ACETYLKOLIN: FUNKTIONER, SYNTES, VERKNINGSMEKANISM - NEUROPSYCHOLOGY - 2025

Den acetylkolin är signalsubstansen i specifika system och det somatiska nervsystemet ganglion synapse av det autonoma nervsystemet. Det är en kemisk substans som gör att ett stort antal neuroner kan fungera och samtidigt tillåter olika hjärnaktiviteter.

Acetylkolin var den första neurotransmitteren som isolerades, konceptualiserades och kännetecknades av vad många forskare säger är det "äldsta" ämnet i hjärnan. Det beskrevs farmakologiskt av Henry Hallet Delt 1914 och bekräftades senare av Otto Loewi som en neurotransmitter.

Acetylkolinmolekylstruktur

Huvudaktiviteten för acetylkolin faller på det kolinergiska systemet, som ansvarar för att producera och syntetisera acetylkolin. Beträffande dess viktigaste effekter belyser det muskelkontraktion, rörelse, matsmältnings- och neuroendokrina processer och aktivering av kognitiva processer såsom uppmärksamhet och upphetsning.

Hur fungerar acetylkolin?

I däggdjurshjärnan överförs information mellan neuroner via en kemikalie som kallas en neurotransmitter. Detta ämne frisätts vid synapsen som svar på en specifik stimulans och när den släpps överför den viss information till nästa neuron.

Den neurotransmitter som utsöndras verkar på specialiserade och mycket selektiva receptorställen, eftersom det finns olika typer av neurotransmittorer, var och en av dem verkar i vissa system.

En kolinerg neuron kan producera acetylkolin (men inte andra typer av neurotransmittorer), likaledes kan den producera specifika receptorer för acetylkolin men inte för andra typer av neurotransmittorer.

Informationsutbytet som utförs av acetylkolin utförs i specifika neuroner och system som kallas kolinerg.

För att acetylkolin ska verka kräver det en sändareuron för att producera detta ämne och en receptorneuron för att producera en kolinerg receptor som kan transportera acetylkolin när den frigörs från den första neuron. I följande bild kan du se hur acetylkolin släpps till muskelnervotransmittorer:

Syntes

Mikrografi av nucleus basalis i Meynert, som producerar acetylkolin i centrala nervsystemet. Källa: Nephron

Acetylkolin syntetiseras av kolin, ett viktigt näringsämne som genereras av kroppen. Kolin ackumuleras i kolinerge neuroner genom en reaktion med actyl CoA och under enzymatisk påverkan av kolinacetyltransferas.

Dessa tre element finns i de specifika områdena i hjärnan där acetylkolin kommer att produceras, varför acetylkolin gör en neurotransmitter som tillhör ett specifikt system, det kolinergiska systemet.

När vi hittar dessa tre ämnen i en neuron som vi just har diskuterat, vet vi att den består av en kolinerg neuron och att denna neuron kommer att producera acetylkolin genom interaktion mellan kolin och motsvarande enzymatiska element.

Syntesen av acetylkolin sker inom neuronet, specifikt i cellens kärna. När den har syntetiserats lämnar acetylkolin nervkärnan och rör sig genom axon och dendriter, det vill säga de delar av neuronet som ansvarar för kommunikation och associering med andra neuroner.

Släpp

Acetylkolinmolekyler. Källa: Skapad med datamängden och gratisprogrammet Rasmol.

Vi vet redan att denna substans funktion består i att associera och kommunicera specifika neuroner (kolinerge) med andra specifika neuroner (kolinerge). För att utföra denna process måste den acetylkolin som finns i neuron frisläppas för att resa till mottagarens neuron.

För att acetylkolin ska släppas krävs det en stimulans som motiverar dess utträde från neuronet. Om en handlingspotential som utförs av en annan neuron inte finns, kommer acetylkolin inte att kunna lämna.

För att acetylkolin ska släppas måste en handlingspotential nå nervterminalen där neurotransmitteren är belägen. När detta händer genererar samma handlingspotential en membranpotential, ett faktum som motiverar aktiveringen av kalciumkanaler.

På grund av den elektrokemiska gradienten genereras ett tillströmning av kalciumjoner som gör att membranbarriärerna kan öppnas och acetylkolin kan frigöras.

Som vi ser svarar frisättningen av acetylkolin på kemiska mekanismer i hjärnan där många ämnen och olika molekylära åtgärder deltar.

mottagare

Strukturen för nikotinreceptorn. Källa: Opossum58

När det har släppts kvarstår acetylkolin i ingenmans land, det vill säga det är utanför neuroner och är i det intersynaptiska utrymmet. För att synapsen ska realiseras och för att acetylkolin ska kunna fullgöra sitt uppdrag att kommunicera med den påföljande neuron krävs närvaron av substanser kända som receptorer.

Receptorer är kemiska ämnen vars huvudfunktion är att transducera signalerna som avges från neurotransmitteren. Denna process utförs selektivt, så inte alla receptorer svarar på acetylkolin.

Exempelvis kommer receptorerna från en annan neurotransmitter såsom serotonin inte att ta upp signalerna för acetylkolin, så för att den ska fungera måste den kopplas till en serie specifika receptorer.

I allmänhet kallas receptorerna som svarar på acetylkolin kolinergiska receptorer. Vi kan hitta fyra huvudtyper av kolinergiska receptorer: muskarinagonistreceptorer, nikotiniska agonistreceptorer, muskariniska antagonistreceptorer och nikotiniska antagonistreceptorer.

Acetylkolinfunktioner

Acetylkolinbehandling vid en synapse. Källa: Smedlib, baserat på originalverk av Pancrat

Acetylkolin har många funktioner både på fysisk nivå och på psykologisk nivå eller hjärnnivå. Denna neurotransmitter är ansvarig för att genomföra grundläggande aktiviteter som rörelse eller matsmältning och samtidigt deltar den i mer komplexa hjärnprocesser som kognition eller minne.

Nedan granskar vi huvudfunktionerna i denna viktiga neurotransmitter.

Motorfunktioner

Det är förmodligen den viktigaste aktiviteten för acetylkolin. Denna neurotransmitter är ansvarig för att producera muskelkontraktion, kontrollera tarmmuskelns vilopotential, öka produktionen av spikar och modulera blodtrycket.

Det fungerar milt som en vasodilatator i blodkärlen och innehåller en viss avkopplande faktor.

Neuroendokrina funktioner

En annan viktig roll för acetylkolin är att öka vasopressinsekretion genom att stimulera hypofysens bakre lob.

Vasopressin är ett peptidhormon som kontrollerar reabsorptionen av vattenmolekyler, så dess produktion är avgörande för neuroendokrin utveckling och funktion.

På samma sätt minskar acetylkolin prolaktinsekretion i den bakre hypofysen.

Parasympatiska funktioner

Acetylkolin spelar en viktig roll i matintaget och i matsmältningssystemets funktion.

Denna neurotransmitter är ansvarig för att öka blodflödet i mag-tarmkanalen, ökar gastrointestinal muskelton, ökar gastrointestinala endokrina sekretioner och minskar hjärtfrekvensen.

Sensoriska funktioner

Kolinergiska neuroner är en del av det stora stigande systemet, så de deltar också i sensoriska processer. Det här systemet börjar i hjärnstammen och innevattas stora delar av hjärnbarken där acetylkolin finns.

De viktigaste sensoriska funktionerna som har förknippats med denna neurotransmitter ligger i upprätthållandet av medvetande, överföring av visuell information och uppfattningen av smärta.

Kognitiva funktioner

Acetylkolin har visat sig spela en kritisk roll i bildandet av minnen, förmågan att koncentrera sig och utveckla uppmärksamhet och logiskt resonemang.

Denna neurotransmitter ger skyddande fördelar och kan begränsa förekomsten av kognitiv nedgång. I själva verket har acetylkolin visat sig vara det huvudsakligen drabbade ämnet i Alzheimers sjukdom.

Relaterade sjukdomar

Acetylkolinväg i centrala nervsystemet. Källa: BruceBlaus

Acetylkolin deltar i olika hjärnfunktioner, så underskottet på dessa ämnen kan återspeglas i försämringen av några av de aktiviteter som diskuterats ovan.

Kliniskt har acetylkolin associerats med två huvudsjukdomar, Alzheimers sjukdom och Parkinsons sjukdom.

Alzheimers

När det gäller Alzheimers konstaterades 1976 att i olika regioner i hjärnan hos patienter med denna sjukdom fanns nivåer av enzymet kolinacetyltransferas upp till 90% lägre än normalt.

Detta enzym är viktigt för produktion av acetylkolin, varför det antogs att Alzheimers sjukdom kan orsakas av bristen på detta hjärnämne.

För närvarande utgör denna faktor den viktigaste ledtråd som pekar på orsaken till Alzheimers sjukdom och omfattar mycket av den vetenskapliga uppmärksamheten och forskningen som utförs både på sjukdomen och på utvecklingen av möjliga behandlingar.

Parkinsons

När det gäller Parkinson är sambandet mellan orsaken till sjukdomen och acetylkolin mindre tydligt. Parkinson är en sjukdom som främst påverkar rörelse, varför acetylkolin kan spela en viktig roll i dess uppkomst.

Orsaken till sjukdomen är okänd idag och dessutom verkar en annan neurotransmitter som dopamin spela en viktigare roll och de flesta läkemedel för denna patologi fokuserar på neurotransmitterens funktion.

Men det nära sambandet mellan dopamin och acetylkolin antyder att det senare också är en viktig neurotransmitter vid sjukdomen.

referenser

1. Perry E, Walker M, Grace J, Perry R. Acetylcholine i åtanke: en neurotransmitter korrelat av medvetande? TINS 1999; 22-6, 273-80.
2. McMahan UJ. Strukturen och regleringen av agrin. I: Koelle GB. Symposium om den kolinergiska synapsen. Life Science, vol. 50. New York: Pergamon Press; 1992, sid. 93-4.
3. Changeux JP, Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. Acetylkolinreceptorn: ett "allosteriskt" protein som är engagerat i intracellulär kommunikation. Science 1984; 225: 1335-45.
4. Duclert A, Chengeux JP. Acetylkolinreceptorgenuttryck vid den utvecklande neuromuskulära korsningen. Physiol Rev 1995; 75: 339-68.
5. Bosboom JL, Stoffers D, Wolters ECh. Rollen av acetylkolin och dopamin vid demens och psykos vid Parkinsons sjukdom. J Neural Transm 2003; 65 (Suppl): 185-95.
6. Montgomery, SA och Corn, TH (Eds) Psychopharmacology of Depression Oxford University Press, British Association for Psychopharmacology, Monographs 13, 1994.