АЦЕТИЛХОЛИН: ФУНКЦИИ, СИНТЕЗ, МЕХАНИЗЪМ НА ДЕЙСТВИЕ - НЕВРОПСИХОЛОГИЯ - 2025

На ацетилхолин е невротрансмитер в специфични системи и соматична нервна система ганглий синапса на вегетативната нервна система. Това е химическо вещество, което позволява на голям брой неврони да функционират и в същото време позволява извършването на различни мозъчни дейности.

Ацетилхолинът е първият невротрансмитер, изолиран, концептуализиран и характеризиран от това, което много учени казват, че е "най-старото" вещество в мозъка. Той е описан фармакологично от Хенри Халлет Делт през 1914 г. и по-късно е потвърден от Ото Лоеви като невротрансмитер.

Ацетилхолин молекулярна структура

Основната дейност на ацетилхолина спада върху холинергичната система, която е отговорна за производството и синтеза на ацетилхолин. Що се отнася до най-важните му ефекти, той подчертава мускулните съкращения, движението, храносмилателните и невроендокринните процеси и активирането на когнитивните процеси като внимание и възбуда.

Как действа ацетилхолинът?

В мозъка на бозайниците информацията между невроните се предава чрез химикал, наречен невротрансмитер. Това вещество се освобождава при синапса в отговор на конкретен стимул и когато се освобождава, предава определена информация на следващия неврон.

Невротрансмитерите, които се секретират, действат на специализирани и силно селективни рецепторни сайтове, следователно, тъй като има различни видове невротрансмитери, всеки от тях действа в определени системи.

Холинергичният неврон може да произвежда ацетилхолин (но не и други видове невротрансмитери), също така може да произвежда специфични рецептори за ацетилхолин, но не и за други видове невротрансмитери.

Обменът на информация, осъществяван от ацетилхолин, се осъществява в специфични неврони и системи, наречени холинергични.

За да действа ацетилхолинът, той изисква предавателният неврон да произвежда това вещество и рецепторен неврон, за да произведе холинергичен рецептор, който е способен да транспортира ацетилхолин при освобождаването му от първия неврон. В следващото изображение можете да видите как ацетилхолинът се отделя на мускулните невротрансмитери:

синтез

Микрография на ядрото базалис на Meynert, което произвежда ацетилхолин в централната нервна система. Източник: Нефрон

Ацетилхолинът се синтезира от холин, основно хранително вещество, генерирано от организма. Холинът се натрупва в холинергични неврони чрез реакция с актил CoA и под ензимното влияние на холин ацетилтрансферазата.

Тези три елемента се намират в специфичните региони на мозъка, където ще се произвежда ацетилхолин, поради което ацетилхолинът прави невротрансмитер, принадлежащ към определена система, холинергична система.

Когато открием тези три вещества в неврон, който току-що обсъдихме, знаем, че той се състои от холинергичен неврон и че този неврон ще произвежда ацетилхолин чрез взаимодействието на холин и съответните ензимни елементи.

Синтезът на ацетилхолин се осъществява в неврона, по-специално в ядрото на клетката. Веднъж синтезиран, ацетилхолинът напуска ядрото на неврона и пътува през аксона и дендритите, тоест частите на неврона, които са отговорни за комуникацията и асоциацията с други неврони.

пускане

Ацетилхолинови молекули. Източник: Създаден с набора от данни и безплатната програма Rasmol.

Вече знаем, че функцията на това вещество се състои в свързване и комуникация на специфични неврони (холинергични) с други специфични неврони (холинергични). За да се извърши този процес, ацетилхолинът, намиращ се в неврона, трябва да бъде освободен, за да премине към реципиентния неврон.

За да бъде освободен ацетилхолинът, е необходимо наличието на стимул, който мотивира излизането му от неврона. Ако потенциал за действие, осъществяван от друг неврон, няма, ацетилхолинът няма да може да напусне.

За да бъде освободен ацетилхолинът, потенциалът за действие трябва да достигне до нервния терминал, където се намира невротрансмитерът. Когато това се случи, същият потенциал за действие генерира мембранен потенциал, факт, който мотивира активирането на калциевите канали.

Благодарение на електрохимичния градиент се генерира приток на калциеви йони, който позволява отварянето на мембранните бариери и ацетилхолинът може да се освободи.

Както виждаме, отделянето на ацетилхолин отговаря на химичните механизми в мозъка, в които участват много вещества и различни молекулни действия.

Приемници

Структура на никотиновия рецептор. Източник: Opossum58

Веднъж освободен, ацетилхолинът остава в ничия земя, тоест е извън невроните и е в интерсинаптичното пространство. За да може синапсът да бъде реализиран и ацетилхолинът да изпълни мисията си за комуникация с последователния неврон, е необходимо наличието на вещества, известни като рецептори.

Рецепторите са химични вещества, чиято основна функция е да преобразуват сигналите, излъчвани от невротрансмитера. Този процес се извършва избирателно, така че не всички рецептори реагират на ацетилхолин.

Например рецепторите на друг невротрансмитер като серотонин няма да приемат сигналите на ацетилхолин, така че за да работи той трябва да бъде свързан с поредица от специфични рецептори.

По принцип рецепторите, които реагират на ацетилхолин, се наричат ​​холинергични рецептори. Можем да открием 4 основни типа холинергични рецептори: рецептори на мускаринови агонисти, рецептори за никотинови агонисти, рецептори на мускаринови антагонисти и рецептори за никотинови антагонисти.

Ацетилхолинови функции

Обработка на ацетилхолин при синапс. Източник: Smedlib, базиран на оригинално произведение на Pancrat

Ацетилхолинът има много функции както на физическо ниво, така и на психологическо или мозъчно ниво. Този невротрансмитер е отговорен за извършването на основни дейности като движение или храносмилане и в същото време участва в по-сложни мозъчни процеси като познание или памет.

По-долу разглеждаме основните функции на този важен невротрансмитер.

Функции на двигателя

Това е може би най-важната активност на ацетилхолин. Този невротрансмитер е отговорен за производството на мускулна контракция, контролиране на почивния потенциал на чревния мускул, увеличаване на производството на шипове и модулиране на кръвното налягане.

Действа меко като вазодилататор в кръвоносните съдове и съдържа определен релаксиращ фактор.

Невроендокринни функции

Друга ключова роля на ацетилхолина е да повишава секрецията на вазопресин чрез стимулиране на задния лоб на хипофизата.

Вазопресин е пептиден хормон, който контролира реабсорбцията на водните молекули, така че производството му е жизненоважно за развитието и функционирането на невроендокринната система.

По същия начин ацетилхолинът намалява секрецията на пролактин в задната част на хипофизата.

Парасимпатикови функции

Ацетилхолинът играе важна роля при приема на храна и във функционирането на храносмилателната система.

Този невротрансмитер е отговорен за увеличаване на притока на кръв в стомашно-чревния тракт, повишава стомашно-чревния мускулен тонус, увеличава стомашно-чревния ендокринен секрет и намалява сърдечната честота.

Сензорни функции

Холинергичните неврони са част от голямата възходяща система, така че те също участват в сетивните процеси. Тази система започва в мозъчния ствол и инервира големи зони от мозъчната кора, където се намира ацетилхолин.

Основните сензорни функции, които са свързани с този невротрансмитер, се крият в поддържането на съзнанието, предаването на визуална информация и възприемането на болка.

Когнитивните функции

Доказано е, че ацетилхолинът играе критична роля във формирането на паметта, способността за концентрация и развитието на вниманието и логическите разсъждения.

Този невротрансмитер осигурява защитни ползи и може да ограничи появата на когнитивен спад. Всъщност ацетилхолинът е показано основното засегнато вещество при болестта на Алцхаймер.

Свързани заболявания

Ацетилхолинов път в централната нервна система. Източник: BruceBlaus

Ацетилхолинът участва в различни мозъчни функции, така че дефицитът на тези вещества може да се отрази в влошаването на някои от дейностите, обсъдени по-горе.

Клинично ацетилхолинът е свързан с две основни заболявания, болестта на Алцхаймер и болестта на Паркинсон.

Алцхаймер

По отношение на болестта на Алцхаймер, през 1976 г. беше установено, че в различни региони на мозъка на пациенти с това заболяване, има нива на ензима холин ацетилтрансфераза до 90% по-ниски от нормалното.

Този ензим е жизненоважен за производството на ацетилхолин, поради което се прие, че болестта на Алцхаймер може да бъде причинена от дефицита на това мозъчно вещество.

В момента този фактор е основната улика за причината за болестта на Алцхаймер и обхваща голяма част от научното внимание и изследвания, които се провеждат както върху болестта, така и върху развитието на възможните лечения.

Паркинсон

По отношение на Паркинсон, връзката между причинителя на заболяването и ацетилхолин е по-малко ясна. Паркинсон е заболяване, което засяга главно движението, поради което ацетилхолинът може да играе важна роля в неговия генезис.

Причината за заболяването е неизвестна днес и в допълнение, друг невротрансмитер като допамин изглежда играе по-важна роля и повечето лекарства за тази патология се фокусират върху функцията на този невротрансмитер.

Въпреки това, тясната връзка между допамин и ацетилхолин предполага, че последният също е важен невротрансмитер при заболяването.

Препратки

1. Пери Е, Уокър М, Грейс Дж, Пери Р. Ацетилхолин в ума: невротрансмитер корелат на съзнанието? TINS 1999; 22-6, 273-80.
2. McMahan UJ. Структурата и регулирането на агрина. В: Koelle GB. Симпозиум за холинергичния синапс. Life Science, том 50. Ню Йорк: Pergamon Press; 1992, с. 93-4.
3. Changeux JP, Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. Ацетилхолиновият рецептор: "алостеричен" протеин, участващ в междуклетъчната комуникация. Science 1984; 225: 1335-45.
4. Duclert A, Chengeux JP. Експресия на гена на ацетилхолиновия рецептор в развиващия се нервно-мускулен възел. Physiol Rev 1995; 75: 339-68.
5. Bosboom JL, Stoffers D, Wolters ECh. Ролята на ацетилхолин и допамин при деменция и психоза при болестта на Паркинсон. J Neural Transm 2003; 65 (Suppl): 185-95.
6. Montgomery, SA и Corn, TH (Eds) Психофармакология на депресията Oxford University Press, Британска асоциация за психофармакология, Монографии № 13, 1994.