Das Lambert-Eaton-Syndrom scheint durch zirkulierende Antikörper gegen spannungsgesteuerte Kalziumkanäle verursacht zu werden. Der Kalziumeintritt in die Nervenendigung während der Depolarisation ist reduziert, was zu einer Verringerung der Anzahl der freigesetzten Acetylcholinquanten führt.
Die spontane Freisetzung von Quanten durch Exozytose ist davon nicht betroffen. Daher kann bei wiederholter Stimulation das Endplattenpotenzial ansteigen, bevor schließlich ein Aktionspotenzial ausgelöst wird. Dies erklärt den anfänglichen Kraftanstieg während einer willentlichen Kontraktion.
Die Zellen des Tumors verfügen nachweislich über spannungsgesteuerte Kalziumkanäle. Es wird angenommen, dass die Assoziation des kleinzelligen Lungenkarzinoms mit dem Lambert-Eaton-Syndrom auf eine anfängliche Auto-Antikörper-Reaktion zurückzuführen ist, die die Kanäle auf den Tumorzellen blockiert, mit einer sekundären Blockade der normalen Nervenendigungen.
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