Funkcja i mechanizm działania acetylocholiny

The acetylocholina jest specyficznym neuroprzekaźnikiem w układach somatycznego układu nerwowego i w zwojach synaps autonomicznego układu nerwowego.

Jest to substancja chemiczna, która pozwala na działanie dużej liczby neuronów, a jednocześnie umożliwia wykonywanie różnych czynności mózgu.

Był to pierwszy wyizolowany, konceptualizowany i scharakteryzowany neuroprzekaźnik, ponieważ według wielu naukowców jest to najbardziej „stara” substancja mózgu.

Acetylocholina została opisana farmakologicznie przez Henry'ego Halleta Delta w 1914 r., A następnie potwierdzona przez Otto Loewi jako neuroprzekaźnik.

Główna aktywność acetylocholiny leży w układzie cholinergicznym, który jest odpowiedzialny za produkcję i syntezę acetylocholiny.

Jeśli chodzi o najważniejsze efekty, podkreśla skurcze mięśni, ruch, procesy trawienne i neuroendokrynne oraz aktywację procesów poznawczych, takich jak uwaga i pobudzenie.

Jak działa acetylocholina?

Jak widzieliśmy, w mózgu ssaków informacja między neuronami jest przekazywana przez substancję chemiczną zwaną neuroprzekaźnikiem.

Substancja ta jest uwalniana w synapsie w odpowiedzi na określony bodziec i po uwolnieniu przekazuje pewną informację do następnego neuronu.

Wydzielany neuroprzekaźnik działa w wyspecjalizowanych i wysoce selektywnych miejscach receptorowych, w ten sposób, ponieważ istnieją różne typy neuroprzekaźników, z których każdy działa w pewnych systemach.

Zatem neuron cholinergiczny może wytwarzać acetylocholinę (ale nie inne typy neuroprzekaźników), podobnie neuron cholinergiczny może wytwarzać specyficzne receptory dla acetylocholiny, ale nie dla innych typów neuroprzekaźników.

Tak więc wymiana informacji przeprowadzana przez acetylocholinę zachodzi w neuronach i niektórych układach i nazywana jest cholinergiczną.

Aby acetylocholina działała, potrzebny jest neuron transmisyjny, który wytwarza tę substancję i neuron receptorowy, który wytwarza receptor cholinergiczny zdolny do transportu acetylocholiny, gdy jest uwalniany z pierwszego neuronu.

Jak syntetyzuje się acetylocholina?

Acetylocholina jest syntetyzowana z choliny, niezbędnego składnika odżywczego wytwarzanego przez organizm.

Cholina gromadzi się w neuronach cholinergicznych poprzez reakcję z Actil CoA i pod wpływem enzymatycznym acetylotransferazy choliny.

Te trzy pierwiastki znajdują się w określonych obszarach mózgu, w których wytwarzana będzie acetylocholina, dlatego acetylocholina tworzy neuroprzekaźnik należący do określonego układu, układu cholinergicznego..

Kiedy w neuronie znajdujemy te trzy substancje, które właśnie skomentowaliśmy, wiemy, że składa się z neuronu cholinergicznego i że będzie produkował acetylocholinę poprzez oddziaływanie choliny i należących do niej elementów enzymatycznych..

Synteza acetylocholiny odbywa się wewnątrz neuronu, a konkretnie w jądrze komórki.

Po syntezie acetylocholina opuszcza jądro neuronu i przemieszcza się przez akson i dendryty, czyli części neuronu odpowiedzialne za komunikację i skojarzenie z innymi neuronami.

Uwalnianie acetylocholiny

Jak dotąd widzieliśmy, co to jest, jak działa i jak wytwarzana jest acetylocholina w ludzkim mózgu.

Wiemy więc już, że funkcją tej substancji jest kojarzenie i przekazywanie określonych neuronów (cholinergicznych) z innymi specyficznymi neuronami (cholinergicznymi).

Aby wykonać ten proces, acetylocholina znajdująca się w neuronie musi zostać uwolniona, aby podróżować do neuronu odbierającego.

Aby uwolnić acetylocholinę, wymagana jest obecność bodźca, który motywuje jej wyjście z neuronu.

W ten sposób, jeśli nie ma potencjału czynnościowego realizowanego przez inny neuron, acetylocholina nie będzie mogła wyjść.

I że uwalnianie acetylocholiny, potencjał czynnościowy musi dotrzeć do zakończenia nerwowego, w którym znajduje się neuroprzekaźnik.

Gdy tak się dzieje, ten sam potencjał działania generuje potencjał błonowy, co motywuje aktywację kanałów wapniowych.

Ze względu na gradient elektrochemiczny generowany jest napływ jonów wapnia, który umożliwia otwarcie barier błonowych i uwolnienie acetylocholiny.

Jak widzimy, uwalnianie acetylocholiny reaguje na mechanizmy chemiczne mózgu, w których uczestniczy wiele substancji i różne działania molekularne.

Receptory acetylocholiny

Po uwolnieniu acetylocholina pozostaje w ziemi niczyjej, to znaczy znajduje się poza neuronami i znajduje się w przestrzeni międzysynaptycznej.

Tak więc, aby synapsę można było wykonać, a acetylocholina spełniła swoją misję komunikacji z kolejnym neuronem, wymagana jest obecność substancji znanych jako receptory.

Receptory są substancjami chemicznymi, których główną funkcją jest transdukcja sygnałów emitowanych przez neuroprzekaźnik.

Jak widzieliśmy wcześniej, proces ten odbywa się selektywnie, więc nie wszyscy odbiorcy reagują na acetylocholinę.

Na przykład, receptory innego neuroprzekaźnika, takiego jak serotonina, nie będą wychwytywać sygnałów acetylocholiny, dzięki czemu mogą działać w połączeniu z szeregiem specyficznych receptorów.

Ogólnie receptory reagujące na acetylocholinę nazywane są receptorami cholinergicznymi..

Możemy znaleźć 4 główne typy receptorów cholinergicznych: receptory agonistów muskarynowych, receptory agonistów nikotynowych, receptory antagonistów muskarynowych i antagoniści receptora nikotynowego..

Funkcje acetylocholiny

Acetylocholina pełni wiele funkcji zarówno fizycznie, jak i psychicznie lub mózgowo.

W ten sposób ten neuroprzekaźnik jest odpowiedzialny za podstawowe czynności, takie jak ruch lub trawienie, a jednocześnie uczestniczy w bardziej złożonych procesach mózgu, takich jak procesy poznawcze lub pamięć.

Poniżej przeglądamy główne funkcje tego ważnego neuroprzekaźnika.

1- Funkcje silnika

Jest to prawdopodobnie najważniejsza aktywność acetylocholiny.

Ten neuroprzekaźnik jest odpowiedzialny za wytwarzanie skurczu mięśni, kontrolowanie potencjału spoczynkowego mięśnia jelitowego, zwiększanie produkcji skoków i modulowanie ciśnienia krwi.

Działa łagodnie jako środek rozszerzający naczynia krwionośne i zawiera pewien czynnik relaksujący.

2- Funkcje neuroendokrynne

Inną podstawową funkcją acetylocholiny jest zwiększenie wydzielania wazopresyny przez stymulację tylnego płata przysadki mózgowej..

Wazopresyna jest hormonem peptydowym, który kontroluje reabsorpcję cząsteczek wody, dlatego jej wytwarzanie ma zasadnicze znaczenie dla funkcjonowania i rozwoju neuroendokrynnego.

Podobnie acetylocholina zmniejsza wydzielanie prolaktyny w tylnym przysadce mózgowej.

3- Funkcje przywspółczulne

Acetylocholina odgrywa istotną rolę w przyjmowaniu pokarmu i funkcjonowaniu układu pokarmowego.

Ten neuroprzekaźnik jest odpowiedzialny za zwiększenie przepływu krwi w przewodzie pokarmowym, zwiększenie napięcia mięśniowego przewodu pokarmowego, zwiększenie wydzielania hormonalnego przewodu pokarmowego i zmniejszenie częstości akcji serca.

4- Funkcje sensoryczne

Neurony cholinergiczne są częścią dużego systemu wstępującego, więc uczestniczą także w procesach zmysłowych.

System ten zaczyna się w pniu mózgu i unerwia duże obszary kory mózgowej, w których znajduje się acetylocholina.

Główne funkcje sensoryczne związane z tym neuroprzekaźnikiem leżą w utrzymaniu świadomości, przekazywaniu informacji wizualnej i postrzeganiu bólu.

5- Funkcje poznawcze

Wykazano, jak acetylocholina odgrywa kluczową rolę w tworzeniu wspomnień, zdolności koncentracji i rozwoju uwagi i logicznego rozumowania.

Ten neuroprzekaźnik zapewnia korzyści w zakresie ochrony i może ograniczyć pojawienie się zaburzeń poznawczych.

W rzeczywistości wykazano, że acetylocholina jest główną substancją dotkniętą chorobą Alzheimera..

Powiązane choroby

Jak widzieliśmy, acetylocholina uczestniczy w różnych funkcjach mózgu, więc niedobór tych substancji może znaleźć odzwierciedlenie w pogorszeniu niektórych działań omówionych powyżej.

Klinicznie acetylocholina jest związana z dwoma głównymi chorobami, chorobą Alzheimera i chorobą Parkinsona.

Alzheimer

Jeśli chodzi o chorobę Alzheimera, w 1976 roku stwierdzono, że w różnych regionach mózgu pacjentów z tą chorobą poziomy enzymu acetylotransferazy choliny były do ​​90% niższe niż normalnie.

Jak widzieliśmy, enzym ten jest niezbędny do produkcji acetylocholiny, więc postulowano, że choroba Alzheimera może być spowodowana niedoborem tej substancji mózgowej.

Obecnie czynnik ten jest główną wskazówką wskazującą na przyczynę choroby Alzheimera i obejmuje znaczną część uwagi naukowej i badań prowadzonych zarówno na temat choroby, jak i przygotowania możliwych zabiegów.

Parkinson

Jeśli chodzi o chorobę Parkinsona, związek między przyczyną choroby a acetylocholiną przedstawiono w mniej jasny sposób.

Choroba Parkinsona jest chorobą, która głównie wpływa na ruch, dlatego acetylocholina może odgrywać ważną rolę w jej genezie.

Jednak przyczyna choroby nie jest dziś znana, a ponadto inny neuroprzekaźnik, taki jak dopamina, odgrywa większą rolę, a większość leków na ten stan skupia się na funkcji tego neuroprzekaźnika..

Jednak ścisły związek między dopaminą i acetylocholiną sugeruje, że ten ostatni jest również ważnym neuroprzekaźnikiem w chorobie.

Co to jest neuroprzekaźnik?

Neuroprzekaźniki są biomolekułami, które przekazują informacje z jednego neuronu do kolejnego kolejnego neuronu.

Mózg jest pełen neuronów, które umożliwiają aktywność mózgu, jednak muszą być w stanie komunikować się ze sobą, aby wykonywać swoje funkcje.

W ten sposób neuroprzekaźniki są kluczowymi substancjami mózgu, które umożliwiają ich aktywność i funkcjonalność.

Transmisja informacji między jednym neuronem a innym odbywa się poprzez synapsę, to znaczy poprzez transport informacji między neuronem nadawczym a neuronem odbiorczym (lub komórką).

Dlatego synapsę tworzą neuroprzekaźniki, ponieważ to właśnie te substancje umożliwiają wymianę informacji.

Jak działa neuroprzekaźnik?

Gdy nastąpi synapsa, neuroprzekaźnik jest uwalniany przez pęcherzyki na końcu neuronu presynaptycznego (tego, który emituje informacje).

W ten sposób neuroprzekaźniki znajdują się wewnątrz neuronu i kiedy chcą się komunikować z innym, zostają uwolnione.

Po uwolnieniu neuroprzekaźnik przecina przestrzeń synaptyczną i działa poprzez zmianę potencjału działania w następnym neuronie, to znaczy modyfikuje fale porażenia elektrycznego neuronu, z którym chce się komunikować.

Dlatego za pomocą fali, która uwalnia neuroprzekaźnik, gdy znajduje się poza neuronem, możliwe jest wzbudzenie lub zahamowanie (w zależności od rodzaju neuroprzekaźnika) następującego neuronu.

Referencje

1. Perry E, Walker M., Grace J., Perry R. Acetylcholine w umyśle: neurotransmiter koreluje ze świadomością? TINS 1999; 22-6, 273-80.

2. McMahan UJ. Struktura i regulacja agryny. W: Koelle GB. Sympozjum na temat synapsy cholinergicznej. Life Science, t. 50. Nowy Jork: Pergamon Press; 1992, str. 93-4.

3. Changeux JP, Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. Receptor acetylocholiny: „allosteryczne” białko zaangażowane w komunikację wewnątrzkomórkową. Science 1984; 225: 1335-45.

4. Duclert A, Chengeux JP. Ekspresja genu receptora acetylocholinowego w rozwijającym się połączeniu nerwowo-mięśniowym. Physiol Rev 1995; 75: 339-68.

5. Bosboom JL, Stoffers D, Wolters ECh. Rola acetylocholiny i dopaminy w demencji i psychozie w chorobie Parkinsona. J Neural Transm 2003; 65 (Suppl): 185-95.

6. Montgomery, S.A. i Corn, T.H. (Red.) Psychofarmakologia depresji Oxford University Press, British Association for Psychopharmacology, Monographs No. 13, 1994.