Funcțiile acetilcolinei, sinteza, mecanismul de acțiune

2093
Alexander Pearson

acetilcolina Este neurotransmițătorul specific din sistemul nervos somatic și din sinapsele ganglionare ale sistemului nervos autonom. Este o substanță chimică care permite funcționarea unui număr mare de neuroni și, în același timp, permite efectuarea diferitelor activități ale creierului.

Acetilcolina a fost primul neurotransmițător izolat, conceptualizat și caracterizat prin ceea ce mulți oameni de știință spun că este „cea mai veche” substanță din creier. A fost descris farmacologic de Henry Hallet Delt în 1914 și ulterior confirmat de Otto Loewi ca neurotransmițător.

Structura moleculară a acetilcolinei

Activitatea principală a acetilcolinei revine sistemului colinergic, care este responsabil pentru producerea și sintetizarea acetilcolinei. În ceea ce privește efectele sale cele mai importante, evidențiază contracția musculară, mișcarea, procesele digestive și neuroendocrine și activarea proceselor cognitive, cum ar fi atenția și excitarea..

Indice articol

  • 1 Cum acționează acetilcolina?
  • 2 Sinteza
  • 3 Eliberați
  • 4 receptoare
  • 5 Funcțiile acetilcolinei
    • 5.1 Funcțiile motorului
    • 5.2 Funcțiile neuroendocrine
    • 5.3 Funcții parasimpatice
    • 5.4 Funcții senzoriale
    • 5.5 Funcții cognitive
  • 6 Boli conexe
    • 6.1 Alzheimer
    • 6.2 Parkinson
  • 7 Referințe

Cum acționează acetilcolina?

În creierul mamiferelor, informațiile dintre neuroni sunt transmise printr-o substanță chimică numită neurotransmițător. Această substanță este eliberată la sinapsă ca răspuns la un stimul specific și, atunci când este eliberată, transmite anumite informații către neuronul următor..

Neurotransmițătorul secretat acționează pe site-uri de receptori specializate și foarte selective, astfel, deoarece există diferite tipuri de neurotransmițători, fiecare dintre aceștia acționează în anumite sisteme.

Un neuron colinergic poate produce acetilcolină (dar nu și alte tipuri de neurotransmițători), la fel, poate produce receptori specifici pentru acetilcolină, dar nu și pentru alte tipuri de neurotransmițători.

Schimbul de informații efectuat de acetilcolină se efectuează în neuroni și sisteme specifice numite colinergice..

Pentru ca acetilcolina să acționeze, este nevoie de un neuron transmițător care produce această substanță și de un neuron receptor care produce un receptor colinergic care este capabil să transporte acetilcolina atunci când este eliberat din primul neuron. În imaginea următoare puteți vedea cum acetilcolina este eliberată către neurotransmițători musculari:

Sinteză

Micrografie a nucleului bazal al lui Meynert, care produce acetilcolină în sistemul nervos central. Sursă: Nephron [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Acetilcolina este sintetizată din colină, un nutrient esențial generat de organism. Colina se acumulează în neuronii colinergici printr-o reacție cu actil CoA și sub influența enzimatică a colinei acetiltransferazei..

Aceste trei elemente se găsesc în regiunile specifice ale creierului în care va fi produsă acetilcolina, motiv pentru care acetilcolina produce un neurotransmițător care aparține unui sistem specific, sistemul colinergic..

Când găsim aceste trei substanțe într-un neuron pe care tocmai l-am discutat, știm că acesta constă dintr-un neuron colinergic și că va produce acetilcolină prin interacțiunea colinei și a elementelor enzimatice care îi aparțin..

Sinteza acetilcolinei are loc în cadrul neuronului, în special în nucleul celulei. Odată sintetizată, acetilcolina părăsește nucleul neuronului și călătorește prin axon și dendrite, adică părțile neuronului care sunt responsabile pentru comunicarea și asocierea cu alți neuroni..

Eliberare

Molecule de acetilcolină. Sursă: Creat cu setul de date și programul gratuit Rasmol.

Știm deja că funcția acestei substanțe este de a asocia și comunica neuroni specifici (colinergici) cu alți neuroni specifici (colinergici). Pentru a efectua acest proces, acetilcolina găsită în neuron trebuie eliberată pentru a se deplasa către neuronul receptor..

Pentru ca acetilcolina să fie eliberată, este necesară prezența unui stimul pentru a motiva ieșirea sa din neuron. Dacă nu există un potențial de acțiune efectuat de un alt neuron, acetilcolina nu va putea să plece.

Pentru ca acetilcolina să fie eliberată, un potențial de acțiune trebuie să ajungă la terminalul nervos unde se află neurotransmițătorul. Când se întâmplă acest lucru, același potențial de acțiune generează un potențial de membrană, fapt care motivează activarea canalelor de calciu..

Datorită gradientului electrochimic, se generează un aflux de ioni de calciu care permit deschiderea barierelor membranei și se poate elibera acetilcolina.

După cum putem vedea, eliberarea acetilcolinei răspunde mecanismelor chimice ale creierului la care participă multe substanțe și diferite acțiuni moleculare..

Receptoare

Structura receptorului nicotinic. Sursă: Opossum58 [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Odată eliberată, acetilcolina rămâne în țara nimănui, adică se află în afara neuronilor și se află în spațiul intersinaptic. Pentru ca sinapsa să fie făcută și ca acetilcolina să își îndeplinească misiunea de a comunica cu neuronul consecutiv, este necesară prezența unor substanțe cunoscute sub numele de receptori..

Receptorii sunt substanțe chimice a căror funcție principală este de a transduce semnalele emise de neurotransmițător. Acest proces se face selectiv, deci nu toți receptorii răspund la acetilcolină.

De exemplu, receptorii unui alt neurotransmițător, cum ar fi serotonina, nu vor prelua semnalele acetilcolinei, astfel încât să funcționeze trebuie să fie cuplat la o serie de receptori specifici.

În general, receptorii care răspund la acetilcolină se numesc receptori colinergici. Putem găsi 4 tipuri principale de receptori colinergici: receptori agonisti muscarinici, receptori agonisti nicotinici, receptori antagonisti muscarinici si receptori antagonisti nicotinici..

Funcțiile acetilcolinei

Prelucrarea acetilcolinei la sinapsă. Sursa: Smedlib, pe baza lucrărilor originale ale lui Pancrat [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Acetilcolina are multe funcții atât la nivel fizic, cât și la nivel psihologic sau creier. Acest neurotransmițător este responsabil pentru efectuarea activităților de bază, cum ar fi mișcarea sau digestia și, în același timp, participă la procese mai complexe ale creierului, cum ar fi cunoașterea sau memoria.

Mai jos vom analiza principalele funcții ale acestui important neurotransmițător.

Funcții motorii

Este probabil cea mai importantă activitate a acetilcolinei. Acest neurotransmițător este responsabil pentru producerea contracției musculare, controlul potențialului de repaus al mușchiului intestinal, creșterea producției de vârfuri și modularea tensiunii arteriale.

Acționează ușor ca vasodilatator în vasele de sânge și conține un anumit factor de relaxare.

Funcții neuroendocrine

O altă funcție fundamentală a acetilcolinei este creșterea secreției de vasopresină prin stimularea lobului posterior al hipofizei..

Vasopresina este un hormon peptidic care controlează reabsorbția moleculelor de apă, deci producția sa este vitală pentru dezvoltarea și funcția neuroendocrină.

La fel, acetilcolina scade secreția de prolactină în hipofiza posterioară..

Funcții parasimpatice

Acetilcolina are un rol relevant în aportul alimentar și în funcționarea sistemului digestiv.

Acest neurotransmițător este responsabil pentru creșterea fluxului sanguin în tractul gastro-intestinal, crește tonusul muscular gastro-intestinal, crește secrețiile endocrine gastro-intestinale și scade ritmul cardiac..

Funcții senzoriale

Neuronii colinergici fac parte din marele sistem ascendent, deci participă și la procesele senzoriale. Acest sistem începe în trunchiul cerebral și inervează zone întinse ale cortexului cerebral unde se găsește acetilcolina..

Principalele funcții senzoriale care au fost asociate cu acest neurotransmițător constau în menținerea conștiinței, transmiterea informațiilor vizuale și percepția durerii.

Funcții cognitive

S-a demonstrat că acetilcolina joacă un rol critic în formarea memoriei, capacitatea de concentrare și dezvoltarea atenției și a raționamentului logic..

Acest neurotransmițător oferă beneficii de protecție și ar putea limita apariția declinului cognitiv. De fapt, s-a demonstrat că principala substanță afectată de boala Alzheimer este acetilcolina.

Boli conexe

Calea acetilcolinei în sistemul nervos central. Sursă: BruceBlaus [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Acetilcolina participă la diferite funcții ale creierului, astfel încât deficitul acestor substanțe se poate reflecta în deteriorarea unora dintre activitățile menționate mai sus..

Din punct de vedere clinic, acetilcolina a fost asociată cu două boli principale, boala Alzheimer și boala Parkinson..

Alzheimer

În ceea ce privește Alzheimer, în 1976 s-a constatat că în diferite regiuni ale creierului pacienților cu această boală, au existat niveluri ale enzimei colină acetiltransferază care au fost cu până la 90% mai mici decât în ​​mod normal.

Această enzimă este vitală pentru producerea de acetilcolină, motiv pentru care s-a postulat că boala Alzheimer ar putea fi cauzată de deficiența acestei substanțe cerebrale.

În prezent, acest factor este principalul indiciu care indică cauza Alzheimer și cuprinde o mare parte din atenția științifică și cercetările care se desfășoară atât asupra bolii, cât și asupra dezvoltării posibilelor tratamente..

Parkinson

În ceea ce privește Parkinson, asocierea dintre cauza bolii și acetilcolina este mai puțin clară. Parkinson este o boală care afectează în principal mișcarea, motiv pentru care acetilcolina ar putea juca un rol important în geneza sa.

Cauza bolii este necunoscută astăzi și, în plus, un alt neurotransmițător, cum ar fi dopamina, pare să joace un rol mai important, iar majoritatea medicamentelor pentru această patologie se concentrează pe funcția acestui neurotransmițător.

Cu toate acestea, relația strânsă dintre dopamină și acetilcolină sugerează că aceasta din urmă este, de asemenea, un neurotransmițător important în boală..

Referințe

  1. Perry E, Walker M, Grace J, Perry R. Acetilcolina în minte: un neurotransmițător corelat al conștiinței? TINS 1999; 22-6, 273-80.
  2. McMahan UJ. Structura și reglarea agrinului. În: Koelle GB. Simpozion asupra sinapsei colinergice. Life Science, Vol. 50. New York: Pergamon Press; 1992, p. 93-4.
  3. Changeux JP, Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. Receptorul acetilcolinei: o proteină "alosterică" angajată în comunicarea intracelulară. Știința 1984; 225: 1335-45.
  4. Duclert A, Chengeux JP. Expresia genei receptorului de acetilcolină la joncțiunea neuromusculară în curs de dezvoltare. Physiol Rev 1995; 75: 339-68.
  5. Bosboom JL, Stoffers D, Wolters ECh. Rolul acetilcolinei și dopaminei în demență și psihoză în boala Parkinson. J Neural Transm 2003; 65 (Supliment): 185-95.
  6. Montgomery, S.A. și Porumb, T.H. (Eds) Psychopharmacology of Depression Oxford University Press, British Association for Psychopharmacology, Monografii nr. 13, 1994.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.