Eine neuromuskuläre Verbindung ist ein Ort im Körper, an dem die Axone der motorischen Nerven auf den Muskel treffen und ihnen ermöglichen, Nachrichten vom Gehirn zu übertragen, die dazu führen, dass sich der Muskel zusammenzieht und entspannt. Jeder Organismus hat Tausende dieser Verbindungen, die die Bewegungen des Körpers steuern und das Herz zum Schlagen bringen. Es ist nur ein Beispiel für viele Verbindungen zwischen Nerven und anderen Körperteilen, die zu einem erfolgreich funktionierenden Organismus führen.
Neuronen oder Nervenzellen sind speziell entwickelte Zellen, die mithilfe von Chemikalien, sogenannten Neurotransmittern, kommunizieren. Je nach Zelltyp werden spezifische Neurotransmitter entwickelt, um eine Reaktion zu stimulieren, vorausgesetzt, dass ein Rezeptor vorhanden ist. Neben einem Körper haben Neuronen auch einen langen Schwanz, der als Axon bezeichnet wird und in Dendriten endet, einem Bündel von Fasern, das Chemikalien an das nächste Neuron übertragen kann. Im Fall einer neuromuskulären Verbindung kann ein Neuron viele Muskelzellen kontrollieren, aber jede Muskelzelle reagiert nur auf ein Neuron.
An dieser Verbindungsstelle trifft das Motoneuron an einem Axionterminal auf Muskelgewebe. Die Oberfläche der Muskelfaser bildet kleine geriffelte Falten, in denen das Axonende ruhen kann. In diesen Falten befinden sich Vertiefungen mit Acetylcholinrezeptoren. Das Neuron bildet synaptische Vesikel, die mit Acetylcholin gefüllt sind. Sie ähneln kleinen Glühbirnen, die den Neurotransmitter freisetzen, wenn sich der Muskel zusammenziehen muss.
Die neuromuskuläre Verbindung ist lebenswichtig und beginnt sich früh in der fetalen Entwicklung zu bilden. Bei der Entwicklung von Motoneuronen wird ein Protein namens Agrin gebildet. Dies stimuliert die Bildung einer muskelspezifischen Kinase, die auf der Oberfläche der Muskelfaser Rezeptoren für Acetylcholin aufbaut. Auf diese Weise wird die Verbindung gebildet, wobei das Neuron selbst die für die Entwicklung benötigte Chemikalie abgibt.
Verschiedene Bedingungen können an diesen Stellen zu Fehlfunktionen führen, die zum Verlust der Muskelkontrolle führen. Letztendlich kann ein Mangel an Muskelkontrolle zum Tod führen, wenn er schwerwiegend ist, da der größte Muskel des Körpers, das Herz, aufhören könnte zu schlagen. Die häufigste Erkrankung dieser Art ist Myasthenia gravis, die durch eine Autoimmunreaktion gegen Acetylcholinrezeptoren verursacht wird. Infolgedessen können Motoneuronen die Chemikalie nicht an die Muskeln weiterleiten, was zu Muskelschwäche und einem letztendlichen Kontrollverlust führt.
Myasthenia gravis ist tendenziell stärker entlang der Skelettmuskulatur konzentriert und macht sich besonders im Gesicht bemerkbar. Darüber hinaus hemmen einige Toxine wie Botulinum die Freisetzung von Acetylcholin, was zu Muskellähmung führt.