ACETYLCHOLINE: FUNKSJONER, SYNTESE, VIRKNINGSMEKANISME - NEVROPSYKOLOGI - 2026

Den acetylkolin er neurotransmitter i bestemte systemer, og det somatiske nervesystemet ganglion synapse i det autonome nervesystemet. Det er et kjemisk stoff som gjør at et stort antall nevroner kan fungere og samtidig tillater utførelse av forskjellige hjerneaktiviteter.

Acetylcholine var den første nevrotransmitteren isolert, konseptualisert og preget av det mange forskere sier er det "eldste" stoffet i hjernen. Det ble beskrevet farmakologisk av Henry Hallet Delt i 1914 og ble senere bekreftet av Otto Loewi som en nevrotransmitter.

Acetylkolin molekylstruktur

Hovedaktiviteten til acetylcholine faller på det kolinerge systemet, som er ansvarlig for å produsere og syntetisere acetylcholine. Når det gjelder de viktigste effektene, fremhever det muskelsammentrekning, bevegelse, fordøyelses- og nevroendokrine prosesser og aktivering av kognitive prosesser som oppmerksomhet og opphisselse.

Hvordan fungerer acetylkolin?

I pattedyrhjernen overføres informasjon mellom nevroner gjennom et kjemikalie som kalles en nevrotransmitter. Dette stoffet frigjøres ved synapsen som respons på en spesifikk stimulans, og når den frigjøres overfører den viss informasjon til neste nevron.

Nevrotransmitteren som utskilles virker på spesialiserte og svært selektive reseptorsider, og ettersom det er forskjellige typer nevrotransmittere, fungerer hver av dem i visse systemer.

Et kolinergt nevron kan produsere acetylkolin (men ikke andre typer nevrotransmittere), på samme måte kan det produsere spesifikke reseptorer for acetylkolin, men ikke for andre typer nevrotransmittere.

Utveksling av informasjon utført av acetylkolin utføres i spesifikke nevroner og systemer som kalles kolinerg.

For at acetylkolin skal fungere, krever det en transmitterneuron for å produsere dette stoffet og en reseptorneuron for å produsere en kolinerg reseptor som er i stand til å transportere acetylkolin når den frigjøres fra den første nevronen. I bildet nedenfor kan du se hvordan acetylkolin frigjøres til muskelnervotransmittere:

syntese

Mikrograf av kjernen basalis til Meynert, som produserer acetylkolin i sentralnervesystemet. Kilde: Nephron

Acetylkolin syntetiseres fra kolin, et essensielt næringsstoff som genereres av kroppen. Kolin akkumuleres i kolinerge nevroner gjennom en reaksjon med actyl CoA og under enzymatisk påvirkning av kolinacetyltransferase.

Disse tre elementene finnes i de spesifikke områdene i hjernen der acetylkolin vil bli produsert, og det er grunnen til at acetylkolin lager en nevrotransmitter som tilhører et spesifikt system, det kolinerge systemet.

Når vi finner disse tre stoffene i et nevron som vi nettopp har diskutert, vet vi at det består av et kolinergt nevron og at dette nevronet vil produsere acetylkolin gjennom interaksjon av kolin og de tilsvarende enzymatiske elementene.

Syntesen av acetylkolin foregår i nevronen, spesielt i kjernen av cellen. Når den er syntetisert, forlater acetylkolin kjernen i nevronen og beveger seg gjennom aksonet og dendritter, det vil si de delene av nevronet som er ansvarlig for kommunikasjon og assosiasjon med andre nevroner.

Utgivelse

Acetylkolinmolekyler. Kilde: Laget med datasettet og gratisprogrammet Rasmol.

Vi vet allerede at funksjonen til dette stoffet består i å assosiere og kommunisere spesifikke nevroner (kolinerge) med andre spesifikke nevroner (kolinerge). For å utføre denne prosessen, må acetylkolinen som finnes i nevronen frigjøres for å reise til mottakerens nevron.

For at acetylkolin skal frigjøres, krever det tilstedeværelsen av en stimulus som motiverer uttreden fra nevronen. Hvis et handlingspotensial utført av en annen nevron ikke er til stede, vil ikke acetylkolin kunne forlate.

For at acetylkolin skal frigjøres, må et handlingspotensial nå nerveterminalen der nevrotransmitteren er lokalisert. Når dette skjer genererer det samme handlingspotensialet et membranpotensial, et faktum som motiverer aktivering av kalsiumkanaler.

På grunn av den elektrokjemiske gradienten genereres en tilstrømning av kalsiumioner som lar membranbarrierer åpne og acetylkolin kan frigjøres.

Som vi ser, reagerer frigjøring av acetylkolin på kjemiske mekanismer i hjernen der mange stoffer og forskjellige molekylære handlinger deltar.

mottakere

Struktur av nikotinreseptoren. Kilde: Opossum58

Når den er frigjort, forblir acetylkolin i ingenmannsland, det vil si at den er utenfor nevroner og er i det intersynaptiske rom. For at synapsen skal realiseres og at acetylkolin kan oppfylle sin oppgave å kommunisere med den påfølgende nevronen, er tilstedeværelsen av stoffer kjent som reseptorer nødvendig.

Reseptorer er kjemiske stoffer som har som hovedfunksjon å overføre signalene som sendes ut av nevrotransmitteren. Denne prosessen gjøres selektivt, så ikke alle reseptorer reagerer på acetylkolin.

For eksempel vil reseptorene til en annen nevrotransmitter som serotonin ikke plukke opp signalene til acetylkolin, så for at den skal fungere, må den kobles til en serie spesifikke reseptorer.

Generelt kalles reseptorene som reagerer på acetylkolin kolinergiske reseptorer. Vi kan finne fire hovedtyper av kolinerge reseptorer: muskariniske agonistreseptorer, nikotiniske agonistreseptorer, muskariniske antagonistreseptorer og nikotiniske antagonistreseptorer.

Acetylkolinfunksjoner

Acetylkolinbehandling ved en synapse. Kilde: Smedlib, basert på originalt arbeid av Pancrat

Acetylcholine har mange funksjoner både på et fysisk nivå og på et psykologisk nivå eller hjernenivå. Denne nevrotransmitteren er ansvarlig for å utføre grunnleggende aktiviteter som bevegelse eller fordøyelse, og samtidig deltar den i mer komplekse hjerneprosesser som kognisjon eller hukommelse.

Nedenfor gjennomgår vi hovedfunksjonene til denne viktige nevrotransmitteren.

Motorfunksjoner

Det er sannsynligvis den viktigste aktiviteten til acetylcholine. Denne nevrotransmitteren er ansvarlig for å produsere muskelkontraksjon, kontrollere tarmmuskelens hvilepotensial, øke produksjonen av pigger og modulere blodtrykket.

Det fungerer på en mild måte som en vasodilatator i blodårene og inneholder en viss avslappende faktor.

Neuroendokrine funksjoner

En annen nøkkelrolle med acetylkolin er å øke vasopressinsekresjonen ved å stimulere den bakre loben i hypofysen.

Vasopressin er et peptidhormon som kontrollerer reabsorpsjonen av vannmolekyler, så produksjonen er viktig for nevroendokrin utvikling og funksjon.

På samme måte reduserer acetylkolin prolaktinsekresjonen i den bakre hypofysen.

Parasympatiske funksjoner

Acetylcholine spiller en viktig rolle i matinntaket og i fordøyelsessystemets funksjon.

Denne nevrotransmitteren er ansvarlig for å øke blodstrømmen i mage-tarmkanalen, øke mage-tarm-muskeltonen, øke mage-tarm-endokrine sekreter og redusere hjerterytmen.

Sansefunksjoner

Kolinergiske nevroner er en del av det store stigende systemet, så de deltar også i sensoriske prosesser. Dette systemet begynner i hjernestammen og innerverer store områder av hjernebarken der acetylkolin er funnet.

De viktigste sansefunksjonene som har blitt assosiert med denne nevrotransmitteren ligger i å opprettholde bevissthet, overføring av visuell informasjon og persepsjon av smerte.

Kognitive funksjoner

Det er vist at acetylkolin spiller en kritisk rolle i minnedannelse, konsentrasjonsevnen og utvikling av oppmerksomhet og logisk resonnement.

Denne nevrotransmitteren gir beskyttende fordeler og kan begrense forekomsten av kognitiv tilbakegang. Faktisk har acetylkolin vist seg å være det viktigste berørte stoffet i Alzheimers sykdom.

Beslektede sykdommer

Acetylkolinvei i sentralnervesystemet. Kilde: BruceBlaus

Acetylcholine deltar i forskjellige hjernefunksjoner, så underskuddet av disse stoffene kan gjenspeiles i forverringen av noen av aktivitetene som er diskutert over.

Klinisk har acetylkolin blitt assosiert med to hovedsykdommer, Alzheimers sykdom og Parkinsons sykdom.

Alzheimers

Når det gjelder Alzheimers, ble det i 1976 funnet at det i nivåer av hjernen til pasienter med denne sykdommen var nivåene av enzymet kolinacetyltransferase opptil 90% lavere enn normalt.

Dette enzymet er viktig for produksjon av acetylkolin, og det ble derfor postulert at Alzheimers sykdom kan være forårsaket av mangelen på dette hjernestoffet.

For øyeblikket er denne faktoren den viktigste ledetråden til årsaken til Alzheimers og omfatter mye av den vitenskapelige oppmerksomheten og forskningen som utføres både på sykdommen og utviklingen av mulige behandlinger.

Parkinsons

Når det gjelder Parkinson er forbindelsen mellom sykdommens årsak og acetylkolin mindre klar. Parkinson er en sykdom som hovedsakelig påvirker bevegelse, og det er grunnen til at acetylkolin kan spille en viktig rolle i dens begynnelse.

Årsaken til sykdommen er ukjent i dag, og i tillegg ser det ut til at en annen nevrotransmitter som dopamin spiller en viktigere rolle, og de fleste medisiner for denne patologien fokuserer på denne nevrotransmitterens funksjon.

Imidlertid antyder det nære forholdet mellom dopamin og acetylkolin at sistnevnte også er en viktig nevrotransmitter i sykdommen.

referanser

1. Perry E, Walker M, Grace J, Perry R. Acetylcholine: en nevrotransmitter som er korrelert av bevissthet? TINS 1999; 22-6, 273-80.
2. McMahan UJ. Strukturen og reguleringen av agrin. I: Koelle GB. Symposium om kolinerg synapse. Life Science, bind 50. New York: Pergamon Press; 1992, p. 93-4.
3. Changeux JP, Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. Acetylkolinreseptoren: et "allosterisk" protein involvert i intracellulær kommunikasjon. Science 1984; 225: 1335-45.
4. Duclert A, Chengeux JP. Acetylkolinreseptorgenuttrykk ved det utviklende nevromuskulære krysset. Physiol Rev 1995; 75: 339-68.
5. Bosboom JL, Stoffers D, Wolters ECh. Rollen som acetylkolin og dopamin i demens og psykose ved Parkinsons sykdom. J Neural Transm 2003; 65 (Suppl): 185-95.
6. Montgomery, SA og Corn, TH (Eds) Psychopharmacology of Depression Oxford University Press, British Association for Psychopharmacology, Monographs No. 13, 1994.