ACETILHOLIN: FUNKCIJE, SINTEZA, MEHANIZAM DJELOVANJA - NEUROPSIHOLOGIJA - 2025

Acetilkolin je neurotransmiter u određenim sustavima i somatski živčani sustav ganglion sinapsa autonomnog živčanog sustava. To je kemijska tvar koja omogućuje funkcioniranje velikog broja neurona, a istovremeno omogućuje obavljanje različitih moždanih aktivnosti.

Acetilholin je bio prvi neurotransmiter izoliran, konceptualiziran i karakteriziran onim što mnogi znanstvenici kažu da je "najstarija" tvar u mozgu. Farmakološki je to opisao Henry Hallet Delt 1914. godine, a kasnije ga je Otto Loewi potvrdio kao neurotransmiter.

Molekularna struktura acetilkolina

Glavna aktivnost acetilkolina pada na kolinergički sustav, koji je odgovoran za proizvodnju i sintezu acetilkolina. Što se tiče njegovih najvažnijih učinaka, ona ističe kontrakciju mišića, pokret, probavne i neuroendokrine procese te aktiviranje kognitivnih procesa poput pažnje i uzbuđenja.

Kako djeluje acetilholin?

U mozgu sisavaca informacije između neurona prenose se kroz kemikaliju koja se naziva neurotransmiter. Ta se tvar oslobađa u sinapsi kao odgovor na specifični podražaj, a kad se pusti, prenosi određene informacije na sljedeći neuron.

Neurotransmiter koji se izlučuje djeluje na specijalizirana i visoko selektivna receptorska mjesta, pa, budući da postoje različite vrste neurotransmitera, svaki od njih djeluje u određenim sustavima.

Kolinergični neuron može proizvesti acetilholin (ali ne i druge vrste neurotransmitera), isto tako, može proizvesti specifične receptore za acetilholin, ali ne i za druge vrste neurotransmitera.

Razmjena informacija koju provodi acetilkolin provodi se u specifičnim neuronima i sustavima koji se nazivaju kolinergični.

Da bi acetilkolin djelovao, potreban je predajni neuron da proizvede ovu tvar i receptorski neuron da proizvede holinergički receptor koji je sposoban transportirati acetilkolin kada se oslobodi iz prvog neurona. Na sljedećoj slici možete vidjeti kako se acetilkolin oslobađa u mišićnim neurotransmiterima:

Sinteza

Mikrografija nukleus bazalis Meynert, koja proizvodi acetilkolin u središnjem živčanom sustavu. Izvor: Nephron

Acetilholin se sintetizira iz holina, bitnog hranjivog sastojka koji tijelo stvara. Kolin se akumulira u kolinergičkim neuronima reakcijom s aktilnim CoA i pod enzimskim utjecajem holin acetiltransferaze.

Ova tri elementa nalaze se u specifičnim regijama mozga u kojima će se proizvoditi acetilkolin, zbog čega acetilkolin čini neurotransmiter koji pripada specifičnom sustavu, kolinergičnom sustavu.

Kada pronađemo ove tri tvari u neuronu o kojem smo upravo raspravljali, znamo da se sastoji od holinergičkog neurona i da će taj neuron proizvesti acetilkolin interakcijom holina i odgovarajućih enzimskih elemenata.

Sinteza acetilholina odvija se unutar neurona, tačnije u jezgri stanice. Jednom sintetiziran, acetilkolin napušta jezgru neurona i putuje kroz aksone i dendrite, tj. Dijelove neurona koji su odgovorni za komunikaciju i povezanost s drugim neuronima.

puštanje

Molekule acetilkolina. Izvor: Napravljeno sa skupom podataka i besplatnim programom Rasmol.

Već znamo da se funkcija ove tvari sastoji u povezivanju i komuniciranju specifičnih neurona (holinergičnih) s drugim specifičnim neuronima (holinergičnim). Da bi se obavio ovaj postupak, acetilkolin koji se nalazi unutar neurona mora se osloboditi da bi otputovao u neuron primatelja.

Da bi se acetilkolin oslobodio, potrebna je prisutnost podražaja koji motivira njegov izlazak iz neurona. Ako akcijski potencijal koji provodi drugi neuron ne postoji, acetilkolin neće moći otići.

Da bi se acetilkolin oslobodio, akcijski potencijal mora dospjeti do živčanog terminala na kojem se nalazi neurotransmiter. Kad se to dogodi, isti akcijski potencijal stvara membranski potencijal, činjenicu koja motivira aktiviranje kalcijevih kanala.

Zbog elektrokemijskog gradijenta nastaje priliv kalcijevih iona koji omogućava otvaranje membranskih barijera i može se osloboditi acetilkolin.

Kao što vidimo, oslobađanje acetilkolina reagira na kemijske mehanizme u mozgu u kojima sudjeluju mnoge tvari i različita molekularna djelovanja.

Prijemnici

Struktura nikotinskog receptora. Izvor: Opossum58

Jednom otpušten, acetilkolin ostaje u nečijoj zemlji, odnosno nalazi se izvan neurona i nalazi se u intersinaptičkom prostoru. Da bi se sinapsa realizirala i da bi acetilkolin ispunio svoju misiju komunikacije s uzastopnim neuronom, potrebna je prisutnost tvari poznatih kao receptori.

Receptori su kemijske tvari čija je glavna funkcija pretvoriti signale koje emitira neurotransmiter. Ovaj se postupak vrši selektivno, tako da ne odgovaraju svi receptori na acetilkolin.

Primjerice, receptori drugog neurotransmitera, poput serotonina, neće pokupiti signale acetilkolina, tako da za njegovo djelovanje mora biti povezan s nizom određenih receptora.

Općenito, receptori koji reagiraju na acetilkolin nazivaju se kolinergičkim receptorima. Možemo pronaći 4 glavne vrste holinergičkih receptora: receptore muskarinskih agonista, nikotinske agonističke receptore, muskarinske receptore antagonista i nikotinske receptore antagonista.

Funkcije acetilkolina

Obrada acetilholina u sinapsi. Izvor: Smedlib, temeljen na originalnom djelu Pancrat

Acetilholin ima mnogo funkcija kako na fizičkoj tako i na psihološkoj ili moždanoj razini. Ovaj neurotransmiter odgovoran je za obavljanje osnovnih aktivnosti kao što su kretanje ili probava, a istovremeno sudjeluje u složenijim procesima mozga kao što su kognicija ili pamćenje.

U nastavku pregledamo glavne funkcije ovog važnog neurotransmitera.

Funkcije motora

Vjerojatno je najvažnija aktivnost acetilkolina. Ovaj neurotransmiter odgovoran je za stvaranje mišićne kontrakcije, kontrolu potencijala za odmaranje crijevnog mišića, povećanje proizvodnje bodlji i modulaciju krvnog tlaka.

Djeluje na blagi način kao vazodilatator u krvnim žilama i sadrži određeni opuštajući faktor.

Neuroendokrine funkcije

Druga ključna uloga acetilkolina je povećati izlučivanje vazopresina stimuliranjem stražnjeg režnja hipofize.

Vasopressin je peptidni hormon koji kontrolira reapsorpciju molekula vode, pa je njegova proizvodnja vitalna za neuroendokrini razvoj i funkciju.

Isto tako, acetilkolin smanjuje izlučivanje prolaktina u stražnjoj hipofizi.

Parasimpatičke funkcije

Acetilholin ima važnu ulogu u unosu hrane i u radu probavnog sustava.

Ovaj neurotransmiter odgovoran je za povećanje protoka krvi u gastrointestinalnom traktu, povećava tonus mišića probavnog trakta, povećava gastrointestinalni endokrini sekret i smanjuje broj otkucaja srca.

Senzorne funkcije

Kolinergični neuroni su dio velikog uzlaznog sustava, pa tako sudjeluju i u senzornim procesima. Ovaj sustav započinje u moždanom stablu i inervira velika područja moždane kore u kojima se nalazi acetilkolin.

Glavne osjetilne funkcije koje su povezane s ovim neurotransmiterom nalaze se u održavanju svijesti, prenošenju vizualnih informacija i percepciji boli.

Kognitivne funkcije

Pokazalo se da acetilkolin igra kritičnu ulogu u formiranju pamćenja, sposobnosti koncentracije i razvoju pažnje i logičkog rasuđivanja.

Ovaj neurotransmiter pruža zaštitnu korist i može ograničiti pojavu kognitivnog pada. U stvari, pokazalo se da je acetilkolin glavna pogođena tvar u Alzheimerovoj bolesti.

Srodne bolesti

Put acetilkolina u središnjem živčanom sustavu. Izvor: BruceBlaus

Acetilholin sudjeluje u raznim moždanim funkcijama, tako da se deficit tih tvari može odraziti na pogoršanje nekih od gore navedenih aktivnosti.

Klinički se acetilkolin povezuje s dvije glavne bolesti, Alzheimerovom bolešću i Parkinsonovom bolešću.

Alzheimerova bolest

S obzirom na Alzheimerovu bolest, 1976. godine ustanovljeno je da su u različitim regijama mozga pacijenata s ovom bolešću postojale razine enzima holin acetiltransferaze do 90% niže od normalne.

Ovaj enzim od vitalnog je značaja za proizvodnju acetilkolina, zbog čega je pretpostavljeno da bi Alzheimerova bolest mogla biti uzrokovana nedostatkom ove supstance u mozgu.

Trenutno je ovaj faktor glavni trag uzroka Alzheimerove bolesti i obuhvaća velik dio znanstvene pažnje i istraživanja koja se provode kako o bolesti tako i o razvoju mogućih liječenja.

Parkinsonova bolest

S obzirom na Parkinsonovu bolest, povezanost između uzroka bolesti i acetilkolina je manje jasna. Parkinsonova bolest je bolest koja uglavnom utječe na kretanje, zbog čega bi acetilkolin mogao igrati važnu ulogu u njegovoj genezi.

Uzrok bolesti danas nije poznat, a čini se da još jedan neurotransmiter poput dopamina ima važniju ulogu i većina lijekova za ovu patologiju usredotočuje se na funkciju ovog neurotransmitera.

Međutim, uska veza između dopamina i acetilkolina ukazuje da je potonji također važan neurotransmiter u bolesti.

Reference

1. Perry E, Walker M, Grace J, Perry R. Acetilholin na umu: neurotransmiter korelat svijesti? TINS 1999; 22-6, 273-80.
2. McMahan UJ. Struktura i regulacija agrina. U: Koelle GB. Simpozij o holinergičkoj sinapsi. Znanost o životu, svezak 50. New York: Pergamon Press; 1992., str. 93-4.
3. Changeux JP, Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. Acetilkolinski receptor: "alosterični" protein uključen u unutarćelijsku komunikaciju. Znanost 1984.; 225: 1335-45.
4. Duclert A, Chengeux JP. Ekspresija gena za acetilkolinski receptor na neuromuskularnom čvoru u razvoju. Physiol Rev 1995; 75: 339-68.
5. Bosboom JL, Stoffers D, Wolters ECh. Uloga acetilkolina i dopamina u demenciji i psihozi u Parkinsonovoj bolesti. J Neuralni transm. 2003; 65 (Suppl): 185-95.
6. Montgomery, SA i Corn, TH (Eds) Psihoparmakologija depresije Oxford University Press, Britansko udruženje za psihofarmakologiju, Monografije br. 13, 1994.