ACETILCHOLINAS: FUNKCIJOS, SINTEZĖ, VEIKIMO MECHANIZMAS - NEUROPSICHOLOGIJA - 2025

Acetilcholino yra specialiose sistemų neuromediatorių ir somatinių nervų sistemos mazgas Synapse iš autonominės nervų sistemos. Tai cheminė medžiaga, leidžianti funkcionuoti daugybei neuronų ir tuo pačiu leidžianti atlikti įvairią smegenų veiklą.

Acetilcholinas buvo pirmasis neurotransmiteris, išskirtas, konceptualizuotas ir pasižymėjęs tuo, kas, pasak daugelio mokslininkų, yra „seniausia“ medžiaga smegenyse. Jį farmakologiškai aprašė Henry Hallet Delt 1914 m., O vėliau Otto Loewi patvirtino kaip neuromediatorių.

Acetilcholino molekulinė struktūra

Pagrindinis acetilcholino aktyvumas priklauso nuo cholinerginės sistemos, kuri yra atsakinga už acetilcholino gamybą ir sintezę. Kalbant apie svarbiausią poveikį, jis pabrėžia raumenų susitraukimą, judėjimą, virškinimo ir neuroendokrininius procesus bei pažintinių procesų, tokių kaip dėmesys ir susijaudinimas, aktyvavimą.

Kaip veikia acetilcholinas?

Žinduolių smegenyse informacija tarp neuronų perduodama per cheminę medžiagą, vadinamą neurotransmiteriu. Ši medžiaga sinapsėje išsiskiria reaguodama į tam tikrą stimulą, o išleidusi tam tikrą informaciją perduoda į kitą neuroną.

Išskiriamas neuromediatorius veikia specializuotose ir labai selektyviose receptorių vietose, taigi, kadangi yra įvairių tipų neurotransmiterių, kiekvienas iš jų veikia tam tikrose sistemose.

Cholinerginis neuronas gali gaminti acetilcholiną (bet ne kitus neurotransmiterių tipus), taip pat jis gali gaminti specifinius acetilcholino receptorius, bet ne kitų tipų neurotransmiterius.

Keitimasis informacija, atliekamas acetilcholino, atliekamas specialiuose neuronuose ir sistemose, vadinamose cholinerginiais.

Kad acetilcholinas veiktų, reikalingas siųstuvas neuronas, kad būtų pagaminta ši medžiaga, ir receptoriaus neuronas, kad būtų galima sukurti cholinerginį receptorių, galintį pernešti acetilcholiną, kai jis išsiskiria iš pirmojo neurono. Šiame paveikslėlyje galite pamatyti, kaip acetilcholinas išsiskiria iš raumenų neuromediatorių:

Sintezė

Meynert branduolio, kuris centrinėje nervų sistemoje gamina acetilcholiną, branduolio mikrografas. Šaltinis: Nephron

Acetilcholinas sintetinamas iš cholino - būtinos organizmo generuojamos maistinės medžiagos. Cholinas kaupiasi cholinerginiuose neuronuose, reaguodamas su aktilo CoA ir fermentiniu cholino acetiltransferazės poveikiu.

Šie trys elementai randami konkrečiose smegenų srityse, kur bus gaminamas acetilcholinas, todėl acetilcholinas daro neurotransmiterį, priklausantį konkrečiai sistemai - cholinerginei sistemai.

Kai randame šias tris medžiagas neurone, kurį ką tik aptarėme, mes žinome, kad jį sudaro cholinerginis neuronas ir kad šis neuronas gamins acetilcholiną per cholino ir atitinkamų fermentinių elementų sąveiką.

Acetilcholino sintezė vyksta neurone, konkrečiai ląstelės branduolyje. Susintetinęs, acetilcholinas palieka neurono branduolį ir keliauja per aksoną bei dendritus, tai yra, tas neurono dalis, kurios yra atsakingos už ryšį ir ryšį su kitais neuronais.

Atleiskite

Acetilcholino molekulės. Šaltinis: sukurtas naudojant duomenų rinkinį ir nemokamą programą „Rasmol“.

Mes jau žinome, kad šios medžiagos funkcija susideda iš specifinių neuronų (cholinerginių) susiejimo ir bendravimo su kitais specifiniais neuronais (cholinerginių). Norint atlikti šį procesą, neurone randamas acetilcholinas turi būti paleistas, kad galėtų patekti į neuroną recipientą.

Kad acetilcholinas išsiskirtų, reikalingas stimulus, motyvuojantis jo išėjimą iš neurono. Jei kito neurono atlikto veikimo potencialo nėra, acetilcholinas negalės išeiti.

Kad acetilcholinas išsiskirtų, veikimo potencialas turi pasiekti nervo galą, kuriame yra neurotransmiteris. Kai tai atsitiks, tas pats veikimo potencialas sukuria membranos potencialą, o tai motyvuoja aktyvinti kalcio kanalus.

Dėl elektrocheminio gradiento susidaro kalcio jonų antplūdis, kuris leidžia atidaryti membranos barjerus ir gali išsiskirti acetilcholinas.

Kaip matome, acetilcholino išsiskyrimas reaguoja į cheminius mechanizmus smegenyse, kuriuose dalyvauja daugybė medžiagų ir skirtingi molekuliniai veiksmai.

Imtuvai

Nikotino receptorių struktūra. Šaltinis: „Opossum58“

Išleidęs acetilcholinas pasilieka niekieno žemėje, tai yra, jis yra už neuronų ir yra intersinapsinėje erdvėje. Norint, kad sinazė būtų realizuota, o acetilcholinas galėtų vykdyti savo misiją - bendrauti su iš eilės einančiu neuronu, būtinos medžiagos, žinomos kaip receptoriai.

Receptoriai yra cheminės medžiagos, kurių pagrindinė funkcija yra perduoti neuromediatoriaus skleidžiamus signalus. Šis procesas atliekamas pasirinktinai, todėl ne visi receptoriai reaguoja į acetilcholiną.

Pvz., Kito neurotransmiterio, pavyzdžiui, serotonino, receptoriai nesiims acetilcholino signalų, todėl, kad jis veiktų, jis turi būti sujungtas su specifinių receptorių serija.

Apskritai receptoriai, reaguojantys į acetilcholiną, yra vadinami cholinerginiais receptoriais. Mes galime rasti 4 pagrindinius cholinerginius receptorius: muskarino agonistų receptorius, nikotino agonistų receptorius, muskarino antagonistų receptorius ir nikotino antagonistų receptorius.

Acetilcholino funkcijos

Acetilcholino perdirbimas sinapsėje. Šaltinis: „Smedlib“, remiantis originaliu „Pancrat“ darbu

Acetilcholinas atlieka daugybę funkcijų tiek fiziniame, tiek psichologiniame ar smegenų lygmenyje. Šis neuromediatorius yra atsakingas už pagrindinės veiklos, tokios kaip judėjimas ar virškinimas, vykdymą ir tuo pačiu metu dalyvauja sudėtingesniuose smegenų procesuose, tokiuose kaip pažinimas ar atmintis.

Žemiau apžvelgiame pagrindines šio svarbaus neuromediatoriaus funkcijas.

Variklio funkcijos

Tai turbūt yra svarbiausia acetilcholino veikla. Šis neuromediatorius yra atsakingas už raumenų susitraukimą, kontroliuoja žarnyno raumenų ramybės galimybes, padidina smaigalių gamybą ir moduliuoja kraujospūdį.

Jis švelniai veikia kaip kraujagysles plečiantis vaistas ir turi tam tikrą atpalaiduojantį faktorių.

Neuroendokrininės funkcijos

Kitas svarbus acetilcholino vaidmuo yra padidinti vazopresino sekreciją, stimuliuojant hipofizės užpakalinę skiltį.

Vasopresinas yra peptidinis hormonas, kontroliuojantis vandens molekulių reabsorbciją, todėl jo gamyba yra gyvybiškai svarbi neuroendokrininiam vystymuisi ir funkcijai.

Taip pat acetilcholinas mažina prolaktino sekreciją užpakalinėje hipofizėje.

Parasimpatinės funkcijos

Acetilcholinas vaidina svarbų vaidmenį suvartojant maistą ir virškinimo sistemos veikloje.

Šis neuromediatorius yra atsakingas už padidėjusį kraujo tekėjimą virškinimo trakte, padidina virškinimo trakto raumenų tonusą, padidina virškinimo trakto endokrininės sekrecijos funkcijas, sumažina širdies ritmą.

Jutimo funkcijos

Cholinerginiai neuronai yra didžiosios kylančiosios sistemos dalis, todėl jie taip pat dalyvauja jutimo procesuose. Ši sistema prasideda smegenų kamiene ir inervuoja didelius smegenų žievės plotus, kur randamas acetilcholinas.

Pagrindinės jutimo funkcijos, susijusios su šiuo neurotransmiteriu, yra sąmonės palaikymas, vaizdinės informacijos perdavimas ir skausmo suvokimas.

Pažinimo funkcijos

Įrodyta, kad acetilcholinas vaidina svarbų vaidmenį formuojant prisiminimus, gebėjimą susikaupti, lavinti dėmesį ir loginį pagrindimą.

Šis neurotransmiteris teikia apsauginę naudą ir gali apriboti pažinimo pablogėjimą. Iš tikrųjų nustatyta, kad acetilcholinas yra pagrindinė Alzheimerio ligos paveikta medžiaga.

Susijusios ligos

Acetilcholino kelias centrinėje nervų sistemoje. Šaltinis: BruceBlaus

Acetilcholinas dalyvauja įvairiose smegenų funkcijose, todėl šių medžiagų trūkumas gali atsispindėti pablogėjus kai kurioms aukščiau aptartoms veikloms.

Kliniškai acetilcholinas buvo susijęs su dviem pagrindinėmis ligomis, Alzheimerio liga ir Parkinsono liga.

Alzhaimerio liga

Kalbant apie Alzheimerio liga, 1976 m. Buvo nustatyta, kad skirtinguose šia liga sergančių pacientų smegenų regionuose fermento cholino acetiltransferazės lygis buvo iki 90% mažesnis nei įprasta.

Šis fermentas yra gyvybiškai svarbus acetilcholino gamybai, todėl buvo teigiama, kad Alzheimerio ligą gali sukelti šios smegenų medžiagos trūkumas.

Šiuo metu šis veiksnys yra pagrindinis užuomina į Alzheimerio priežastį ir apima didelę dalį mokslinio dėmesio ir tyrimų, kurie vykdomi tiek dėl ligos, tiek dėl galimo gydymo būdų kūrimo.

Parkinsono

Parkinsono ligos atveju ryšys tarp ligos priežasties ir acetilcholino nėra toks aiškus. Parkinsono liga yra liga, kuriai daugiausia įtakos turi judėjimas, todėl acetilcholinas gali vaidinti svarbų vaidmenį jos genezėje.

Ligos priežastis šiandien nežinoma, be to, atrodo, kad kitas neurotransmiteris, toks kaip dopaminas, vaidina svarbesnį vaidmenį, o dauguma šios patologijos vaistų daugiausia dėmesio skiria šio neurotransmiterio funkcijai.

Tačiau artimas dopamino ir acetilcholino ryšys leidžia manyti, kad pastarasis yra taip pat svarbus ligos neurotransmiteris.

Nuorodos

1. Perry E, Walker M, Grace J, Perry R. Acetilcholinas omenyje: neurotransmiteris sąmonę koreliuoja? TINS 1999; 22-6, 273-80.
2. „McMahan UJ“. Agrino struktūra ir reguliavimas. In: Koelle GB. Cholinerginės sinapsės simpoziumas. Life Science, 50 tomas. Niujorkas: „Pergamon Press“; 1992, p. 93-4.
3. „Changeux JP“, Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. Acetilcholino receptoriai: „alosterinis“ baltymas, dalyvaujantis tarpląsteliniame bendravime. Mokslas 1984; 225: 1335-45.
4. „Duclert A“, Chengeux JP. Acetilcholino receptorių geno ekspresija besivystančioje neuromuskulinėje jungtyje. „Physiol Rev 1995“; 75: 339-68.
5. „Bosboom JL“, „Stoffers D“, „Wolters ECh“. Acetilcholino ir dopamino vaidmuo sergant demencija ir psichozėmis Parkinsono ligos atveju. J Neural Transm 2003; 65 (atsargos): 185–95.
6. Montgomery, SA ir Corn, TH (Eds) Depresijos psichofarmakologija Oxford University Press, Britanijos psichofarmakologijos asociacija, 1994 m. Monografijos Nr. 13.