ACETYLCHOLIN: FUNKTIONER, SYNTESE, VIRKNINGSMEKANISME - NEUROPSYKOLOGI - 2025

Den acetylcholin er neurotransmitter i specifikke systemer og det somatiske nervesystem ganglion synapser af det autonome nervesystem. Det er et kemisk stof, der tillader et stort antal neuroner at fungere og på samme tid tillader udførelse af forskellige hjerneaktiviteter.

Acetylcholin var den første neurotransmitter, isoleret, konceptualiseret og kendetegnet ved, hvad mange forskere siger, er det "ældste" stof i hjernen. Det blev beskrevet farmakologisk af Henry Hallet Delt i 1914 og blev senere bekræftet af Otto Loewi som en neurotransmitter.

Acetylcholin molekylstruktur

Acetylcholins hovedaktivitet falder på det kolinerge system, der er ansvarlig for produktion og syntese af acetylcholin. Med hensyn til dets vigtigste effekter fremhæver det muskelkontraktion, bevægelse, fordøjelses- og neuroendokrine processer og aktivering af kognitive processer såsom opmærksomhed og ophidselse.

Hvordan fungerer acetylcholin?

I pattedyrshjerne overføres information mellem neuroner gennem et kemikalie kaldet en neurotransmitter. Dette stof frigøres ved synapsen som respons på en bestemt stimulus, og når den frigives, overfører den visse oplysninger til den næste neuron.

Den neurotransmitter, der udskilles, virker på specialiserede og meget selektive receptorsteder, således at da der er forskellige typer af neurotransmittere, fungerer hver af dem i visse systemer.

En kolinerg neuron kan producere acetylcholin (men ikke andre typer af neurotransmittere), ligesom den kan producere specifikke receptorer for acetylcholin, men ikke for andre typer af neurotransmittere.

Udveksling af information, der udføres af acetylcholin, udføres i specifikke neuroner og systemer kaldet cholinergic.

For at acetylcholin skal virke, kræver det en transmitterneuron for at fremstille dette stof og en receptorneuron for at producere en kolinerg receptor, der er i stand til at transportere acetylcholin, når den frigøres fra den første neuron. I det følgende billede kan du se, hvordan acetylcholin frigøres til muskelneurotransmittere:

syntese

Mikrografie af nucleus basalis af Meynert, der producerer acetylcholin i centralnervesystemet. Kilde: Nephron

Acetylcholin syntetiseres ud fra cholin, et essentielt næringsstof, der genereres af kroppen. Kolin akkumuleres i kolinerge neuroner gennem en reaktion med actyl CoA og under enzymatisk påvirkning af cholinacetyltransferase.

Disse tre elementer findes i de specifikke områder i hjernen, hvor acetylcholin vil blive produceret, hvorfor acetylcholin fremstiller en neurotransmitter, der hører til et specifikt system, det kolinerge system.

Når vi finder disse tre stoffer i en neuron, som vi netop har diskuteret, ved vi, at den består af en kolinerg neuron, og at denne neuron vil producere acetylcholin gennem interaktion mellem kolin og de tilsvarende enzymatiske elementer.

Syntesen af ​​acetylcholin foregår i neuronet, specifikt i cellekernen. Når den er syntetiseret, forlader acetylcholin neuronens kerne og bevæger sig gennem akson og dendritter, det vil sige de dele af neuronet, der er ansvarlig for kommunikation og tilknytning til andre neuroner.

Frigøre

Acetylcholinmolekyler. Kilde: Oprettet med datasættet og det gratis program Rasmol.

Vi ved allerede, at dette stofs funktion består i at knytte og kommunikere specifikke neuroner (kolinerge) med andre specifikke neuroner (kolinerge). For at udføre denne proces skal det acetylcholin, der findes i neuronen, frigøres for at rejse til modtagerneuronen.

For at acetylcholin skal frigives, kræver det tilstedeværelsen af ​​en stimulus, der motiverer dens udgang fra neuronet. Hvis et handlingspotentiale, der udføres af en anden neuron, ikke er til stede, er acetylcholin ikke i stand til at forlade.

For at acetylcholin skal frigives, skal et handlingspotentiale nå nerveterminalen, hvor neurotransmitteren er placeret. Når dette sker, genererer det samme handlingspotentiale et membranpotentiale, et faktum, der motiverer aktiveringen af ​​calciumkanaler.

På grund af den elektrokemiske gradient genereres en tilstrømning af calciumioner, der tillader membranbarrierer at åbne og acetylcholin kan frigøres.

Som vi kan se, reagerer frigivelsen af ​​acetylcholin på kemiske mekanismer i hjernen, hvor mange stoffer og forskellige molekylære handlinger deltager.

Receivere

Struktur af den nikotiniske receptor. Kilde: Opossum58

Når det er frigivet, forbliver acetylcholin i ingenmannsland, det vil sige det er uden for neuroner og er i det intersynaptiske rum. For at synapsen kan realiseres og for at acetylcholin kan opfylde sin mission om at kommunikere med den på hinanden følgende neuron, er tilstedeværelsen af ​​stoffer kendt som receptorer krævet.

Receptorer er kemiske stoffer, hvis vigtigste funktion er at transducere signalerne udsendt af neurotransmitteren. Denne proces udføres selektivt, så ikke alle receptorer reagerer på acetylcholin.

F.eks. Vil receptorer fra en anden neurotransmitter, såsom serotonin, ikke opsamle signalerne fra acetylcholin, så for at den skal fungere, skal den kobles til en række specifikke receptorer.

Generelt kaldes receptorer, der reagerer på acetylcholin, kolinergiske receptorer. Vi kan finde fire hovedtyper af kolinergiske receptorer: muscariniske agonistreceptorer, nikotiniske agonistreceptorer, muscariniske antagonistreceptorer og nikotiniske antagonistreceptorer.

Acetylcholin-funktioner

Acetylcholinbehandling ved en synapse. Kilde: Smedlib, baseret på originalt værk af Pancrat

Acetylcholin har mange funktioner både fysisk og psykologisk eller hjerne. Denne neurotransmitter er ansvarlig for at udføre basale aktiviteter såsom bevægelse eller fordøjelse, og samtidig deltager den i mere komplekse hjerneprocesser såsom kognition eller hukommelse.

Nedenfor gennemgår vi de vigtigste funktioner i denne vigtige neurotransmitter.

Motoriske funktioner

Det er sandsynligvis den vigtigste aktivitet af acetylcholin. Denne neurotransmitter er ansvarlig for at producere muskelkontraktion, kontrollere tarmmuskelens hvilepotentiale, øge produktionen af ​​pigge og modulere blodtrykket.

Det fungerer på en mild måde som en vasodilatator i blodkarene og indeholder en bestemt afslappende faktor.

Neuroendokrine funktioner

En anden nøglerolle med acetylcholin er at øge vasopressinsekretion ved at stimulere hypofysen bag.

Vasopressin er et peptidhormon, der kontrollerer reabsorptionen af ​​vandmolekyler, så dets produktion er afgørende for neuroendokrin udvikling og funktion.

På lignende måde reducerer acetylcholin prolaktinsekretion i den bageste hypofyse.

Parasympatiske funktioner

Acetylcholin spiller en vigtig rolle i fødeindtagelse og i fordøjelsessystemets funktion.

Denne neurotransmitter er ansvarlig for at øge blodgennemstrømningen i mave-tarmkanalen, øge mave-tarm-muskeltonen, øge den gastrointestinale endokrine sekretion og nedsætte hjerterytmen.

Sensoriske funktioner

Kolinerge neuroner er en del af det store stigende system, så de deltager også i sensoriske processer. Dette system begynder i hjernestammen og inderverer store områder af hjernebarken, hvor acetylcholin findes.

De vigtigste sensoriske funktioner, der er blevet forbundet med denne neurotransmitter, ligger i vedligeholdelse af bevidsthed, transmission af visuel information og opfattelse af smerte.

Kognitive funktioner

Acetylcholin har vist sig at spille en kritisk rolle i dannelsen af ​​minder, evnen til at koncentrere sig og udviklingen af ​​opmærksomhed og logisk resonnement.

Denne neurotransmitter giver beskyttende fordele og kan begrænse forekomsten af ​​kognitiv tilbagegang. Faktisk er det vist, at acetylcholin er det mest påvirkede stof i Alzheimers sygdom.

Relaterede sygdomme

Acetylcholinvej i det centrale nervesystem. Kilde: BruceBlaus

Acetylcholin deltager i forskellige hjernefunktioner, så underskuddet på disse stoffer kan afspejles i forringelsen af ​​nogle af de aktiviteter, der er omtalt ovenfor.

Klinisk har acetylcholin været forbundet med to hovedsygdomme, Alzheimers sygdom og Parkinsons sygdom.

Alzheimers

Med hensyn til Alzheimers blev det i 1976 fundet, at der i forskellige regioner i hjernen hos patienter med denne sygdom var niveauerne af enzymet cholinacetyltransferase op til 90% lavere end normalt.

Dette enzym er vigtigt for produktionen af ​​acetylcholin, hvorfor det blev postuleret, at Alzheimers sygdom kunne være forårsaget af manglen på dette hjernestof.

I øjeblikket er denne faktor den vigtigste ledetråd til årsagen til Alzheimers og omfatter meget af den videnskabelige opmærksomhed og forskning, der udføres både på sygdommen og udviklingen af ​​mulige behandlinger.

Parkinsons

For Parkinson er forbindelsen mellem sygdommens årsag og acetylcholin mindre klar. Parkinsons er en sygdom, der hovedsageligt påvirker bevægelse, hvorfor acetylcholin kan spille en vigtig rolle i dens opståen.

Årsagen til sygdommen er ukendt i dag, og derudover ser en anden neurotransmitter som dopamin ud til at spille en mere vigtig rolle, og de fleste lægemidler til denne patologi fokuserer på denne neurotransmitter funktion.

Imidlertid antyder den nære forbindelse mellem dopamin og acetylcholin, at sidstnævnte også er en vigtig neurotransmitter i sygdommen.

Referencer

1. Perry E, Walker M, Grace J, Perry R. Acetylcholine i tankerne: en neurotransmitter korrelerer med bevidstheden? TINS 1999; 22-6, 273-80.
2. McMahan UJ. Strukturen og reguleringen af ​​agrin. I: Koelle GB. Symposium om den kolinergiske synapse. Life Science, bind 50. New York: Pergamon Press; 1992, side. 93-4.
3. Changeux JP, Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. Acetylcholinreceptoren: et "allosterisk" protein involveret i intracellulær kommunikation. Videnskab 1984; 225: 1335-45.
4. Duclert A, Chengeux JP. Acetylcholinreceptorgenekspression i det udviklende neuromuskulære kryds. Physiol Rev 1995; 75: 339-68.
5. Bosboom JL, Stoffers D, Wolters ECh. Acetylcholins og dopamins rolle i demens og psykose i Parkinsons sygdom. J Neural Transm 2003; 65 (Suppl): 185-95.
6. Montgomery, SA og Corn, TH (Eds) Psychopharmacology of Depression Oxford University Press, British Association for Psychopharmacology, Monographs No. 13, 1994.