ACETILKOLIN: FUNKCIÓK, SZINTÉZIS, HATÁSMECHANIZMUS - NEUROPSYCHOLOGY - 2025

Az acetilkolin a neurotranszmitter a specifikus rendszerekben és az autonóm idegrendszer szomatikus idegrendszeri ganglion szinapszisében. Ez egy kémiai anyag, amely számos neuron számára lehetővé teszi a működést, és ugyanakkor lehetővé teszi a különböző agyi tevékenységek elvégzését.

Az acetilkolin volt az első neurotranszmitter, amelyet izoláltak, fogalmaztak meg és jellemeztek a tudósok szerint az agy legrégebbi anyaga. Ezt farmakológiai szempontból 1914-ben Henry Hallet Delt írta le, majd Otto Loewi később neurotranszmitterként megerősítette.

Az acetilkolin molekuláris szerkezete

Az acetilkolin fő tevékenysége a kolinerg rendszerre esik, amely az acetilkolin előállításáért és szintéziséért felelős. A legfontosabb hatásait illetően kiemeli az izmok összehúzódását, mozgását, emésztőrendszeri és neuroendokrin folyamatait, valamint a kognitív folyamatok - például figyelem és izgalom - aktiválását.

Hogyan működik az acetilkolin?

Az emlős agyában az idegsejtek közötti információt egy neurotranszmitternek nevezett vegyi anyag továbbítja. Ez az anyag egy adott ingerre adott válaszként a szinapszis során szabadul fel, és felszabadulásakor bizonyos információkat továbbít a következő neuronhoz.

A kiválasztott neurotranszmitter specializált és nagyon szelektív receptor helyeken működik, tehát mivel különféle típusú neurotranszmitterek vannak, ezek mindegyike bizonyos rendszerekben működik.

A kolinerg neuronok képezhetnek acetilkolint (de nem más típusú neurotranszmittereket), ugyanakkor specifikus receptorokat képezhetnek az acetilkolin számára, de más típusú neurotranszmitterek számára nem.

Az acetilkolin által végzett információcserét speciális neuronokban és rendszerekben, kolinergnek nevezik.

Az acetilkolin működéséhez transzmitter neuronra van szükség az anyag előállításához, és egy receptor neuronhoz olyan kolinerg receptor előállításához, amely képes az acetilkolin szállítására, amikor az első neuronból felszabadul. A következő képen láthatja, hogy az acetilkolin hogyan szabadul fel az izom-neurotranszmitterekre:

Szintézis

A Meynert sejtmagjának mikrográfiája, amely acetilkolint termel a központi idegrendszerben. Forrás: Nephron

Az acetilkolint a kolinból szintetizálják, amely a test alapvető tápanyaga. A kolin kolinerg idegsejtekben felhalmozódik az acil-CoA-val történő reakció során és a kolin-acetil-transzferáz enzimatikus hatása alatt.

Ez a három elem megtalálható az agy specifikus régióiban, ahol az acetilkolint előállítják, ezért az acetilkolin egy adott rendszerhez, a kolinerg rendszerhez tartozó neurotranszmittert készít.

Amikor megtaláljuk ezt a három anyagot egy olyan neuronban, amelyet éppen tárgyaltunk, tudjuk, hogy kolinerg neuronból áll, és hogy ez a neuron a kolin és a megfelelő enzimatikus elemek kölcsönhatása révén acetilkolint hoz létre.

Az acetilkolin szintézise a neuronban zajlik, konkrétan a sejtmagjában. Szintetizálás után az acetilkolin elhagyja a neuron sejtmagját, és áthalad az axonon és a dendriteken, vagyis az ideg azon részein, amelyek felelősek a kommunikációért és az összekapcsolásért más neuronokkal.

Kiadás

Acetilkolin molekulák. Forrás: Az adatkészlettel és a Rasmol ingyenes programmal készült.

Már tudjuk, hogy ennek az anyagnak az a funkciója, hogy specifikus (kolinerg) neuronokat társítson és kommunikáljon más specifikus neuronokkal (kolinerg). Ennek a folyamatnak a végrehajtásához az idegben található acetilkolint fel kell engedni, hogy eljuthasson a recipiens neuronba.

Az acetilkolin felszabadításához stimulus jelenléte szükséges, amely motiválja annak kilépését a neuronból. Ha nincs egy másik neuron által végrehajtott akciós potenciál, akkor az acetilkolin nem képes elhagyni.

Az acetilkolin felszabadításához az akciós potenciálnak meg kell érnie az idegvégződést, ahol a neurotranszmitter található. Amikor ez megtörténik, ugyanaz az akciós potenciál membránpotenciált generál, ez a tény a kalciumcsatornák aktiválását motiválja.

Az elektrokémiai gradiensnek köszönhetően kalciumionokat beáramolnak, amelyek lehetővé teszik a membrán akadályok megnyitását és az acetilkolin felszabadulását.

Mint láthatjuk, az acetilkolin felszabadulása reagál az agy kémiai mechanizmusaira, amelyben sok anyag és különböző molekuláris hatás vesz részt.

vevők

A nikotin receptor felépítése. Forrás: Opossum58

A felszabadulás után az acetilkolin senki földjén nem marad, vagyis az idegsejteken kívül található és az interszinaptikus térben van. Annak érdekében, hogy a szinapszis megvalósulhasson, és az acetilkolin elvégezhesse azon feladatát, hogy kommunikáljon az egymást követő neuronokkal, receptorokként ismert anyagok jelenléte szükséges.

A receptorok olyan kémiai anyagok, amelyek fő feladata a neurotranszmitter által kibocsátott jelek továbbítása. Ezt a folyamatot szelektíven hajtják végre, tehát nem minden receptor reagál az acetilkolinra.

Például egy másik neurotranszmitter, például a szerotonin receptorai nem fogják felvenni az acetilkolin jeleit, így annak működéséhez a specifikus receptorok sorozatához kell kapcsolódni.

Általában az acetilkolinra reagáló receptorokat kolinerg receptoroknak nevezzük. A kolinerg receptorok négy fő típusát találjuk: muszkarin agonista receptorok, nikotin agonista receptorok, muszkarin antagonista receptorok és nikotin antagonista receptorok.

Az acetilkolin funkciók

Az acetilkolin feldolgozása egy szinapszis alatt. Forrás: Smedlib, a Pancrat eredeti művei alapján

Az acetilkolinnak számos funkciója van mind fizikai, mind pszichológiai vagy agyi szinten. Ez a neurotranszmitter felel az olyan alapvető tevékenységek elvégzéséért, mint például a mozgás vagy az emésztés, és ugyanakkor részt vesz egy összetettebb agyi folyamatokban, mint például a megismerés vagy a memória.

Az alábbiakban áttekintjük ennek a fontos neurotranszmitternek a fő funkcióit.

Motor funkciók

Valószínűleg az acetilkolin legfontosabb tevékenysége. Ez a neurotranszmitter felelős az izmok összehúzódásának előállításáért, a bélizom nyugalmi potenciáljának szabályozásáért, a tüskék képződésének növeléséért és a vérnyomás modulálásáért.

Enyhén érrendszerként működik, és tartalmaz egy bizonyos relaxáló tényezőt.

Neuroendokrin funkciók

Az acetilkolin másik kulcsfontosságú szerepe a vazopresszin szekréciójának fokozása az agyalapi mirigy hátsó lebenyének stimulálása révén.

A vazopresszin egy peptidhormon, amely szabályozza a vízmolekulák reabszorpcióját, tehát előállítása létfontosságú a neuroendokrin fejlődéséhez és működéséhez.

Hasonlóképpen, az acetilkolin csökkenti a prolaktin szekréciót a hátsó hipofízisben.

Parasimpátikus funkciók

Az acetilkolin fontos szerepet játszik az élelmezésben és az emésztőrendszer működésében.

Ez a neurotranszmitter felelős a véráramlás fokozásáért a gyomor-bél traktusban, növeli a gyomor-bél izomtónusát, növeli a gastrointestinalis endokrin kiválasztást és csökkenti a pulzusszámot.

Érzékszervi funkciók

A kolinerg neuronok a nagy növekvő rendszer részei, tehát részt vesznek az érzékszervi folyamatokban. Ez a rendszer az agytörzsből indul, és az agykéreg nagy területeit ingerli, ahol acetilkolint talál.

A fő érzékszervi funkciók, amelyek ehhez a neurotranszmitterhez kapcsolódnak, a tudat fenntartásában, a vizuális információk továbbításában és a fájdalom érzékelésében rejlenek.

Kognitív funkciók

Az acetilkolinról kimutatták, hogy kritikus szerepet játszik a memória kialakításában, a koncentrációs képességben, valamint a figyelem és a logikus érvelés fejlesztésében.

Ez a neurotranszmitter védelmet nyújt, és korlátozhatja a kognitív hanyatlás előfordulását. Valójában az acetilkolinról bizonyították, hogy az Alzheimer-kórban a fő hatóanyag.

Kapcsolódó betegségek

Acetilkolin út a központi idegrendszerben. Forrás: BruceBlaus

Az acetilkolin különböző agyi funkciókban vesz részt, így ezeknek az anyagoknak a hiánya tükröződik a fentebb tárgyalt néhány tevékenység romlásában.

Klinikailag az acetilkolint két fő betegséggel, Alzheimer-kórral és Parkinson-kórral társították.

Alzheimer-kór

Az Alzheimer-kórt illetően 1976-ban azt találták, hogy a betegségben szenvedő betegek agyának különböző régióiban a kolin-acetil-transzferáz enzim szintje a normálhoz képest 90% -kal alacsonyabb volt.

Ez az enzim létfontosságú az acetilkolin előállításához, ezért feltételezték, hogy az Alzheimer-kórt ezen agyi anyag hiánya okozhatja.

Jelenleg ez a tényező az Alzheimer-kór fő okának, és magában foglalja a tudományos figyelmet és kutatásokat, amelyeket mind a betegségre, mind a lehetséges kezelések kidolgozására végeznek.

Parkinson-

A Parkinson-kórok vonatkozásában a betegség oka és az acetilkolin közötti kapcsolat kevésbé egyértelmű. A Parkinson-kórok olyan betegség, amely elsősorban a mozgást érinti, ezért az acetilkolin fontos szerepet játszhat annak kialakulásában.

A betegség oka manapság ismeretlen, és emellett úgy tűnik, hogy egy másik neurotranszmitter, mint például a dopamin, fontosabb szerepet játszik, és a legtöbb patkány gyógyszer e neurotranszmitter működésére összpontosít.

A dopamin és az acetilkolin közötti szoros kapcsolat azonban arra enged következtetni, hogy ez utóbbi szintén fontos neurotranszmitter a betegségben.

Irodalom

1. Perry E, Walker M, Grace J, Perry R. Az acetilkolint szem előtt tartva: a tudat neurotranszmittere összefügg? TINS 1999; 22-6, 273-80.
2. McMahan UJ. Az agrin szerkezete és szabályozása. In: Koelle GB. Szimpózium a kolinerg szinapszison. Life Science, 50. kötet. New York: Pergamon Press; 1992, p. 93-4.
3. Changeux JP, Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. Az acetilkolin receptor: egy "alloszterikus" protein, amely az intracelluláris kommunikációban vesz részt. Science 1984; 225: 1335-45.
4. Duclert A, Chengeux JP. Az acetilkolin receptor gén expressziója a fejlődő neuromuszkuláris csomóponton. Physiol Rev 1995; 75: 339-68.
5. Bosboom JL, Stoffers D, Wolters ECh. Az acetilkolin és a dopamin szerepe a demenciában és a pszichózisban Parkinson-kórban. J Neural Transm 2003; 65 (készlet): 185-95.
6. Montgomery, SA és Corn, TH (szerk.) A depresszió pszichofarmakológiája Oxford University Press, Brit Pszichofarmakológiai Egyesület, 1994, 13. számú monográfia.