ASETYYLIKOLIINI: TOIMINNOT, SYNTEESI, TOIMINTAMEKANISMI - NEUROPSYKOLOGIA - 2026

Asetyylikoliini on välittäjäaine erityisiä järjestelmiä ja somaattinen hermosto gangliosolujen synapsi autonomisen hermoston. Se on kemiallinen aine, joka sallii suuren määrän neuroneja toimia ja samalla mahdollistaa erilaisten aivojen toimintojen suorittamisen.

Asetyylikoliini oli ensimmäinen välittäjäaine, joka eristettiin, käsiteltiin ja karakterisoitiin sen mukaan, mitä monet tutkijat sanovat olevan "vanhin" aivojen aine. Henry Hallet Delt kuvasi sen farmakologisesti vuonna 1914, ja Otto Loewi vahvisti sen myöhemmin välittäjäaineena.

Asetyylikoliinimolekyylirakenne

Asetyylikoliinin pääaktiivisuus kuuluu kolinergiseen järjestelmään, joka vastaa asetyylikoliinin tuotannosta ja syntetisoinnista. Tärkeimmistä vaikutuksistaan ​​se tuo esiin lihasten supistumisen, liikkumisen, ruoansulatus- ja neuroendokriiniset prosessit sekä kognitiivisten prosessien, kuten huomion ja kiihottumisen, aktivoinnin.

Kuinka asetyylikoliini vaikuttaa?

Nisäkkään aivoissa tieto neuronien välillä välittyy kemikaalin, jota kutsutaan välittäjäaineeksi, välityksellä. Tämä aine vapautuu synapsissa vasteena tiettyyn ärsykkeeseen, ja vapautuessaan se välittää tietyn tiedon seuraavalle neuronille.

Erittyvä välittäjäaine toimii erikoistuneissa ja erittäin selektiivisissä reseptorikohdissa, joten koska välittäjäaineita on erityyppisiä, kukin niistä toimii tietyissä järjestelmissä.

Kolinerginen neuroni voi tuottaa asetyylikoliinia (mutta ei muun tyyppisiä välittäjäaineita), samoin, se voi tuottaa spesifisiä reseptoreita asetyylikoliinille, mutta ei muun tyyppisille välittäjäaineille.

Asetyylikoliinin suorittama tietojenvaihto tapahtuu erityisissä neuroneissa ja järjestelmissä, joita kutsutaan kolinergisiksi.

Asetyylikoliinin toiminta edellyttää lähettäjäneuronia tämän aineen tuottamiseksi ja reseptorineuronia tuottamaan kolinergistä reseptoria, joka kykenee kuljettamaan asetyylikoliinia, kun se vapautuu ensimmäisestä neuronista. Seuraavassa kuvassa voit nähdä kuinka asetyylikoliini vapautuu lihaksen välittäjäaineisiin:

Synteesi

Mikrokuva Meynertin ytimen ytimestä, joka tuottaa asetyylikoliinia keskushermostossa. Lähde: Nephron

Asetyylikoliini syntetisoidaan koliinista, joka on kehon tuottama välttämätön ravintoaine. Koliini kerääntyy kolinergisiin neuroneihin reaktion kautta asyyli CoA: n kanssa ja koliinin asetyylitransferaasin entsymaattisessa vaikutuksessa.

Nämä kolme elementtiä löytyvät aivojen tietyiltä alueilta, joilla asetyylikoliini tuotetaan, minkä vuoksi asetyylikoliini tekee välittäjäaineen, joka kuuluu tiettyyn järjestelmään, kolinergiseen järjestelmään.

Kun löydämme nämä kolme ainetta neuronista, josta olemme juuri keskustelleet, tiedämme, että se koostuu kolinergisestä neuronista ja että tämä neuroni tuottaa asetyylikoliinia koliinin ja vastaavien entsymaattisten elementtien vuorovaikutuksen kautta.

Asetyylikoliinin synteesi tapahtuu neuronissa, erityisesti solun ytimessä. Kun syntetisoitu, asetyylikoliini poistuu neuronin ytimestä ja kulkee aksonin ja dendriittien läpi, toisin sanoen neuronin osiin, jotka vastaavat kommunikoinnista ja liittymisestä muihin neuroneihin.

julkaisu

Asetyylikoliinimolekyylit. Lähde: Luotu tietojoukolla ja ilmaisella Rasmol-ohjelmalla.

Tiedämme jo, että tämän aineen toiminta koostuu spesifisten (kolinergisten) neuronien yhdistämisestä ja kommunikoimisesta muiden spesifisten neuronien (kolinergisten) kanssa. Tämän prosessin suorittamiseksi neuronista löytynyt asetyylikoliini on vapautettava kuljettamaan vastaanottajaneuroniin.

Asetyylikoliinin vapautumiseen tarvitaan ärsyke, joka motivoi sen poistumista neuronista. Jos toisen neuronin suorittamaa toimintapotentiaalia ei ole, asetyylikoliini ei pysty poistumaan.

Asetyylikoliinin vapautumiseksi toimintapotentiaalin on päästävä hermopäätteeseen, jossa välittäjäaine sijaitsee. Kun tämä tapahtuu, sama toimintapotentiaali luo membraanipotentiaalin, tosiasian, joka motivoi kalsiumkanavien aktivoitumista.

Sähkökemiallisen gradientin ansiosta syntyy kalsiumionien virtausta, joka sallii membraaniesteiden avautumisen ja asetyylikoliinin vapautumisen.

Kuten voimme nähdä, asetyylikoliinin vapautuminen reagoi aivojen kemiallisiin mekanismeihin, joihin osallistuu monia aineita ja erilaisia ​​molekyylivaikutuksia.

vastaanottimet

Nikotiinireseptorin rakenne. Lähde: Opossum58

Kun se on vapautettu, asetyylikoliini ei jää kenenkään maahan, ts. Se on neuronien ulkopuolella ja on intersynaptisessa tilassa. Synapsin toteutuminen ja asetyylikoliinin suorittaminen tehtävässään kommunikoida peräkkäisen neuronin kanssa vaativat reseptoreiksi kutsuttujen aineiden läsnäolon.

Reseptorit ovat kemiallisia aineita, joiden päätehtävänä on välittää välittäjäaineen lähettämiä signaaleja. Tämä prosessi suoritetaan selektiivisesti, joten kaikki reseptorit eivät reagoi asetyylikoliiniin.

Esimerkiksi toisen välittäjäaineen, kuten serotoniinin, reseptorit eivät ota asetyylikoliinin signaaleja, joten jotta se toimisi, se on kytkettävä joukkoon spesifisiä reseptoreita.

Yleensä reseptoreita, jotka reagoivat asetyylikoliiniin, kutsutaan kolinergisiksi reseptoreiksi. Voimme löytää 4 päätyyppiä kolinergisia reseptoreita: muskariiniagonistireseptoreita, nikotiiniagonistireseptoreita, muskariiniantagonistireseptoreita ja nikotiiniantagonistireseptoreita.

Asetyylikoliinifunktiot

Asetyylikoliinin käsittely synapsissa. Lähde: Smedlib, joka perustuu Pancratin alkuperäiseen teokseen

Asetyylikoliinilla on monia toimintoja sekä fyysisesti että psykologisesti tai aivoissa. Tämä välittäjä on vastuussa perustoimintojen, kuten liikkeen tai ruuansulatuksen, suorittamisesta ja samalla osallistuu monimutkaisempiin aivoprosesseihin, kuten kognitio tai muisti.

Alla tarkastelemme tämän tärkeän välittäjäaineen päätoimintoja.

Moottorin toiminnot

Se on luultavasti asetyylikoliinin tärkein vaikutus. Tämän välittäjäaineen tehtävänä on tuottaa lihaksen supistumista, ohjata suoliston lihaksen lepopotentiaalia, lisätä piikkien tuotantoa ja muuttaa verenpainetta.

Se toimii lievästi verisuonia laajentavana aineena ja sisältää tietyn rentouttavan tekijän.

Neuroendokriiniset toiminnot

Asetyylikoliinin toinen avainrooli on lisätä vasopressiinin eritystä stimuloimalla aivolisäkkeen takaosaa.

Vasopressiini on peptidihormoni, joka hallitsee vesimolekyylien imeytymistä, joten sen tuotanto on elintärkeää neuroendokriiniselle kehitykselle ja toiminnalle.

Samoin asetyylikoliini vähentää prolaktiinin eritystä takaosan aivolisäkkeessä.

Parasympaattiset toiminnot

Asetyylikoliinilla on tärkeä rooli ruuan saannissa ja ruuansulatusjärjestelmän toiminnassa.

Tämä välittäjäaine vastaa verenvirtauksen lisäämisestä maha-suolikanavassa, lisää maha-suolikanavan lihaksen sävyä, lisää ruoansulatuskanavan endokriinisiä erittymiä ja vähentää sykettä.

Aistinvaraiset toiminnot

Kolinergiset neuronit ovat osa suurta nousevaa järjestelmää, joten ne osallistuvat myös aistinvaraisiin prosesseihin. Tämä järjestelmä alkaa aivorungosta ja hengittää ihmisen aivokuoren suuria alueita, joista löytyy asetyylikoliinia.

Tärkeimmät aistitoiminnot, jotka on liitetty tähän välittäjäaineeseen, ovat tietoisuuden ylläpitäminen, visuaalisen tiedon välittäminen ja kivun havaitseminen.

Kognitiiviset toiminnot

Asetyylikoliinilla on osoitettu olevan tärkeä rooli muistojen muodostumisessa, keskittymiskyvyssä sekä huomion ja loogisen päättelyn kehittämisessä.

Tämä välittäjäaine tarjoaa suojaavia etuja ja voisi rajoittaa kognitiivisen heikkenemisen esiintymistä. Itse asiassa asetyylikoliinin on osoitettu olevan pääasiallinen vaikuttava aine Alzheimerin taudissa.

Liittyvät sairaudet

Asetyylikoliinireitti keskushermostossa. Lähde: BruceBlaus

Asetyylikoliini osallistuu erilaisiin aivojen toimintoihin, joten näiden aineiden alijäämä voi heijastua joidenkin edellä käsiteltyjen toimintojen huonontumiseen.

Kliinisesti asetyylikoliiniin on liitetty kaksi päätautia, Alzheimerin tauti ja Parkinsonin tauti.

Alzheimerin

Alzheimerin osalta todettiin vuonna 1976, että tällä taudilla kärsivien potilaiden aivojen eri alueilla koliiniasetyylitransferaasi-entsyymipitoisuudet olivat jopa 90% normaalia alhaisemmat.

Tämä entsyymi on elintärkeä asetyylikoliinin tuotannossa, minkä vuoksi väitettiin, että Alzheimerin tauti voi johtua tämän aivoaineen puutteesta.

Tällä hetkellä tämä tekijä on tärkein vihje Alzheimerin syylle ja kattaa suuren osan tieteellisestä huomiosta ja tutkimuksesta, jota tehdään sekä taudille että mahdollisten hoitomuotojen kehittämiselle.

Parkinsonin

Parkinsonin taudin suhteen sairauden syyn ja asetyylikoliinin välinen yhteys ei ole yhtä selvä. Parkinsonin tauti vaikuttaa pääasiassa liikkeeseen, minkä vuoksi asetyylikoliinilla voi olla tärkeä rooli sen geneesissä.

Sairauden syytä ei tunneta tänään, ja lisäksi toisella välittäjäaineella, kuten dopamiinilla, näyttää olevan tärkeämpi rooli, ja useimmat tämän patologian lääkkeet keskittyvät tämän välittäjän toimintaan.

Dopamiinin ja asetyylikoliinin läheinen suhde viittaa kuitenkin siihen, että jälkimmäinen on myös tärkeä välittäjäaine taudissa.

Viitteet

1. Perry E, Walker M, Grace J, Perry R. Asetyylikoliini mielessä: tietoisuuden välittäjä korreloi? TINS 1999; 22-6, 273-80.
2. McMahan UJ. Maatalouden rakenne ja sääntely. Julkaisussa: Koelle GB. Kolinergisen synapsin symposium. Life Science, osa 50. New York: Pergamon Press; 1992, s. 93-4.
3. Changeux JP, Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. Asetyylikoliinireseptori: "allosteerinen" proteiini, joka osallistuu solunsisäiseen viestintään. Science 1984; 225: 1335-45.
4. Duclert A, Chengeux JP. Asetyylikoliinireseptorigeeniekspressio kehittyvässä neuromuskulaarisessa liitoskohdassa. Physiol Rev 1995; 75: 339 - 68.
5. Bosboom JL, Stoffers D, Wolters ECh. Asetyylikoliinin ja dopamiinin rooli dementiassa ja psykoosissa Parkinsonin taudissa. J Neural Transm 2003; 65 (Suppl): 185 - 95.
6. Montgomery, SA ja Corn, TH (toim.) Masennuksen psykofarmakologia Oxford University Press, Brittiläinen psykofarmakologiayhdistys, monografiat nro 13, 1994.