ACETILHOLIN: FUNKCIJE, SINTEZA, MEHANIZEM DELOVANJA - NEVROPSIHOLOGIJA - 2025

Acetilholin je nevrotransmiter v določenih sistemih in somatski živčni sistem ganglion sinapse v delovanju avtonomnega živčnega sistema. To je kemična snov, ki omogoča delovanje velikega števila nevronov in hkrati omogoča izvajanje različnih možganskih aktivnosti.

Acetilholin je bil prvi nevrotransmiter izoliran, zasnovan in za katerega je značilno, kar mnogi znanstveniki pravijo, da je "najstarejša" snov v možganih. Farmakološko ga je leta 1914 opisal Henry Hallet Delt, pozneje pa ga je Otto Loewi potrdil kot nevrotransmiter.

Molekularna struktura acetilholina

Glavna dejavnost acetilholina je na holinergičnem sistemu, ki je odgovoren za proizvodnjo in sintezo acetilholina. Glede svojih najpomembnejših učinkov poudarja krčenje mišic, gibanje, prebavne in nevroendokrine procese ter aktiviranje kognitivnih procesov, kot sta pozornost in vzburjenje.

Kako deluje acetilholin?

V možganih sesalcev se informacije med nevroni prenašajo preko kemikalije, imenovane nevrotransmiter. Ta snov se sprosti ob sinapsi kot odziv na določen dražljaj, ko pa se sprosti, prenese določene informacije na naslednji nevron.

Nevrotransmiter, ki ga izločajo, deluje na specializiranih in zelo selektivnih receptorskih mestih, zato, ker obstajajo različne vrste nevrotransmiterjev, vsak od njih deluje v določenih sistemih.

Holinergični nevron lahko proizvaja acetilholin (ne pa drugih vrst nevrotransmiterjev), prav tako lahko proizvaja specifične receptorje za acetilholin, ne pa za druge vrste nevrotransmiterjev.

Izmenjava informacij, ki jo izvaja acetilholin, poteka v specifičnih nevronih in sistemih, imenovanih holinergični.

Za delovanje acetilholina potrebuje oddajni nevron, ki proizvaja to snov, in receptorski nevron, da ustvari holinergični receptor, ki je sposoben prenašati acetilholin, ko se sprosti iz prvega nevrona. Na naslednji sliki si lahko ogledate, kako se acetilholin sprošča v mišične nevrotransmiterje:

Sinteza

Mikrografija nukleus bazalis Meynert, ki proizvaja acetilholin v centralnem živčnem sistemu. Vir: Nephron

Acetilholin se sintetizira iz holina, bistvenega hranila, ki ga telo ustvari. Holin se kopiči v holinergičnih nevronih skozi reakcijo z aktilnim CoA in pod encimskim vplivom holin acetiltransferaze.

Ti trije elementi najdemo v specifičnih predelih možganov, kjer se bo proizvajal acetilholin, zato acetilholin naredi nevrotransmiter, ki pripada določenemu sistemu, holinergičnemu sistemu.

Ko najdemo te tri snovi v nevronu, o katerem smo pravkar razpravljali, vemo, da je sestavljen iz holinergičnega nevrona in da bo ta nevron skozi interakcijo holina in ustreznih encimskih elementov ustvaril acetilholin.

Sinteza acetilholina poteka znotraj nevrona, natančneje v jedru celice. Ko je sintetiziran, acetilholin zapusti jedro nevrona in potuje skozi aksone in dendrite, torej dele nevrona, ki so odgovorni za komunikacijo in povezovanje z drugimi nevroni.

Izpustite

Molekule acetilholina. Vir: Ustvarjeno s podatkovnim nizom in brezplačnim programom Rasmol.

Že vemo, da je funkcija te snovi sestavljena iz povezovanja in komuniciranja specifičnih nevronov (holinergičnih) z drugimi specifičnimi nevroni (holinergični). Za izvedbo tega procesa mora biti acetilkolin, ki se nahaja znotraj nevrona, sproščen, da potuje do prejemniškega nevrona.

Da se acetilholin sprosti, potrebuje prisotnost dražljaja, ki motivira njegov izhod iz nevrona. Če akcijski potencial, ki ga izvaja drugi nevron, ni, acetilholin ne bo mogel zapustiti.

Da se acetilholin sprosti, mora akcijski potencial doseči živčni terminal, kjer se nahaja nevrotransmiter. Ko se to zgodi, isti akcijski potencial ustvari membranski potencial, dejstvo, ki motivira aktiviranje kalcijevih kanalov.

Zaradi elektrokemičnega gradienta nastane pritok kalcijevih ionov, ki omogoča odpiranje membranskih pregrad in sproščanje acetilholina.

Kot lahko vidimo, se sproščanje acetilholina odziva na kemične mehanizme v možganih, v katerih sodelujejo številne snovi in ​​različna molekularna dejanja.

Sprejemniki

Struktura nikotinskega receptorja. Vir: Opossum58

Ko se sprosti, acetilholin ostane v nobeni moški zemlji, torej je zunaj nevronov in je v intersinaptičnem prostoru. Da se sinapsa uresniči in da acetilholin izpolni svoje poslanstvo komuniciranja z zaporednim nevronom, je potrebna prisotnost snovi, znanih kot receptorji.

Receptorji so kemične snovi, katerih glavna funkcija je pretvorba signalov, ki jih oddaja nevrotransmiter. Ta postopek poteka selektivno, zato se na acetilholin ne odzovejo vsi receptorji.

Na primer, receptorji drugega nevrotransmiterja, kot je serotonin, ne bodo sprejemali signalov acetilholina, zato mora biti povezan z vrsto posebnih receptorjev.

Na splošno se receptorji, ki reagirajo na acetilholin, imenujejo holinergični receptorji. Najdemo lahko 4 glavne vrste holinergičnih receptorjev: receptorje za muskarinske agoniste, nikotinske agonistične receptorje, muskarinske antagonistične receptorje in nikotinske antagoniste.

Acetilholinske funkcije

Obdelava acetilholina ob sinapsi. Vir: Smedlib, ki temelji na izvirnem delu Pancrat

Acetilholin ima veliko funkcij tako na fizičnem kot na psihološkem ali možganskem nivoju. Ta nevrotransmiter je odgovoren za izvajanje osnovnih dejavnosti, kot sta gibanje ali prebava, hkrati pa sodeluje pri bolj zapletenih možganskih procesih, kot sta kognicija ali spomin.

Spodaj bomo pregledali glavne funkcije tega pomembnega nevrotransmiterja.

Motorne funkcije

Verjetno je najpomembnejša aktivnost acetilholina. Ta nevrotransmiter je odgovoren za ustvarjanje krčenja mišic, nadzor nad počivalnim potencialom črevesne mišice, povečanje proizvodnje trsov in modulacijo krvnega tlaka.

Mehko deluje kot vazodilatator v krvnih žilah in vsebuje določen sproščujoči dejavnik.

Nevroendokrine funkcije

Druga ključna vloga acetilholina je povečati izločanje vazopresina s spodbujanjem zadnjega režnja hipofize.

Vasopresin je peptidni hormon, ki nadzoruje reabsorpcijo molekul vode, zato je njegova proizvodnja ključnega pomena za nevroendokrini razvoj in delovanje.

Prav tako acetilholin zmanjša izločanje prolaktina v zadnjični hipofizi.

Parasimpatične funkcije

Acetilholin ima pomembno vlogo pri vnosu hrane in delovanju prebavnega sistema.

Ta nevrotransmiter je odgovoren za povečanje krvnega pretoka v prebavilih, zvišuje mišični tonus prebavil, poveča endokrino sekrecijo prebavil in zmanjšuje srčni utrip.

Senzorične funkcije

Kolinergični nevroni so del velikega naraščajočega sistema, zato sodelujejo tudi v senzoričnih procesih. Ta sistem se začne v možganskem steblu in inervira velika področja možganske skorje, kjer najdemo acetilholin.

Glavne senzorične funkcije, ki so povezane s tem nevrotransmiterjem, so v vzdrževanju zavesti, prenosu vizualnih informacij in zaznavanju bolečine.

Kognitivne funkcije

Pokazalo se je, da ima acetilholin kritično vlogo pri oblikovanju spomina, sposobnosti koncentracije ter razvoju pozornosti in logičnega sklepanja.

Ta nevrotransmiter zagotavlja zaščitne koristi in lahko omeji pojav kognitivnega upada. V resnici se je pokazalo, da je acetilholin glavna prizadeta snov pri Alzheimerjevi bolezni.

Sorodne bolezni

Pot acetilholina v centralnem živčnem sistemu. Vir: BruceBlaus

Acetilholin sodeluje pri različnih možganskih funkcijah, zato se lahko primanjkljaj teh snovi odraža v poslabšanju nekaterih zgoraj omenjenih dejavnosti.

Klinično so acetilholin povezali z dvema glavnima boleznima, Alzheimerjevo boleznijo in Parkinsonovo boleznijo.

Alzheimerjeve bolezni

Kar zadeva Alzheimerjevo bolezen, so leta 1976 ugotovili, da so bile v različnih regijah možganov bolnikov s to boleznijo ravni encima holin acetiltransferaze do 90% nižje od normalne.

Ta encim je ključnega pomena za proizvodnjo acetilholina, zato je bilo domnevno, da lahko Alzheimerjeva bolezen povzroči pomanjkanje te možganske snovi.

Trenutno je ta dejavnik glavni nazor za vzrok Alzheimerjeve bolezni in obsega velik del znanstvene pozornosti in raziskav, ki se izvajajo tako o bolezni kot o razvoju možnih načinov zdravljenja.

Parkinsonova

Glede Parkinsonove bolezni je povezava med vzrokom bolezni in acetilholinom manj jasna. Parkinsonova bolezen, ki prizadene predvsem gibanje, zato bi lahko acetilholin igral pomembno vlogo pri njegovi genezi.

Vzrok bolezni danes ni znan, poleg tega se zdi, da ima še en nevrotransmiter, kot je dopamin, pomembnejšo vlogo in večina zdravil za to patologijo se osredotoča na delovanje tega nevrotransmiterja.

Vendar pa tesna povezava med dopaminom in acetilholinom kaže, da je slednji tudi pomemben nevrotransmiter pri bolezni.

Reference

1. Perry E, Walker M, Grace J, Perry R. Acetilholin v mislih: nevrotransmiter korelat zavesti? TINS 1999; 22-6, 273-80.
2. McMahan UJ. Struktura in regulacija agrina. V: Koelle GB. Simpozij o holinergični sinapsi. Life Science, letnik 50. New York: Pergamon Press; 1992, str. 93–4.
3. Changeux JP, Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. Acetilholinski receptor: "alosterični" protein, ki sodeluje pri medcelični komunikaciji. Znanost 1984; 225: 1335-45.
4. Duclert A, Chengeux JP. Ekspresija gena za acetilholinski receptor na razvijajočem se živčno-mišičnem stičišču. Physiol Rev 1995; 75: 339-68.
5. Bosboom JL, Stoffers D, Wolters ECh. Vloga acetilholina in dopamina pri demenci in psihozi pri Parkinsonovi bolezni. J Nevronski prenos 2003; 65 (Suppl): 185–95.
6. Montgomery, SA in Corn, TH (Eds) Psihoparmakologija depresije Oxford University Press, Britansko združenje za psihofarmakologijo, Monografije št. 13, 1994.