Acetylcholin: Funktion och handlingsmekanism
Acetylcholin är den specifika neurotransmittorn i systemen i det somatiska nervsystemet och i de ganglioniska synapserna i det autonoma nervsystemet.
Det är en kemikalie som möjliggör drift av ett stort antal neuroner och samtidigt möjliggör utförandet av olika hjärnans aktiviteter.
Det var den första neurotransmittorn isolerad, konceptualiserad och karakteriserad, för vad enligt många forskare är den mest "gamla" substansen i hjärnan.
Acetylcholin beskrivs farmakologiskt av Henry Hallet Delt 1914 och bekräftas därefter av Otto Loewi som en neurotransmittor.
Den huvudsakliga aktiviteten för acetylkolin ligger i det kolinerga systemet, det system som ansvarar för att producera och syntetisera acetylkolin.
När det gäller de viktigaste effekterna framhäver den muskelkontraktion, rörelse, matsmältning och neuroendokrina processer och aktivering av kognitiva processer som uppmärksamhet och upphetsning.
Hur fungerar acetylkolin?
Som vi har sett, i däggdjurshjärnan sänds informationen mellan neuroner via en kemikalie som kallas neurotransmittor.
Detta ämne frisätts vid synaps som svar på en specifik stimulans och överför vid bestämd frisättning bestämd information till nästa neuron.
Den neurotransmittor som utsöndrar verkar i specialiserade och starkt selektiva receptorsajter, på det sättet, eftersom det finns olika typer av neurotransmittorer, verkar de i vissa system.
Således kan en kolinerg neuron producera acetylkolin (men inte andra typer av neurotransmittorer), på samma sätt kan en kolinerg neuron producera specifika receptorer för acetylkolin men inte för andra typer av neurotransmittorer.
Således utförs informationsutbytet som acetylkolin utföres i neuroner och vissa system och betecknas som kolinerga.
För att acetylkolin ska fungera kräver en sändande neuron som producerar denna substans och en receptorneuron som producerar en kolinergreceptor som kan transportera acetylkolin när den frigörs från den första neuronen.
Hur syntetiseras acetylkolin?
Acetylcholin syntetiseras från kolin, ett väsentligt näringsämne som kroppen genererar.
Kolin ackumuleras i kolinerga neuroner genom en reaktion med actil CoA och under enzymatisk påverkan av kolinacetyltransferas.
Dessa tre element finns i specifika regioner i hjärnan där acetylkolin kommer att produceras, varför acetylkolin gör en neurotransmittor som tillhör ett specifikt system, det kolinerga systemet.
När vi i en neuron hittar vi dessa tre ämnen som vi just kommenterat vet vi att det består av en kolinerg neuron och att den kommer att producera acetylkolin genom interaktionen mellan kolin och de enzymatiska elementen som hör till den.
Syntesen av acetylkolin sker inuti neuronen, specifikt i cellens kärna.
När syntetiserats lämnar acetylkolin kärnan i neuronen och färdas genom axon och dendriter, det vill säga de delar av neuronen som är ansvariga för kommunikation och association med andra neuroner.
Frisättning av acetylkolin
Hittills har vi sett vad det är, hur det fungerar och hur acetylkolin produceras i människans hjärna.
Således vet vi redan att ämnets funktion är att associera och kommunicera specifika neuroner (kolinerga) med andra specifika neuroner (kolinerga).
För att utföra denna process måste acetylkolin som är inne i nervsystemet frisättas för att resa till mottagande neuron.
För att acetylkolin ska frisläppas krävs närvaron av en stimulans som motiverar dess utgång från nervsystemet.
Således, om ingen åtgärdspotential realiseras av en annan neuron, kommer acetylkolin inte att kunna gå ut.
Och är det för att acetylkolin ska släppas, måste en åtgärdspotential nå den nervterminal där neurotransmittorn är belägen.
När detta händer genererar samma åtgärdspotential en membranpotential, ett faktum som motiverar aktiveringen av kalciumkanaler.
På grund av den elektrokemiska gradienten genereras en tillströmning av kalciumjoner som tillåter att membranbarriärer öppnas och acetylkolin frigörs.
Som vi ser svarar frisättningen av acetylkolin på kemiska mekanismer i hjärnan där många ämnen och olika molekylära åtgärder deltar.
Receptorer av acetylkolin
När det är utsläppt, förblir acetylkolin i ingenmans land, det vill säga det ligger utanför neuronerna och ligger i det intersynaptiska utrymmet.
För att synapset ska kunna utföras och acetylkolin för att uppfylla sitt uppdrag att kommunicera med den på varandra följande neuronen krävs således närvaron av substanser som är kända som receptorer.
Receptorerna är kemiska substanser vars huvudsakliga funktion är att transducera signalerna som emitteras av neurotransmittorn.
Som vi har sett tidigare utförs denna process selektivt, så inte alla mottagare svarar mot acetylkolin.
Till exempel kommer receptorerna från en annan neurotransmittor, såsom serotonin, inte att fånga signalerna för acetylkolin, så att den kan fungera för att kopplas till en serie specifika receptorer.
I allmänhet kallas receptorerna som svarar mot acetylkolin kolinerga receptorer.
Vi kan hitta 4 huvudtyper av kolinerga receptorer: muskarinagonistreceptorer, nikotinagonistreceptorer, muskarinreceptorantagonister och nikotinreceptorantagonister.
Funktioner av acetylkolin
Acetylcholin har många funktioner både fysiskt och psykiskt eller cerebralt.
På så sätt är denna neurotransmittor ansvarig för att utföra grundläggande aktiviteter som rörelse eller matsmältning och samtidigt deltar i mer komplexa hjärnprocesser som kognition eller minne.
Nästa granskar vi huvudfunktionerna hos denna viktiga neurotransmittor.
1- Motorfunktioner
Det är förmodligen den viktigaste aktiviteten av acetylkolin.
Denna neurotransmittor är ansvarig för att producera muskelkontraktion, kontrollerar vilopotentialen i tarmmuskeln, ökar spikproduktionen och modulerande blodtryck.
Det verkar som en mild vasodilator i blodkärl och innehåller en viss avslappnande faktor.
2- Neuroendokrina funktioner
En annan grundläggande funktion av acetylkolin är att öka utsöndringen av vasopressin genom att stimulera hypofysens bakre lob.
Vasopressin är ett peptidhormon som kontrollerar reabsorptionen av vattenmolekyler, så dess produktion är avgörande för neuroendokrin funktion och utveckling.
På samma sätt minskar acetylkolin sekretionen av prolaktin i den bakre hypofysen.
3- Parasympatiska funktioner
Acetylcholin har en relevant roll vid intag av mat och i matsmältningssystemet.
Denna neurotransmittor är ansvarig för att öka blodflödet i mag-tarmkanalen, ökar gastrointestinalt muskelton, ökar gastrointestinala endokrina utsöndringar och minskar hjärtfrekvensen.
4- Sensoriska funktioner
Cholinerga neuroner ingår i det stora uppstigande systemet, så att de också deltar i sensoriska processer.
Detta system börjar i hjärnstammen och innervas stora delar av hjärnbarken där acetylkolin finns.
De viktigaste sensoriska funktionerna som har associerats med denna neurotransmittor ligger i upprätthållandet av medvetandet, överföringen av visuell information och uppfattningen av smärta.
5- Kognitiva funktioner
Det har visats hur acetylkolin spelar en kritisk roll i bildandet av minnen, koncentrationsförmågan och utvecklingen av uppmärksamhet och logisk resonemang.
Denna neurotransmittor ger skyddsåtgärder och kan begränsa uppkomsten av kognitiv försämring.
Faktum är att acetylkolin har visat sig vara den huvudsakliga substansen som påverkas av Alzheimers sjukdom.
Relaterade sjukdomar
Som vi har sett deltar acetylkolin i olika hjärnfunktioner, så att underskottet av dessa ämnen kan återspeglas i försämringen av några av de aktiviteter som diskuteras ovan.
Kliniskt har acetylkolin associerats med två stora sjukdomar, Alzheimers sjukdom och Parkinsons sjukdom.
Alzheimer
När det gäller Alzheimers sjukdom, konstaterades det i 1976 att i olika regioner i hjärnan hos patienter med denna sjukdom var nivåerna av enzymet kolinacetyltransferas upp till 90% lägre än normalt.
Som vi har sett är detta enzym avgörande för produktionen av acetylkolin, så det var postulerat att Alzheimers sjukdom kan orsakas av brist på denna hjärnämne.
För närvarande utgör denna faktor den viktigaste ledtråden som pekar på orsaken till Alzheimers sjukdom och täcker en stor del av den vetenskapliga uppmärksamhet och forskning som utförs både på sjukdomen och vid beredningen av möjliga behandlingar.
parkinson
När det gäller Parkinsons sjukdom är associeringen mellan orsaken till sjukdomen och acetylkolin mindre klar.
Parkinsons är en sjukdom som främst påverkar rörelsen, varför acetylkolin kan spela en viktig roll i sin genesis.
Dock är orsaken till sjukdomen okänd idag, och dessutom verkar en annan neurotransmittor som dopamin spela en viktigare roll och de flesta läkemedel för detta tillstånd fokuserar på funktionen hos denna neurotransmittor.
Det nära sambandet mellan dopamin och acetylkolin tyder dock på att den senare också är en viktig neurotransmittor i sjukdomen.
Vad är en neurotransmittor?
Neurotransmittorer är biomolekyler som överför information från en neuron till en annan på varandra följande neuron.
Hjärnan är full av neuroner som tillåter hjärnaktivitet, men de måste kunna kommunicera med varandra för att utföra sina funktioner.
På så sätt är neurotransmittorer huvudkärnorna i hjärnan som tillåter deras aktivitet och funktionalitet.
Överföringen av information mellan en neuron och en annan utförs genom synaps, det vill säga genom transport av information mellan en sändande neuron och en mottagande neuron (eller cell).
Synaps görs därför av neurotransmittorer, eftersom det är dessa ämnen som tillåter utbyte av information.
Hur fungerar en neurotransmittor?
När synaps uppstår, frigörs en neurotransmittor av blåsorna vid slutet av den presynaptiska neuronen (den som avger informationen).
På så sätt är neurotransmittorerna inne i nervsystemet och när de vill kommunicera med en annan frigörs de.
När neurotransmittorn har frigjorts, går det genom det synaptiska rummet och verkar genom att ändra åtgärdspotentialen i nästa neuron, det vill säga det modifierar den elektriska chockvågorna hos det neuron som det vill kommunicera med.
Därför är det möjligt att med hjälp av den våg som släpper ut neurotransmittorn när den befinner sig utanför nervsystemet, excitera eller hämma (beroende på typen av neurotransmittor) följande neuron.
