Acetylkolin funksjoner, syntese, virkningsmekanisme

3077
Sherman Hoover

De acetylkolin Det er den spesifikke nevrotransmitteren i det somatiske nervesystemet og i ganglioniske synapser av det autonome nervesystemet. Det er et kjemisk stoff som tillater funksjon av et stort antall nevroner og samtidig tillater utførelse av forskjellige hjerneaktiviteter.

Acetylkolin var den første nevrotransmitteren som ble isolert, konseptualisert og preget av det mange forskere sier er det "eldste" stoffet i hjernen. Det ble farmakologisk beskrevet av Henry Hallet Delt i 1914 og senere bekreftet av Otto Loewi som en nevrotransmitter..

Molekylær struktur av acetylkolin

Hovedaktiviteten til acetylkolin faller på det kolinerge systemet, som er ansvarlig for å produsere og syntetisere acetylkolin. Når det gjelder de viktigste effektene, fremhever det muskelsammentrekning, bevegelse, fordøyelses- og nevroendokrine prosesser, og aktivering av kognitive prosesser som oppmerksomhet og opphisselse.

Artikkelindeks

  • 1 Hvordan fungerer acetylkolin?
  • 2 Syntese
  • 3 Slipp
  • 4 Mottakere
  • 5 Funksjoner av acetylkolin
    • 5.1 Motorfunksjoner
    • 5.2 Nevroendokrine funksjoner
    • 5.3 Parasympatiske funksjoner
    • 5.4 Sensoriske funksjoner
    • 5.5 Kognitive funksjoner
  • 6 Beslektede sykdommer
    • 6.1 Alzheimers
    • 6.2 Parkinsons
  • 7 Referanser

Hvordan fungerer acetylkolin?

I pattedyrets hjerne overføres informasjon mellom nevroner gjennom et kjemikalie som kalles en nevrotransmitter. Dette stoffet frigjøres ved synapsen som svar på en spesifikk stimulus og overfører viss informasjon til neste nevron når den frigjøres..

Nevrotransmitteren som utskilles virker på spesialiserte og svært selektive reseptorsider, og da det er forskjellige typer nevrotransmittere, virker hver av dem i visse systemer.

Et kolinergt nevron kan produsere acetylkolin (men ikke andre typer nevrotransmittere), det kan også produsere spesifikke reseptorer for acetylkolin, men ikke for andre typer nevrotransmittere.

Informasjonsutvekslingen utført av acetylkolin utføres i spesifikke nevroner og systemer kalt kolinerge..

For at acetylkolin skal virke, krever det et transmitterneuron som produserer dette stoffet og et reseptorneuron som produserer en kolinerg reseptor som er i stand til å transportere acetylkolin når det frigjøres fra det første nevronet. På det følgende bildet kan du se hvordan acetylkolin frigjøres til muskelneurotransmittere:

Syntese

Mikrografi av kjernen basalis av Meynert, som produserer acetylkolin i sentralnervesystemet. Kilde: Nephron [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Acetylkolin syntetiseres fra kolin, et viktig næringsstoff som genereres av kroppen. Kolin akkumuleres i kolinerge nevroner gjennom en reaksjon med actyl CoA og under enzymatisk påvirkning av kolinacetyltransferase..

Disse tre elementene finnes i de spesifikke områdene i hjernen der acetylkolin vil bli produsert, og det er derfor acetylkolin lager en nevrotransmitter som tilhører et spesifikt system, det kolinerge systemet..

Når vi finner disse tre stoffene i et nevron som vi nettopp har diskutert, vet vi at det består av et kolinergt neuron og at det vil produsere acetylkolin gjennom interaksjonen mellom kolin og de enzymatiske elementene som tilhører det..

Syntesen av acetylkolin foregår i nevronet, spesielt i cellekjernen. Når den er syntetisert, forlater acetylkolin kjernen i nevronet og beveger seg gjennom aksonet og dendrittene, det vil si de delene av nevronet som er ansvarlige for kommunikasjon og tilknytning til andre nevroner..

Utgivelse

Acetylkolin molekyler. Kilde: Laget med datasettet og gratisprogrammet Rasmol.

Vi vet allerede at funksjonen til dette stoffet er å assosiere og kommunisere spesifikke nevroner (kolinerge) med andre spesifikke nevroner (kolinerge). For å utføre denne prosessen må acetylkolin som finnes i nevronet frigjøres for å reise til reseptornevronet..

For at acetylkolin skal frigjøres, er tilstedeværelsen av en stimulus nødvendig for å motivere dens utgang fra nevronet. Hvis det ikke er noe handlingspotensial utført av et annet nevron, vil ikke acetylkolin være i stand til å forlate det.

For at acetylkolin skal frigjøres, må et handlingspotensial nå nerveterminalen der nevrotransmitteren er plassert. Når dette skjer, genererer det samme handlingspotensialet et membranpotensial, et faktum som motiverer aktivering av kalsiumkanaler..

På grunn av den elektrokjemiske gradienten, genereres en tilstrømning av kalsiumioner som gjør det mulig for membranbarrierer å åpne seg og acetylkolin kan frigjøres.

Som vi kan se, reagerer frigjøringen av acetylkolin på kjemiske mekanismer i hjernen der mange stoffer og forskjellige molekylære handlinger deltar..

Mottakere

Struktur av den nikotiniske reseptoren. Kilde: Opossum58 [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Når den er frigitt, forblir acetylkolin i ingenmannsland, det vil si at den er utenfor nevronene og er i det intersynaptiske rommet. For at synapsen skal bli laget og for at acetylkolin skal oppfylle sitt mål om å kommunisere med den påfølgende nevronen, er det nødvendig med tilstedeværelsen av stoffer kjent som reseptorer..

Reseptorer er kjemiske stoffer hvis hovedfunksjon er å overføre signalene som nevrotransmitteren sender ut. Denne prosessen gjøres selektivt, så ikke alle reseptorer reagerer på acetylkolin.

For eksempel vil ikke reseptorene til en annen nevrotransmitter som serotonin, plukke opp signalene fra acetylkolin, så for at den skal fungere, må den kobles til en serie spesifikke reseptorer.

Generelt kalles reseptorene som reagerer på acetylkolin kolinerge reseptorer. Vi kan finne 4 hovedtyper av kolinerge reseptorer: muskarinagonistreseptorer, nikotinagonistreseptorer, muskarine antagonistreseptorer og nikotinantagonistreseptorer..

Acetylkolin fungerer

Acetylkolinbehandling ved synaps. Kilde: Smedlib, basert på originalt arbeid av Pancrat [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Acetylkolin har mange funksjoner både på et fysisk nivå og på et psykologisk eller hjerne nivå. Denne nevrotransmitteren er ansvarlig for å utføre grunnleggende aktiviteter som bevegelse eller fordøyelse og deltar samtidig i mer komplekse hjerneprosesser som kognisjon eller minne.

Nedenfor ser vi på hovedfunksjonene til denne viktige nevrotransmitteren.

Motorfunksjoner

Det er sannsynligvis den viktigste aktiviteten til acetylkolin. Denne nevrotransmitteren er ansvarlig for å produsere muskelsammentrekning, kontrollere hvilepotensialet i tarmmuskelen, øke produksjonen av pigger og modulere blodtrykket.

Det fungerer på en mild måte som en vasodilator i blodårene og inneholder en viss avslappende faktor.

Nevroendokrine funksjoner

En annen grunnleggende funksjon av acetylkolin er å øke vasopressinsekresjonen ved å stimulere hypofysens bakre lobe..

Vasopressin er et peptidhormon som styrer reabsorpsjonen av vannmolekyler, så produksjonen er viktig for nevroendokrin utvikling og funksjon.

Likeledes reduserer acetylkolin prolaktinsekresjonen i bakre hypofysen..

Parasympatiske funksjoner

Acetylkolin har en relevant rolle i matinntaket og i fordøyelsessystemets funksjon.

Denne nevrotransmitteren er ansvarlig for å øke blodstrømmen i mage-tarmkanalen, øker mage-tarmens muskeltonus, øker gastrointestinale endokrine sekreter og reduserer hjertefrekvensen..

Sensoriske funksjoner

Kolinerge nevroner er en del av det store stigende systemet, så de deltar også i sensoriske prosesser. Dette systemet begynner i hjernestammen og innerverer store områder av hjernebarken der acetylkolin finnes..

De viktigste sensoriske funksjonene som har vært assosiert med denne nevrotransmitteren, ligger i vedlikehold av bevissthet, overføring av visuell informasjon og oppfatning av smerte..

Kognitive funksjoner

Acetylkolin har vist seg å spille en kritisk rolle i hukommelsesdannelsen, evnen til å konsentrere seg, og utviklingen av oppmerksomhet og logisk resonnement..

Denne nevrotransmitteren gir beskyttende fordeler og kan begrense forekomsten av kognitiv tilbakegang. Det har faktisk blitt vist at det viktigste stoffet som er rammet av Alzheimers sykdom er acetylkolin.

Beslektede sykdommer

Acetylkolinvei i sentralnervesystemet. Kilde: BruceBlaus [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Acetylkolin deltar i forskjellige hjernefunksjoner, så underskuddet til disse stoffene kan reflekteres i forverringen av noen av aktivitetene nevnt ovenfor..

Klinisk har acetylkolin vært assosiert med to hovedsykdommer, Alzheimers sykdom og Parkinsons sykdom..

Alzheimers

Når det gjelder Alzheimers, ble det i 1976 funnet at det i forskjellige hjernegrupper hos pasienter med denne sykdommen var nivåer av enzymet kolinacetyltransferase som var opptil 90% lavere enn normalt..

Dette enzymet er viktig for produksjonen av acetylkolin, og det ble derfor antatt at Alzheimers sykdom kan være forårsaket av mangelen på dette hjernestoffet..

For tiden er denne faktoren den viktigste ledetråden som peker på årsaken til Alzheimers og omfatter mye av den vitenskapelige oppmerksomheten og forskningen som utføres både på sykdommen og på utvikling av mulige behandlinger..

Parkinsons

Når det gjelder Parkinsons, er sammenhengen mellom sykdomsårsaken og acetylkolin mindre klar. Parkinsons er en sykdom som hovedsakelig påvirker bevegelse, og det er grunnen til at acetylkolin kan spille en viktig rolle i oppstarten.

Årsaken til sykdommen er ukjent i dag, og i tillegg ser en annen nevrotransmitter som dopamin ut til å spille en viktigere rolle, og de fleste medikamenter for denne patologien fokuserer på funksjonen til denne nevrotransmitteren..

Imidlertid antyder det nære forholdet mellom dopamin og acetylkolin at sistnevnte også er en viktig nevrotransmitter i sykdommen..

Referanser

  1. Perry E, Walker M, Grace J, Perry R. Acetylcholine i tankene: en nevrotransmitter korrelasjon av bevissthet? TINS 1999; 22-6, 273-80.
  2. McMahan UJ. Strukturen og reguleringen av agrin. I: Koelle GB. Symposium om kolinerg synaps. Life Science, bind 50. New York: Pergamon Press; 1992, s. 93-4.
  3. Changeux JP, Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. Acetylkolinreseptoren: et "allosterisk" protein engasjert i intracellulær kommunikasjon. Vitenskap 1984; 225: 1335-45.
  4. Duclert A, Chengeux JP. Acetylkolinreseptorgenuttrykk ved det utviklende nevromuskulære krysset. Physiol Rev 1995; 75: 339-68.
  5. Bosboom JL, Stoffers D, Wolters ECh. Rollen til acetylkolin og dopamin i demens og psykose i Parkinsons sykdom. J Neural Transm 2003; 65 (Suppl): 185-95.
  6. Montgomery, S.A. og Corn, T.H. (Eds) Psychopharmacology of Depression Oxford University Press, British Association for Psychopharmacology, Monographs No. 13, 1994.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.