Λειτουργία ακετυλοχολίνης και μηχανισμός δράσης



Το ακετυλοχολίνη είναι ο ειδικός νευροδιαβιβαστής στα συστήματα του σωματικού νευρικού συστήματος και στις γαγγλιακές συνάψεις του αυτόνομου νευρικού συστήματος.

Είναι ένα χημικό που επιτρέπει τη λειτουργία ενός μεγάλου αριθμού νευρώνων και, ταυτόχρονα, επιτρέπει την εκτέλεση διαφόρων δραστηριοτήτων στον εγκέφαλο.

Ήταν ο πρώτος νευροδιαβιβαστής απομονωμένος, εννοιολογικός και χαρακτηρισμένος, για ό, τι σύμφωνα με πολλούς επιστήμονες είναι η πιο "παλιά" ουσία του εγκεφάλου.

Η ακετυλοχολίνη περιγράφηκε φαρμακολογικά από τον Henry Hallet Delt το 1914 και στη συνέχεια επιβεβαιώθηκε από τον Otto Loewi ως νευροδιαβιβαστή.

Η κύρια δραστηριότητα της ακετυλοχολίνης βρίσκεται στο χολινεργικό σύστημα, εκείνο το σύστημα που είναι υπεύθυνο για την παραγωγή και σύνθεση της ακετυλοχολίνης.

Αναφορικά με τις σημαντικότερες επιδράσεις του, τονίζει τη συστολή των μυών, την κυκλοφορία, τις πεπτικές και νευροενδοκρινικές διεργασίες και την ενεργοποίηση γνωστικών διεργασιών όπως η προσοχή και η διέγερση.

Πώς λειτουργεί η ακετυλοχολίνη?

Όπως έχουμε δει, στον εγκέφαλο των θηλαστικών η πληροφορία μεταξύ των νευρώνων μεταδίδεται μέσω μιας χημικής ουσίας που ονομάζεται νευροδιαβιβαστής.

Αυτή η ουσία απελευθερώνεται στη σύναψη σε απόκριση σε ένα συγκεκριμένο ερέθισμα και μετά την απελευθέρωση μεταδίδει μια συγκεκριμένη πληροφορία στον επόμενο νευρώνα.

Ο νευροδιαβιβαστής που εκκρίνεται δρα σε εξειδικευμένες και εξαιρετικά επιλεκτικές θέσεις υποδοχέα, με τον τρόπο αυτό, καθώς υπάρχουν διαφορετικοί τύποι νευροδιαβιβαστών, καθένας από τους οποίους δρα σε ορισμένα συστήματα.

Έτσι, ένας χολινεργικός νευρώνας μπορεί να παράγει ακετυλοχολίνη (αλλά όχι άλλους τύπους νευροδιαβιβαστών), παρομοίως, ένας χολινεργικός νευρώνας μπορεί να παράγει ειδικούς υποδοχείς για την ακετυλοχολίνη, αλλά όχι για άλλους νευροδιαβιβαστές.

Έτσι, η ανταλλαγή πληροφοριών που πραγματοποιείται από την ακετυλοχολίνη λαμβάνει χώρα σε νευρώνες και σε ορισμένα συστήματα και ονομάζεται χολινεργική.

Για να ακετυλοχολίνη μπορεί να δράσει απαιτεί ένα νευρώνα αποστολής παράγει την ουσία αυτή και ένα νευρώνα υποδοχής παραγωγή ενός χολινεργικού υποδοχέα που είναι ικανό να μεταφέρει ακετυλοχολίνης, όταν αυτή απελευθερώνεται από το πρώτο νευρώνα.

Πώς συντίθεται η ακετυλοχολίνη?

Η ακετυλοχολίνη συντίθεται από χολίνη, μια βασική θρεπτική ουσία που παράγει το σώμα.

Η χολίνη συσσωρεύεται σε χολινεργικούς νευρώνες μέσω αντίδρασης με actil CoA και υπό την ενζυματική επίδραση της ακετυλοτρανσφεράσης χολίνης.

Αυτά τα τρία στοιχεία που βρίσκονται σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου που παράγουν ακετυλοχολίνη, γιατί νευροδιαβιβαστή ακετυλοχολίνη κατασκευές που ανήκουν σε ένα συγκεκριμένο σύστημα, το χολινεργικό σύστημα.

Όταν σε έναν νευρώνα βρίσκουμε αυτές τις τρεις ουσίες που έχουμε μόλις σχολιάσει, γνωρίζουμε ότι αποτελείται από έναν χολινεργικό νευρώνα και ότι θα παράγει ακετυλοχολίνη μέσω της αλληλεπίδρασης χολίνης και των ενζυμικών στοιχείων που ανήκουν σε αυτήν..

Η σύνθεση της ακετυλοχολίνης γίνεται μέσα στον νευρώνα, συγκεκριμένα στον πυρήνα του κυττάρου.

Μόλις συντεθεί, ακετυλοχολίνη αφήνει τον πυρήνα του νευρώνα και ταξιδεύει τον άξονα και δενδρίτες, δηλαδή, τα τμήματα του νευρώνα που χειρίζονται την επικοινωνία και σύνδεσης με άλλους νευρώνες.

Απελευθέρωση ακετυλοχολίνης

Μέχρι στιγμής έχουμε δει τι είναι, πώς λειτουργεί και πώς παράγεται η ακετυλοχολίνη στον ανθρώπινο εγκέφαλο.

Έτσι, γνωρίζουμε ήδη ότι η λειτουργία αυτής της ουσίας είναι η συσχέτιση και η επικοινωνία συγκεκριμένων νευρώνων (χολινεργικών) με άλλους ειδικούς νευρώνες (χολινεργικοί).

Για να εκτελεστεί αυτή η διαδικασία, η ακετυλοχολίνη που βρίσκεται μέσα στον νευρώνα πρέπει να απελευθερωθεί για να ταξιδέψει στον νευρώνα που λαμβάνει.

Για να απελευθερωθεί η ακετυλοχολίνη, απαιτείται η ύπαρξη ερεθίσματος που παρακινεί την έξοδο από τον νευρώνα.

Με τον τρόπο αυτό, αν δεν υπάρχει δυναμικό δράσης που πραγματοποιείται από άλλο νευρώνα, η ακετυλοχολίνη δεν θα μπορέσει να βγει.

Και είναι ότι για την απελευθέρωση της ακετυλοχολίνης, ένα δυναμικό δράσης πρέπει να φτάσει στο τερματικό του νεύρου στο οποίο βρίσκεται ο νευροδιαβιβαστής.

Όταν συμβεί αυτό, το ίδιο δυναμικό δράσης δημιουργεί ένα δυναμικό μεμβράνης, γεγονός που παρακινεί την ενεργοποίηση των διαύλων ασβεστίου.

Λόγω της ηλεκτροχημικής κλίσης, δημιουργείται μια εισροή ιόντων ασβεστίου που επιτρέπουν την ανοικτή φραγή μεμβράνης και την ακετυλχολίνη να απελευθερώνεται.

Όπως βλέπουμε, η απελευθέρωση της ακετυλοχολίνης ανταποκρίνεται σε χημικούς μηχανισμούς του εγκεφάλου στους οποίους συμμετέχουν πολλές ουσίες και διαφορετικές μοριακές δράσεις.

Υποδοχείς ακετυλοχολίνης

Αφού απελευθερωθεί, η ακετυλοχολίνη παραμένει σε μη ανθρώπινη γη, δηλαδή βρίσκεται έξω από τους νευρώνες και βρίσκεται στον εσωτερικό χώρο.

Έτσι, για να είναι δυνατή η εκτέλεση της συνάψεως και η ακετυλοχολίνη να εκπληρώσει την αποστολή της να επικοινωνεί με τον διαδοχικό νευρώνα, απαιτείται η παρουσία ουσιών γνωστών ως υποδοχέων.

Οι υποδοχείς είναι χημικές ουσίες των οποίων η κύρια λειτουργία είναι η μετάδοση των σημάτων που εκπέμπονται από τον νευροδιαβιβαστή.

Όπως έχουμε δει στο παρελθόν, αυτή η διαδικασία γίνεται επιλεκτικά, έτσι ώστε όλοι οι παραλήπτες να μην ανταποκρίνονται στην ακετυλοχολίνη.

Για παράδειγμα, οι υποδοχείς ενός άλλου νευροδιαβιβαστή όπως η σεροτονίνη, δεν θα συλλάβουν τα σήματα της ακετυλοχολίνης, έτσι ώστε να μπορεί να λειτουργήσει ώστε να συζευχθεί σε μία σειρά ειδικών υποδοχέων.

Γενικά, οι υποδοχείς που ανταποκρίνονται στην ακετυλοχολίνη ονομάζονται χολινεργικοί υποδοχείς..

Μπορούμε να βρούμε 4 κύριους τύπους χολινεργικών υποδοχέων: υποδοχείς μουσκαρινικού αγωνιστή, υποδοχείς νικοτινικού αγωνιστή, υποδοχείς μουσκαρινικού ανταγωνιστή και ανταγωνιστές νικοτινικού υποδοχέα..

Λειτουργίες ακετυλοχολίνης

Η ακετυλοχολίνη έχει πολλές λειτουργίες τόσο σωματικά όσο και ψυχολογικά ή εγκεφαλικά.

Με αυτόν τον τρόπο, αυτός ο νευροδιαβιβαστής είναι υπεύθυνος για βασικές δραστηριότητες όπως η μετακίνηση ή η πέψη και, ταυτόχρονα, συμμετέχει σε πιο πολύπλοκες διαδικασίες του εγκεφάλου όπως η γνώση ή η μνήμη.

Παρακάτω εξετάζουμε τις κύριες λειτουργίες αυτού του σημαντικού νευροδιαβιβαστή.

1- Λειτουργίες κινητήρα

Είναι πιθανώς η πιο σημαντική δραστηριότητα της ακετυλοχολίνης.

Αυτός ο νευροδιαβιβαστής είναι υπεύθυνος για την παραγωγή μυϊκής συστολής, ελέγχει το δυναμικό ηρεμίας του εντερικού μυός, αυξάνει την παραγωγή ακίδων και ρυθμίζει την αρτηριακή πίεση.

Λειτουργεί ήπια ως αγγειοδιασταλτικό στα αιμοφόρα αγγεία και περιέχει έναν συγκεκριμένο παράγοντα χαλάρωσης.

2 - Νευροενδοκρινικές λειτουργίες

Μια άλλη θεμελιώδης λειτουργία της ακετυλοχολίνης είναι η αύξηση της έκκρισης της αγγειοπιεστίνης με διέγερση του οπίσθιου λοβού της υπόφυσης..

Η βαζοπρεσίνη είναι μια πεπτιδική ορμόνη που ελέγχει την επαναπορρόφηση μορίων νερού, επομένως η παραγωγή της είναι ζωτικής σημασίας για τη λειτουργία και την ανάπτυξη των νευροενδοκρινών.

Παρομοίως, η ακετυλοχολίνη μειώνει την έκκριση της προλακτίνης στον οπίσθιο υποφυσιακό αδένα.

3. Παρασυμπαθητικές λειτουργίες

Η ακετυλοχολίνη έχει σημαντικό ρόλο στην πρόσληψη τροφής και στη λειτουργία του πεπτικού συστήματος.

Αυτό νευροδιαβιβαστής ευθύνεται για την αύξηση της ροής του αίματος του γαστρεντερικού σωλήνα, το γαστρεντερικό αυξάνει μυϊκό τόνο, αυξημένη γαστρεντερική εκκρίσεις και ενδοκρινικές μειώνει τον καρδιακό ρυθμό.

4- Αισθητηριακές λειτουργίες

Οι χολινεργικοί νευρώνες αποτελούν μέρος του μεγάλου ανερχόμενου συστήματος, έτσι συμμετέχουν και στις αισθητικές διεργασίες.

Αυτό το σύστημα ξεκινάει στο στέλεχος του εγκεφάλου και αναστέλλει μεγάλες περιοχές του εγκεφαλικού φλοιού όπου βρίσκεται η ακετυλοχολίνη.

Οι κύριες αισθητικές λειτουργίες που έχουν συσχετιστεί με αυτόν τον νευροδιαβιβαστή έγκεινται στη διατήρηση της συνείδησης, στη μετάδοση οπτικών πληροφοριών και στην αντίληψη του πόνου.

5- Γνωστικές λειτουργίες

Έχει αποδειχθεί πως η ακετυλοχολίνη διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στη διαμόρφωση των αναμνήσεων, στην ικανότητα συγκέντρωσης και στην ανάπτυξη της προσοχής και της λογικής συλλογιστικής.

Αυτός ο νευροδιαβιβαστής παρέχει προστατευτικά οφέλη και θα μπορούσε να περιορίσει την εμφάνιση γνωστικής εξασθένησης.

Στην πραγματικότητα, η ακετυλοχολίνη έχει αποδειχθεί ότι είναι η κύρια ουσία που επηρεάζεται από τη νόσο του Alzheimer..

Σχετικές ασθένειες

Όπως είδαμε, η ακετυλοχολίνη συμμετέχει σε διάφορες λειτουργίες του εγκεφάλου, οπότε το έλλειμμα αυτών των ουσιών μπορεί να αντανακλάται στην επιδείνωση ορισμένων από τις δραστηριότητες που αναφέρθηκαν παραπάνω.

Κλινικά, η ακετυλοχολίνη έχει συσχετιστεί με δύο κύριες ασθένειες, τη νόσο του Alzheimer και τη νόσο του Parkinson.

Αλτσχάιμερ

Όσον αφορά το Αλτσχάιμερ, το 1976 διαπιστώθηκε ότι σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου των ασθενών με αυτή τη νόσο, τα επίπεδα του ενζύμου ακετυλοτρανσφεράση χολίνης ήταν μέχρι και 90% χαμηλότερα από το κανονικό.

Όπως έχουμε δει, αυτό το ένζυμο είναι ζωτικής σημασίας για την παραγωγή ακετυλοχολίνης, έτσι υποδηλώθηκε ότι η νόσος του Alzheimer μπορεί να προκληθεί από την ανεπάρκεια αυτής της εγκεφαλικής ουσίας.

Επί του παρόντος, αυτός ο παράγοντας είναι η κύρια ένδειξη που δείχνει την αιτία της νόσου του Αλτσχάιμερ και καλύπτει μεγάλο μέρος της επιστημονικής προσοχής και της έρευνας που διεξάγεται τόσο για την ασθένεια όσο και για την προετοιμασία πιθανών θεραπειών.

Parkinson

Όσον αφορά τη νόσο του Πάρκινσον, η σχέση μεταξύ της αιτίας της νόσου και της ακετυλοχολίνης παρουσιάζεται με λιγότερο σαφή τρόπο.

Η νόσος του Πάρκινσον είναι μια ασθένεια που επηρεάζει κυρίως την κίνηση, γι 'αυτό και η ακετυλοχολίνη μπορεί να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στη γένεσή της.

Ωστόσο, η αιτία της νόσου είναι άγνωστη μέρα σήμερα και επίσης ένα άλλο νευροδιαβιβαστή ντοπαμίνη, όπως φαίνεται να παίζει πιο σημαντικό ρόλο και τα περισσότερα φάρμακα για την ασθένεια αυτή έμφαση στο ρόλο του νευροδιαβιβαστή.

Ωστόσο, η στενή σχέση μεταξύ της ντοπαμίνης και της ακετυλοχολίνης δείχνει ότι ο τελευταίος είναι επίσης σημαντικός νευροδιαβιβαστής στη νόσο.

Τι είναι ένας νευροδιαβιβαστής?

Οι νευροδιαβιβαστές είναι βιομόρια που μεταδίδουν πληροφορίες από έναν νευρώνα σε έναν άλλο διαδοχικό νευρώνα.

Ο εγκέφαλος είναι γεμάτος από νευρώνες που επιτρέπουν την εγκεφαλική δραστηριότητα, ωστόσο, πρέπει να είναι σε θέση να επικοινωνούν μεταξύ τους για να εκτελούν τις λειτουργίες τους.

Με αυτόν τον τρόπο, οι νευροδιαβιβαστές είναι οι βασικές ουσίες του εγκεφάλου που επιτρέπουν τη δραστηριότητα και τη λειτουργικότητά τους.

Η μετάδοση πληροφοριών μεταξύ ενός νευρώνα και ενός άλλου γίνεται μέσω της συνάψεως, δηλαδή μέσω της μεταφοράς πληροφοριών μεταξύ ενός νευρώνα που μεταδίδει και ενός νευρώνα (ή κυττάρου) που λαμβάνει,.

Ως εκ τούτου, η σύναψη γίνεται από τους νευροδιαβιβαστές, δεδομένου ότι αυτές οι ουσίες επιτρέπουν την ανταλλαγή πληροφοριών.

Πώς λειτουργεί ένας νευροδιαβιβαστής?

Όταν συμβαίνει η σύναψη, ένας νευροδιαβιβαστής απελευθερώνεται από τα κυστίδια στο άκρο του προσυναπτικού νευρώνα (εκείνο που εκπέμπει τις πληροφορίες).

Με αυτόν τον τρόπο, οι νευροδιαβιβαστές βρίσκονται μέσα στον νευρώνα και όταν θέλουν να επικοινωνούν με άλλο, απελευθερώνονται.

Μόλις απελευθερωθεί, ο νευροδιαβιβαστής διασχίζει το συναπτικό χάσμα και δρα αλλάζοντας το δυναμικό δράσης στο επόμενο νευρώνα, δηλαδή τροποποιεί τα κύματα σοκ του νευρώνα με το οποίο θέλει να επικοινωνήσει.

Επομένως, μέσω του κύματος που απελευθερώνει τον νευροδιαβιβαστή όταν βρίσκεται έξω από τον νευρώνα, είναι δυνατόν να διεγείρεται ή να αναστέλλεται (ανάλογα με τον τύπο του νευροδιαβιβαστή) τον ακόλουθο νευρώνα.

Αναφορές

  1. Perry Ε, Walker Μ, Grace J, Perry R. Acetylcholine στο μυαλό: ένας νευροδιαβιβαστής συσχετίζει τη συνείδηση; TINS 1999; 22-6, 273-80.
  1. McMahan UJ. Η δομή και η ρύθμιση της agrin. Στο: Koelle GB. Συμπόσιο για τη χολινεργική σύναψη. Life Science, τόμος 50. Νέα Υόρκη: Pergamon Press; 1992, σελ. 93-4.
  1. Changeux JP, Devillers-Thiery Α. Chemouilli Ρ. Ο υποδοχέας ακετυλοχολίνης: μια "αλλοστερική" πρωτεΐνη που εμπλέκεται στην ενδοκυτταρική επικοινωνία. Science 1984; 225: 1335-45.
  1. Duclert Α, Chengeux JP. Έκφραση γονιδίου υποδοχέα ακετυλοχολίνης στην αναπτυσσόμενη νευρομυϊκή ένωση. Physiol Rev 1995; 75: 339-68.
  1. Bosboom JL, Stoffers Ο, Wolters ECh. Ο ρόλος της ακετυλοχολίνης και της ντοπαμίνης στην άνοια και της ψύχωσης στη νόσο του Πάρκινσον. J Neural Transm 2003; 65 (Suppl): 185-95.
  1. Montgomery, S.A. και Corn, T.H. (Eds) Ψυχοφαρμακολογία της κατάθλιψης Oxford University Press, Βρετανική Ένωση Ψυχοφαρμακολογίας, Μονογραφίες Νο 13, 1994.