter Aminosäuren, (''peptiderge'') – so etwa [[Oxytocin]], [[Vasopressin]] (ADH), [[Somatostatin]] (SIH), [[Tachykinin]], [[Cholecystokinin]], [[Neurotensin]] und auch die [[Opioide|opioid]] wirkenden [[Neuropeptid]]e, [[Opioidpeptid]]e, wie beispielsweise die [[Endorphine]].


=== Weiche und harte Strahlung ===
Daneben fungieren [[Phosphorsäureester|Phosphosester]] von [[Purin]]en wie [[Adenosinmonophosphat|AMP]], [[Adenosindiphosphat|ADP]], [[Adenosintriphosphat|ATP]] sowie [[Uridindiphosphat|UDP]] und [[Uridintriphosphat|UTP]] auch an Synapsen als (Ko-)Transmitter.<ref>{{Literatur |Autor=Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopoulos |Titel=Taschenatlas Physiologie |Online={{Google Buch |BuchID=nvff2_nmqn4C |Seite=90 }} |Seiten=90f }}</ref>
Für unterschiedliche Bereiche des Körpers werden unterschiedliche „Strahlenqualitäten“ benötigt, um unterschiedlich dichte Gewebe, wie z.&nbsp;B. Fettgewebe oder Knochen zu durchdringen. In der Röntgendiagnostik spricht man von weicher und harter Strahlung. Ausschlaggebend ist die Spannung in [[Kilovolt]] (kV), die der [[Röntgenröhre]] zugeführt wird. Je nach dem abzubildenden Körperbereich bzw. der gewünschten Bildaussage wird die Röhrenspannung zwischen etwa 25 und 35&nbsp;kV bei der Mammografie und etwa 38 und 120&nbsp;kV bei den übrigen Körperregionen gewählt.


Je weicher die Strahlung (niedrige kV-Werte) ist, desto größer ist der Anteil der vom Gewebe absorbierten Strahlung. Dadurch werden auch feinste Gewebeunterschiede auf dem Röntgenfilm sichtbar gemacht. Dies ist der Fall bei der [[Mammografie]] (Röntgenuntersuchung der weiblichen Brust), jedoch ist die Strahlenbelastung des durchstrahlten Gewebes dadurch relativ hoch. [[Hartstrahltechnik|Harte Strahlung]] (über 100&nbsp;kV) durchdringt Gewebe und Materialien (Gips und sogar Bleischürzen von geringerer Dicke) wesentlich leichter. Kontrastunterschiede werden stark abgemildert, wie z.&nbsp;B. bei Lungenaufnahmen (120&nbsp;kV), bei denen sonst im Bereich der Rippen keine Beurteilung der Lungenstruktur möglich wäre.
== Einteilung ==
Neurotransmitter können zunächst nach [[Stoffklasse]]n eingeteilt werden.


=== Gefahren ===
=== Lösliche [[Gas]]e ===
Da die angewendeten Strahlendosen in der Röntgendiagnostik potenziell schädlich für den Patienten und den Anwender sind, wird in der Radiologie besonderer Wert auf den Strahlenschutz gelegt. In Deutschland wird Patienten im Falle einer Röntgenuntersuchung vom untersuchenden Arzt angeboten, Informationen wie Datum und bestrahlte Körperregion in einen [[Röntgenpass]] eintragen bzw. sich einen solchen Pass ausstellen zu lassen. Die Sicherheit des Operateurs wird dadurch gewährleistet, dass dieser in einem Nachbarraum eine Taste betätigen muss, ohne die der Röntgenapparat nicht arbeitet. Durch ständiges Gedrückthalten des Auslöseknopfes unter gleichzeitiger Beobachtung des Patienten wird verhindert, dass das Röntgen unkontrolliert ausgelöst oder bei Ohnmacht des Operateurs ungewollt fortgesetzt wird.
* [[Stickstoffmonoxid]]
* [[Kohlenstoffmonoxid]]


Jedes Jahr werden weltweit mehrere Milliarden Bilder mithilfe von Strahlentechnik angefertigt – ungefähr ein Drittel dieser Aufnahmen bei Patienten mit akutem Herzinfarkt. Zwischen den Jahren 1980 und 2006 ist die jährliche Dosis um schätzungsweise 700 % angestiegen.<ref>aus ''Medical Tribune.'' 27. November 2009, S. 3</ref>
=== [[Biogene Amine]] ===
* [[Acetylcholin]]
* [[Katecholamine]]:
:* [[Noradrenalin]]
:* [[Adrenalin]]
:* [[Dopamin]]
* [[Serotonin]]
* [[Dimethyltryptamin]]
* [[Histamin]] (biochemische Struktur jedoch von anderen biogenen Aminen verschieden)


Deutschland nimmt beim Röntgen einen Spitzenplatz ein: etwa 1,3 Röntgenaufnahmen und 2&nbsp;[[Sievert (Einheit)|mSv]] pro Einwohner und Jahr. Auf diese [[Strahlenbelastung]] lassen sich theoretisch 1,5 % der jährlichen Krebsfälle zurückführen.<ref>{{Literatur |Autor=Amy Berrington de González, Sarah Darby |Titel=Risk of cancer from diagnostic X-rays: estimates for the UK and 14 other countries |Sammelwerk=Lancet |Band=363 |Nummer=9406 |Datum=2004-01-31 |Seiten=345–351 |DOI=10.1016/S0140-6736(04)15433-0}}</ref> Ärzte unterschätzen nach Meinung des Kinderradiologen Christoph M. Heyer die Strahlenbelastung bei der [[Computertomographie]]: Diese machten im Jahr 2003 gut 6 % aller Röntgenuntersuchungen aus, waren aber für mehr als 50 % der medizinischen [[Strahlenexposition]] verantwortlich.<ref>{{Literatur |Autor=C. M. Heyer, S. Peters, S. Lemburg, V. Nicolas |Titel=Einschätzung der Strahlenbelastung radiologischer Thorax-Verfahren: Was ist Nichtradiologen bekannt? |Sammelwerk=RöFö |Band=179 |Nummer=3 |Datum=2007 |ISSN=1438-9029 |Seiten=261–267}} zitiert nach {{Literatur |Autor= |Titel=Der Allgemeinarzt: Fortbildung und Praxis für den Hausarzt |Band= |Nummer=8 |Datum=2007 |ISSN=0172-7249 |Seiten=18}}</ref>
=== [[Aminosäuren]] ===
* '''Inhibitorische Aminosäuretransmitter'''
:* [[γ-Aminobuttersäure]] = GABA = 4-Aminobuttersäure
:* [[Glycin]]
:* [[β-Alanin]]
:* [[Taurin]]
* '''Exzitatorische Aminosäuretransmitter'''
:* [[Glutaminsäure]]
:* [[Asparaginsäure]]
:* [[Cystein]]
:* [[Homocystein]]


Beispiel: Bei der Koronaruntersuchung mittels Computertomographie (CT) erkaufen sich Patienten die erhöhte Sensitivität mit einem gesteigerten Krebsrisiko. So errechneten amerikanische Wissenschaftler, dass bei Zwanzigjährigen eine von 143 mittels [[Koronarangiographie|Koronar]]-CT untersuchten Frauen im Laufe ihres Lebens infolge dieser [[Angiographie]]-Strahlung an Krebs erkrankt, aber nur einer von 686 gleich alten Männern. Die CT-Angiographie der Koronarien scheint vor allem bei Frauen und jungen Menschen das Krebsrisiko nicht unerheblich zu erhöhen.<ref>{{Literatur |Autor=Andrew J. Einstein, Milena J. Henzlova, Sanjay Rajagopalan |Titel=Estimating Risk of Cancer Associated With Radiation Exposure From 64-Slice Computed Tomography Coronary Angiography |Sammelwerk=JAMA |Band=298 |Nummer=3 |Datum=2007 |Seiten=317–323 |Online=[http://jama.ama-assn.org/cgi/content/abstract/298/3/317 Abstract]}}</ref> Kommt ein Patient mit akutem [[Myokardinfarkt]] in die Klinik, wird ihm oft eine Strahlendosis von insgesamt 14,5&nbsp;mSv verabreicht, was etwa 725 [[Thorax]]-Röntgen-Bildern entspricht. Die Dosis, die ein Infarktpatient durch diese [[Katheter]]untersuchung erhält, entspricht 3/4 der erlaubten Menge an [[ionisierend]]en Strahlen, die Arbeiter in deutschen Kernkraftwerken abbekommen dürfen&nbsp;– im ganzen Jahr (20&nbsp;mSv/a).<ref>Prashant Kaul von der Abteilung für Kardiovaskuläre Medizin des Duke University Medical Centers in Durham und Kollegen, Bericht auf der AHA-Tagung 2009.</ref>
=== [[Neuropeptide]] ===
* [[Endorphine]] und [[Enkephaline]]
* [[Substanz P]]
* [[Somatostatin]]
* [[Insulin]]
* [[Glucagon]]
* [[α-Endopsychosin]]


In einer groß angelegten Studie hatten sie die Daten von 64.074 Patienten analysiert, die zwischen 2006 und 2009 in Lehrkrankenhäusern der USA wegen eines akuten [[Herzinfarkt]]es behandelt worden waren. Insgesamt wurden in diesem Zeitraum 276.651 Untersuchungen mit ionisierenden Strahlen an diesem Kollektiv durchgeführt. 83 % der Herzinfarktpatienten erhielten Röntgenaufnahmen des Thorax, 77 % Katheteruntersuchungen. Zwar sollten laut Meinung des Referenten notwendige Untersuchungen, die ionisierende Strahlen beinhalten, nicht unterbleiben – man sollte aber sicher sein, dass diese angemessen sind.
=== [[Cannabinoide#Endocannabinoide|Endocannabinoide]] ===
 
* [[Anandamid]]
Untersuchungen von US-amerikanischen Forschern ergaben, dass das Risiko für gutartige Hirntumoren sich durch häufiges Röntgen der Zähne verdreifacht. Bei Kindern unter zehn Jahren sogar verfünffacht.<ref>[http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-14649-2012-04-11.html ''Häufiges Röntgen beim Zahnarzt erhöht Risiko für Hirntumor: Strahlenbelastung für Kinder unter zehn Jahren besonders schädlich.''] In: ''scinexx.de.'' 11. April 2012, abgerufen am 16. Januar 2016.</ref>
* [[2-Arachidonylglycerol]]
 
* [[Virodhamin|''O''-Arachidonylethanolamid]]
Unter welchen Voraussetzungen ein Arzt für Hautschäden wegen einer röntgenärztlichen Untersuchung haftet, ist Gegenstand einer Entscheidung des [[Oberlandesgericht Jena|Oberlandesgerichts Jena]].<ref>[http://www.thueringen.de/olgneu/urteil/entscheidung_neu.asp OLG Jena, Urteil vom 12. Juli 2006], Az.&nbsp;4&nbsp;U&nbsp;705/05, Volltext. Der Senat befasst sich mit der Frage, ob und ggf. unter welchen Voraussetzungen ein Arzt für Hautschäden anlässlich einer Röntgenuntersuchung haftet.</ref>
 
=== Kontrast und Kontrastmittel ===
Die Absorption von Röntgenstrahlung ist abhängig von ihrem Energieniveau (erzielt über unterschiedlich hohe Beschleunigungsspannung) und steigt mit der Anzahl der „im Weg liegenden“ Atome, also der Dicke des Objekt und seiner Atom-Dichte (Atome/Volumen) so wie der Ordnungszahl (Kernladungszahl) Z und Massenzahl A (Atommasse M als Richtwert) der Atome des Materials. Hohle Organe (Atemwege, Lunge, Magen, Darm, Blase) oder Körperhöhlen (Bauchraum) können durch ihren Gehalt an Luft (Gas), eventuell aufgeblasen (mit Luft, Lachgas, Helium) durch wenig Absorption im Gas dargestellt werden.
Andererseits werden Knochen durch das vergleichsweise „schwere“ Calcium-Atom (Z=20/A=40) als Schatten abgebildet, wenn rundum im Wesentlichen Wasser und Kohlenwasserstoffe mit Sauerstoff als schwerstem Atom (Z=8/M=16) vorliegt. Schon Zahn- und Gelenksprothesen aus Titan (Z=22/M=47) heben sich durch ein Mehr an Absorption vom Knochen ab. Solche auf Basis von Stahl (Eisen: Z=26/M=ca. 56) noch stärker, ebenso die Rechts-/Links-Markierungsringerl aus NiRo-Stahl oder Messing.
 
Historisch als frühes oder erstes Kontrastmittel wurde Thorium (90/232) ([[Thorotrast]]) in der [[Angiographie]] eingesetzt, wegen seiner Radioaktivität um 1955 jedoch verboten. Bariumsulfat BaSO4 (Ba: 56/137) in wässriger Aufschlämmung dient zum Abbilden des Magen-Darmtrakts samt dem Tempo der Passage. Organische [[Iod]]verbindungen (I: 53/127) (Iod: 53/127) zur Angiographie (intravenös oder intraarteriell) früh schon Per-Abrodil = Diethanolamin-3,5-diiodpyridon-4-essigsäure mit akuten Nebenwirkungen, später verträglich aromatische Iodderivate.
 
=== Analoges und digitales Röntgen ===
Mittlerweile gilt [[digitales Röntgen]] als Standard in der [[Bildgebendes Verfahren (Medizin)|Bildgebenden Diagnostik]]. Digitales Röntgen hat dabei große Vorteile gegenüber dem herkömmlichen analogen Verfahren. Als wichtigster Punkt gilt die Reduzierung der [[Strahlenbelastung]].
 
Vorteile des digitalen Röntgens gegenüber dem analogen Röntgen:
* Reduktion der Strahlenbelastung
* Die Bilder sind nicht Über- oder Unterbelichtet
* Aufnahmen sofort verfügbar
* Nachbearbeitung am Computer
* Weder Dunkelkammer noch Entwicklungsgerät mit Verbrauchsmaterialien benötigt
* Reduktion der Umweltbelastung<ref>{{Internetquelle |autor=Medizinio GmbH |url=https://medizinio.de/medizintechnik/roentgen/#Digital |titel=Digitales Röntgen und analoges Röntgen im Vergleich |werk=https://medizinio.de/ |hrsg=Medizinio GmbH |datum=2017-11-25 |zugriff=2017-12-04 |sprache=Deutsch}}</ref>
Die Speicherung der digitalen Röntgen-Bilder ist standardisiert. Dies ermöglicht es Ärzten die Dateien weiterzuleiten.


== Siehe auch ==
== Siehe auch ==
* {{WikipediaDE|Röntgen}}
* {{WikipediaDE|Neurotransmitter}}
* [[Geschichte des Strahlenschutzes]]
* {{WikipediaDE|Hormon}}
* [[Röntgenfilm]]
* {{WikipediaDE|Monoamine}}
* [[Radiologie]]
* {{WikipediaDE|ervenwachstumsfaktor}}
* [[Gustav Peter Bucky]] (Radiologe)
* [[Kristallographie]]
* [[Flachbilddetektor für Röntgenstrahlen]]
* [[PIXE]] (Partikel-induzierte Röntgenemission, bzw. Proton-induzierte Röntgenemission)
* [[Pedoskop]] (historische Anwendung von Röntgengeräten in Schuhgeschäften)
 
== Literatur ==
* E. C. Petri: ''Der Röntgenfilm. Eigenschaften und Verarbeitung.'' Fotokino, Halle 1960.
* Günter W. Kauffmann (Hrsg.): ''Röntgenfibel: Praktische Anleitung für Eingriffe in der Röntgendiagnostik und interventionellen Radiologie.'' 3. Aufl., Springer Verlag, Berlin / Heidelberg / Tokio / New York 2001, ISBN 3-540-41018-X.
* Wilfried Angerstein (Hrsg.): ''Grundlagen der Strahlenphysik und radiologischen Technik in der Medizin.'' Hoffmann, Berlin 5. neu bearb. A. 2005, ISBN 3-87344-123-3.
* Ulrich Mödder, Uwe Busch (Hrsg.): ''Die Augen des Professors. Wilhelm Conrad Röntgen – eine Kurzbiografie.'' Vergangenheitsverlag, Berlin 2008, ISBN 978-3-940621-02-3.
* Howard H. Seliger: ''Wilhelm Conrad Röntgen and the Glimmer of Light.'' Physics Today, November 1995, 25–31, [[doi:10.1063/1.881456]].


== Weblinks ==
== Weblinks ==
{{Wiktionary|röntgen}}
{{Commons|Neurotransmitter}}
{{Commonscat|X-rays|Röntgenstrahlung}}
{{Wikibooks|Elementarwissen medizinische Psychologie und medizinische Soziologie: Theoretisch-psychologische Grundlagen|Elementarwissen medizinische Psychologie und medizinische Soziologie}}
* [http://www.gesundheitpro.de/partner/surfmed/diagnose/bilder_und_kurven/roentgenuntersuchung Röntgenuntersuchung]
* Ben Best: [http://www.benbest.com/science/anatmind/anatmd10.html Brain Neurotransmitters] (auf Englisch)
* [http://www.neues-roentgen-museum.de/ Neues Deutsches Röntgen Museum]
* [http://www.jellinek.nl/brain/index.html Drogen und Gehirn] (auf Holländisch)
* [http://www.wilhelmconradroentgen.de/ Röntgen-Gedächtnisstätte Würzburg]
* [http://www.arndbaumann.de/veranst/gehirn/pdf/ntsynth.pdf Synthesewege von Neurotransmittern] (PDF-Datei; 1,4&nbsp;MB)
* {{Webarchiv | url=http://www.bfs.de/de/bfs/druck/strahlenthemen/STTH_Roentgen.pdf | wayback=20110812142202 | text=Röntgendiagnostik – schädlich oder nützlich?}} (PDF, 1,5&nbsp;MiB)


== Einzelnachweise ==
== Einzelnachweise ==
<references />
<references />


{{Normdaten|TYP=s|GND=4139158-5}}
{{Normdaten|TYP=s|GND=4041905-8}}


[[Kategorie:Radiologie]]
[[Kategorie:Zentrales Nervensystem]]
[[Kategorie:Knochen]]
[[Kategorie:Gehirn]]
[[Kategorie:Neurotransmitter|!]]
[[Kategorie:Molekularbiologie]]
[[Kategorie:Neurochemie]]


{{Wikipedia}}
{{Wikipedia}}

Version vom 31. Dezember 2017, 02:57 Uhr

Neurotransmitter sind Botenstoffe, die an chemischen Synapsen die Erregung von einer Nervenzelle auf andere Zellen übertragen (synaptische Transmission).

Sie werden im Zellkörper oder in der Endigung des Axons vom sendenden Neuron produziert und in Quanten freigesetzt.

Der Ausdruck Neurotransmitter ist abgeleitet von altgriech. νεῦρον neuron „Sehne, Nerv“ und lat. transmittere „hinüber schicken, übertragen“.

Wirkungsweise

Neurotransmitter sind Botenstoffe von Nervenzellen, mit denen die (präsynaptischen) elektrischen Signale eines Neurons an einer Synapse in chemische Signale umgebildet werden, die bei der nachgeordneten Zelle wieder (postsynaptische) elektrische Signale hervorrufen können.

In die präsynaptische Membranregion des Neurons fortgeleitete elektrische Impulse, Aktionspotentiale, veranlassen über kurzzeitigen Calciumeinstrom die Ausschüttung der Botenstoffe aus Vorratsspeichern, den synaptischen Vesikeln. Dieser Vorgang ist eine Exozytose: Durch Fusion der Vesikelmembranen mit der präsynaptischen Membran wird das je enthaltene Quantum an Transmittermolekülen in den (extrazellulären) synaptischen Spalt freigesetzt und gelangt per Diffusion zu den Rezeptoren auf der postsynaptischen Membran der nachgeschalteten Zelle.

Diese Membranproteine der subsynaptischen Region erkennen den jeweiligen Transmitter spezifisch an seiner molekularen räumlichen Struktur und Ladungsverteilung durch komplementäre Strukturen. Die Bindung eines Transmittermoleküls führt zur strukturellen Veränderung des Rezeptorproteins, wodurch direkt (ionotrop) oder mittelbar (metabotrop) bestimmte Ionenkanäle in dieser Region vorübergehend geöffnet werden.

Abhängig von der Zahl an Rezeptoren mit gebundenem Transmitter entstehen so Ionenströme verschiedener Stärke mit entsprechenden postsynaptischen Potentialdifferenzen (PSP). Diese sind nun – festgelegt über die Zuordnung von Rezeptoren in der Membran zu Ionenkanälen bestimmter Ionensorte – entweder depolarisierend, so dass sie als exzitatorisches postsynaptisches Potential (EPSP) eine Erregung der nachgeschalteten Zelle fördern bzw. zur Bildung eines Aktionspotentials führen, oder aber so, dass sie als inhibitorisches postsynaptisches Potential (IPSP) jene hemmen bzw. eine Erregung verhindern. Damit wird zwischen exzitatorischen und inhibitorischen Synapsen unterschieden.

Neben dem eigentlichen Neurotransmitter werden nicht selten noch Kotransmitter ausgeschüttet (Kotransmission), welche die Erregungsübertragung auf verschiedene Weise als Neuromodulatoren beeinflussen können. Die Bindung von Transmittern an Rezeptormoleküle ist in der Regel reversibel, nach Ablösung somit erneut möglich. Begrenzt wird ihre Wirkung nicht allein durch Diffusion, sondern durch enzymatische Spaltung (z. B. Cholinesterasen), Aufnahme in Gliazellen, präsynaptische Wiederaufnahme in das Neuron oder auch eine postsynaptische Internalisation samt Rezeptor (als Endozytose). Daneben ist postsynaptisch die prompte Inaktivation von Ionenkanälen (Desensitivierung) möglich. Weiterhin können präsynaptisch gelegene Autorezeptoren für den Transmitter dessen Freisetzung negativ rückgekoppelt beschränken. Darüber hinaus sind zahlreiche weitere präsynaptische Rezeptoren bekannt, überwiegend metabotrop G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, womit sich vielfältige Modifikationen synaptischer Übertragung ergeben.[1]

Für die Wirkung einer synaptischen Transmission ist nicht die präsynaptisch als Transmitter ausgeschüttete chemische Substanz entscheidend, sondern die postsynaptisch ausgebildete Empfänglichkeit der nachgeordneten Zelle. Beispielsweise ruft der gleiche Transmitter Acetylcholin im Skelettmuskel – vermittelt über ionotrope nikotinische NM-Cholinozeptoren – eine Depolarisation hervor, jedoch im Herzmuskel – vermittelt über metabotrope muskarinische M2-Cholinozeptoren – eine Hyperpolarisation. Im einen Fall führt dies zu einer Erregung von Skelettmuskelfasern, im anderen Fall zu einer Abnahme der Erregbarkeit von Herzmuskelzellen.[2]

Beispiele

Der wichtigste Transmitter im peripheren Nervensystem ist Acetylcholin, so nicht nur an der motorischen Endplatte von Muskelfasern, sondern auch im parasympathischen Teil des vegetativen Nervensystems sowie präganglionär im sympathischen Teil, postganglionär wird hier meist Noradrenalin ausgeschüttet (doch sind z. B. die Schweißdrüsen cholinerg innerviert).

Der wichtigste Neurotransmitter im zentralen Nervensystem (ZNS) ist Glutamat, mit erregender Wirkung; die wichtigsten Transmitter inhibitorischer Synapsen sind Gamma-Aminobuttersäure (GABA) und Glycin. Andere häufige Neurotransmitter sind Dopamin und Serotonin neben Acetylcholin und Noradrenalin, auch bei Synapsen im ZNS.

Chemische Zuordnung

Biochemisch betrachtet sind die meisten bekannten Neurotransmitter neben Acetylcholin (aus Cholin, cholinerge Übertragung) entweder

Daneben fungieren Phosphosester von Purinen wie AMP, ADP, ATP sowie UDP und UTP auch an Synapsen als (Ko-)Transmitter.[3]

Einteilung

Neurotransmitter können zunächst nach Stoffklassen eingeteilt werden.

Lösliche Gase

Biogene Amine

Aminosäuren

  • Inhibitorische Aminosäuretransmitter
  • Exzitatorische Aminosäuretransmitter

Neuropeptide

Endocannabinoide

Siehe auch

Weblinks

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Einzelnachweise

  1. ↑  Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopoulos: Taschenatlas Physiologie. 8. Auflage. Thieme, Stuttgart 2012, ISBN 978-3-13-567708-8, S. 58 und andere (eingeschränkte Vorschau in der Google Buchsuche).
  2. ↑  Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopoulos: Taschenatlas Physiologie. S. 86f (eingeschränkte Vorschau in der Google Buchsuche).
  3. ↑  Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopoulos: Taschenatlas Physiologie. S. 90f (eingeschränkte Vorschau in der Google Buchsuche).


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