АЦЕТИЛХОЛІН: ФУНКЦІЇ, СИНТЕЗ, МЕХАНІЗМ ДІЇ - НЕЙРОПСИХОЛОГІЯ - 2024

Ацетилхолін є нейромедіатором в конкретних системах і соматичної нервової системи ганглій синапсу вегетативної нервової системи. Це хімічна речовина, яка дозволяє функціонувати великій кількості нейронів і в той же час дозволяє виконувати різні мозкові дії.

Ацетилхолін був першим нейромедіатором, виділеним, осмисленим та характеризуваним тим, що багато вчених кажуть, що це "найстаріша" речовина в мозку. Він був описаний фармакологічно Генрі Халлет Дельтом у 1914 році, а згодом був підтверджений Отто Лоєві як нейромедіатор.

Молекулярна структура ацетилхоліну

Основна діяльність ацетилхоліну припадає на холінергічну систему, яка відповідає за виробництво та синтез ацетилхоліну. Щодо його найважливіших ефектів, він підкреслює скорочення м'язів, рухи, травні та нейроендокринні процеси, а також активізацію когнітивних процесів, таких як увага та збудження.

Як діє ацетилхолін?

У мозку ссавців інформація між нейронами передається через хімічну речовину, яку називають нейромедіатором. Ця речовина вивільняється при синапсі у відповідь на конкретний подразник і при вивільненні передає певну інформацію наступному нейрону.

Нейромедіатор, який секретується, діє на спеціалізовані та високоселективні рецепторні ділянки, таким чином, оскільки існують різні типи нейромедіаторів, кожен з них діє в певних системах.

Холінергічний нейрон може продукувати ацетилхолін (але не інші типи нейромедіаторів), також він може виробляти специфічні рецептори для ацетилхоліну, але не для інших типів нейромедіаторів.

Обмін інформацією, що здійснюється ацетилхоліном, здійснюється в конкретних нейронах і системах, званих холінергічними.

Для дії ацетилхоліну необхідний передавач нейрон для вироблення цієї речовини та нейрон рецептора для отримання холінергічного рецептора, здатного транспортувати ацетилхолін при звільненні від першого нейрона. На наступному зображенні ви бачите, як ацетилхолін вивільняється в м'язові нейромедіатори:

Синтез

Мікрографія ядра базаліса Мейнерта, який виробляє ацетилхолін в центральній нервовій системі. Джерело: Нефрон

Ацетилхолін синтезується з холіну - найважливішого живильного речовини, що утворюється організмом. Холін накопичується в холінергічних нейронах завдяки реакції з актиліном CoA та під ферментативним впливом холінової ацетилтрансферази.

Ці три елементи знаходяться в специфічних областях мозку, де буде вироблятися ацетилхолін, через що ацетилхолін робить нейротрансмітером, що належить до певної системи, холінергічної системи.

Коли ми знаходимо ці три речовини в нейроні, про який ми нещодавно обговорювали, ми знаємо, що він складається з холінергічного нейрона і що цей нейрон буде виробляти ацетилхолін завдяки взаємодії холіну та відповідних ферментативних елементів.

Синтез ацетилхоліну відбувається всередині нейрона, конкретно в ядрі клітини. Синтезуючись, ацетилхолін залишає ядро ​​нейрона і проходить через аксон і дендрити, тобто частини нейрона, які відповідають за зв'язок і асоціацію з іншими нейронами.

Відпустіть

Молекули ацетилхоліну. Джерело: Створено за допомогою набору даних та безкоштовної програми Rasmol.

Ми вже знаємо, що функція цієї речовини полягає у асоціації та спілкуванні конкретних нейронів (холінергічних) з іншими специфічними нейронами (холінергічними). Для здійснення цього процесу ацетилхолін, знайдений всередині нейрона, повинен бути звільнений для подорожі до нейрона-реципієнта.

Щоб ацетилхолін вивільнився, він потребує наявності подразника, який мотивує його вихід з нейрона. Якщо потенціал дії, здійснений іншим нейроном, відсутній, ацетилхолін не зможе піти.

Щоб ацетилхолін вивільнявся, потенціал дії повинен досягати нервового терміналу, де знаходиться нейротрансмітер. Коли це відбувається, той же потенціал дії породжує мембранний потенціал - факт, що мотивує активацію кальцієвих каналів.

Завдяки електрохімічному градієнту утворюється приплив іонів кальцію, що дозволяє розкриватися мембранним бар'єрам і може вивільнятися ацетилхолін.

Як ми бачимо, вивільнення ацетилхоліну відповідає хімічним механізмам у мозку, в яких бере участь багато речовин і різні молекулярні дії.

Приймачі

Будова нікотинового рецептора. Джерело: Opossum58

Після вивільнення ацетилхолін залишається в нічиїй землі, тобто знаходиться за межами нейронів і знаходиться в міжсинаптичному просторі. Для того, щоб синапс був реалізований і ацетилхолін виконав свою місію спілкування з послідовним нейроном, необхідна наявність речовин, відомих як рецептори.

Рецептори - це хімічні речовини, основною функцією яких є передача сигналів, що випромінюються нейромедіатором. Цей процес проводиться вибірково, тому не всі рецептори реагують на ацетилхолін.

Наприклад, рецептори іншого нейромедіатора, такого як серотонін, не прийматимуть сигнали ацетилхоліну, тому для його роботи він повинен бути з'єднаний з низкою певних рецепторів.

Взагалі рецептори, які реагують на ацетилхолін, називаються холінергічними рецепторами. Ми можемо знайти 4 основні типи холінергічних рецепторів: рецептори мускаринових агоністів, рецептори нікотинових агоністів, рецептори антагоністів мускаринових та рецептори антагоністів нікотинових.

Ацетилхолінові функції

Обробка ацетилхоліну при синапсі. Джерело: Смедліб, заснований на оригінальній роботі Панкрата

Ацетилхолін має безліч функцій як на фізичному рівні, так і на психологічному або мозковому рівні. Цей нейромедіатор відповідає за здійснення основних видів діяльності, таких як рух або травлення, і в той же час він бере участь у більш складних процесах мозку, таких як пізнання або пам'ять.

Нижче ми розглянемо основні функції цього важливого нейромедіатора.

Моторні функції

Це, мабуть, найважливіша активність ацетилхоліну. Цей нейромедіатор відповідає за вироблення м'язових скорочень, контроль потенціалу спокою кишкової мускулатури, збільшення вироблення шипів та модуляцію артеріального тиску.

Він діє м'яким чином як судинорозширювальний засіб у судинах і містить певний розслабляючий фактор.

Нейроендокринні функції

Інша ключова роль ацетилхоліну полягає в посиленні секреції вазопресину за рахунок стимуляції задньої частки гіпофіза.

Вазопресин - це пептидний гормон, який контролює реабсорбцію молекул води, тому її продукція життєво важлива для нейроендокринного розвитку та функціонування.

Так само ацетилхолін зменшує секрецію пролактину в задній частині гіпофіза.

Парасимпатичні функції

Ацетилхолін відіграє важливу роль у прийомі їжі та функціонуванні травної системи.

Цей нейромедіатор відповідає за збільшення кровотоку в шлунково-кишковому тракті, підвищує тонус шлунково-кишкового тракту, збільшує шлунково-кишковий ендокринний секрет, знижує частоту серцевих скорочень.

Сенсорні функції

Холінергічні нейрони є частиною великої висхідної системи, тому вони також беруть участь у сенсорних процесах. Ця система починається в стовбурі мозку і іннервує великі ділянки кори головного мозку, де виявляється ацетилхолін.

Основні сенсорні функції, пов'язані з цим нейромедіатором, полягають у підтримці свідомості, передачі зорової інформації та сприйнятті болю.

Пізнавальні функції

Показано, що ацетилхолін відіграє вирішальну роль у формуванні пам'яті, здатності до концентрації, розвитку уваги та логічних міркувань.

Цей нейромедіатор забезпечує захисні переваги і може обмежити виникнення когнітивного зниження. Насправді ацетилхолін був показаний головним ураженим речовиною при хворобі Альцгеймера.

Супутні захворювання

Ацетилхоліновий шлях у центральній нервовій системі. Джерело: BruceBlaus

Ацетилхолін бере участь у різних функціях мозку, тому дефіцит цих речовин може відображатися на погіршенні деяких видів діяльності, обговорених вище.

Клінічно ацетилхолін асоціюється з двома основними захворюваннями, хворобою Альцгеймера та хворобою Паркінсона.

Альцгеймера

Що стосується хвороби Альцгеймера, то в 1976 р. Було встановлено, що в різних регіонах мозку пацієнтів із цим захворюванням були рівні ферменту холінової ацетилтрансферази на 90% нижче норми.

Цей фермент життєво необхідний для вироблення ацетилхоліну, тому було постульовано, що хвороба Альцгеймера може бути викликана дефіцитом цієї мозкової речовини.

В даний час цей фактор є основною підказкою причини хвороби Альцгеймера і охоплює значну частину наукової уваги та досліджень, які проводяться як щодо захворювання, так і щодо розвитку можливих методів лікування.

Паркінсона

Що стосується Паркінсона, зв’язок між причиною захворювання та ацетилхоліном менш чіткий. Паркінсон - це захворювання, яке в основному впливає на рух, через що ацетилхолін може зіграти важливу роль у його генезі.

Причина захворювання на сьогодні невідома, і, крім того, інший нейромедіатор, такий як дофамін, відіграє важливішу роль, і більшість препаратів для цієї патології зосереджено на функції цього нейромедіатора.

Однак тісний зв’язок між дофаміном та ацетилхоліном говорить про те, що останній також є важливим нейротрансмітером при захворюванні.

Список літератури

1. Перрі Е, Уокер М, Грейс Дж, Перрі Р. Ацетилхолін на увазі: нейромедіатор корелятор свідомості? TINS 1999; 22-6, 273-80.
2. McMahan UJ. Будова та регуляція агрину. В: Koelle GB. Симпозіум про холінергічний синапс. Наука про життя, т. 50. Нью-Йорк: Pergamon Press; 1992, с. 93-4.
3. Changeux JP, Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. Рецептор ацетилхоліну: "аллостеричний" білок, що бере участь у внутрішньоклітинному зв'язку. Наука 1984; 225: 1335-45.
4. Дюклерт А, Шенге JP. Експресія гена ацетилхолінових рецепторів на розвивається нервово-м’язовому з'єднанні. Physiol Rev 1995; 75: 339-68.
5. Bosboom JL, Stoffers D, Wolters ECh. Роль ацетилхоліну та дофаміну в деменції та психозах при хворобі Паркінсона. J Нейронна трансмісія 2003; 65 (Suppl): 185-95.
6. Montgomery, SA та Corn, TH (Eds) Психофармакологія депресії Oxford University Press, Британська асоціація психофармакології, Монографії № 13, 1994.