АЦЕТИЛХОЛИН: ФУНКЦИЈЕ, СИНТЕЗА, МЕХАНИЗАМ ДЕЛОВАЊА - НЕУРОПСИХОЛОГИЈА - 2025

Ацетилхолин је неуротрансмитер у специфичним системима и соматских нервни систем ганглион синапсе аутономног нервног система. То је хемијска супстанца која омогућава да функционише велики број неурона и истовремено омогућава обављање различитих можданих активности.

Ацетилхолин је био први неуротрансмитер изолован, конципиран и окарактерисан оним што многи научници кажу да је "најстарија" супстанца у мозгу. Фармаколошки је то описао Хенри Халлет Делт 1914. године, а касније га је Отто Лоеви потврдио као неуротрансмитер.

Молекуларна структура ацетилхолина

Главна активност ацетилхолина пада на холинергички систем, који је одговоран за производњу и синтезу ацетилхолина. Што се тиче његових најважнијих ефеката, истиче контракцију мишића, кретање, пробавне и неуроендокрине процесе и активирање когнитивних процеса као што су пажња и узбуђење.

Како делује ацетилхолин?

У мозгу сисара информације између неурона се преносе кроз хемијску супстанцу која се назива неуротрансмитер. Ова супстанца се ослобађа током синапсије као одговор на специфични подражај и када се ослободи, преноси одређене информације следећем неурону.

Неуротрансмитер који се излучује делује на специјализованим и високо селективним рецепторским местима, тако да, пошто постоје различите врсте неуротрансмитера, сваки од њих делује у одређеним системима.

Колинергични неурон може произвести ацетилхолин (али не и друге врсте неуротрансмитера), такође може произвести специфичне рецепторе за ацетилхолин, али не и за друге врсте неуротрансмитера.

Размена информација која проводи ацетилхолин врши се у специфичним неуронима и системима који се називају холинергични.

Да би ацетилхолин дјеловао, потребан му је предајни неурон да произведе ову супстанцу и рецепторски неурон да произведе холинергички рецептор који је способан да преноси ацетилхолин када се ослободи из првог неурона. На следећој слици можете видети како се ацетилколин ослобађа мишићним неуротрансмитерима:

Синтеза

Микрографија нуклеус базалис Меинерт, која производи ацетилхолин у централном нервном систему. Извор: Непхрон

Ацетилхолин се синтетише из холина, есенцијалног храњивог састојка који ствара тело. Холин се накупља у холинергичким неуронима реакцијом са актилним ЦоА и под ензимским утицајем холин ацетилтрансферазе.

Ова три елемента налазе се у специфичним регионима мозга где ће се производити ацетилхолин, због чега ацетилхолин чини неуротрансмитер који припада специфичном систему, холинергичном систему.

Када пронађемо ове три супстанце у неурону о коме смо управо расправљали, знамо да се састоји од холинергичног неурона и да ће тај неурон производити ацетилхолин интеракцијом холина и одговарајућих ензимских елемената.

Синтеза ацетилхолина одвија се унутар неурона, тачније у језгру ћелије. Једном синтетизовани, ацетилхолин напушта језгро неурона и путује кроз аксоне и дендрите, односно делове неурона који су одговорни за комуникацију и придруживање другим неуронима.

Издање

Молекули ацетилхолина. Извор: Направљено са скупом података и бесплатним програмом Расмол.

Већ знамо да се функција ове супстанце састоји у повезивању и комуникацији специфичних неурона (холинергичних) са другим специфичним неуронима (холинергичким). Да би се обавио овај поступак, ацетилколин који се налази у неурону мора се ослободити како би прешао у неурон примаоца.

Да би се ацетилхолин ослободио, потребан је присуство стимулуса који мотивира његов излазак из неурона. Ако акцијски потенцијал који проводи други неурон не постоји, ацетилхолин неће моћи да оде.

Да би се ацетилхолин ослободио, акциони потенцијал мора стићи до нервног терминала на коме се налази неуротрансмитер. Кад се то догоди, исти акциони потенцијал ствара мембрански потенцијал, чињеницу која мотивира активирање калцијумових канала.

Због електрохемијског градијента настаје прилив калцијумових јона који омогућава отварање мембранских баријера и може се ослободити ацетилколин.

Као што видимо, ослобађање ацетилхолина реагује на хемијске механизме у мозгу у којима учествују многе супстанце и различита молекуларна дејства.

Пријемници

Структура никотинског рецептора. Извор: Опоссум58

Једном ослобођен, ацетилхолин остаје у нечијој земљи, односно налази се изван неурона и налази се у интерсинаптичком простору. Да би се синапса реализовала и да би ацетилхолин испунио своју мисију комуникације са узастопним неуроном, потребно је присуство супстанци познатих као рецептори.

Рецептори су хемијске супстанце чија је главна функција преношење сигнала које емитује неуротрансмитер. Овај поступак се врши селективно, тако да не одговарају сви рецептори на ацетилхолин.

На пример, рецептори другог неуротрансмитера, као што је серотонин, неће покупити сигнале ацетилхолина, па да би он функционисао, мора бити повезан са низом специфичних рецептора.

Генерално, рецептори који реагују на ацетилхолин називају се холинергичким рецепторима. Можемо пронаћи 4 главне врсте холинергичких рецептора: рецепторе мускаринских агониста, рецепторе никотинских агониста, рецепторе антагониста мускаринских киселина и никотинске рецепторе антагониста.

Функције ацетилхолина

Обрада ацетилхолина у синапси. Извор: Смедлиб, заснован на оригиналном дјелу Панцрат

Ацетилхолин има много функција како на физичком нивоу тако и на психолошком или нивоу мозга. Овај неуротрансмитер је одговоран за обављање основних активности као што су кретање или варење, а истовремено учествује у сложенијим процесима мозга као што су когниција или памћење.

У наставку прегледамо главне функције овог важног неуротрансмитера.

Функције мотора

То је вероватно најважнија активност ацетилхолина. Овај неуротрансмитер је одговоран за стварање мишићне контракције, контролу потенцијала за одмарање цревног мишића, повећање производње шиљака и модулацију крвног притиска.

Делује благо као вазодилататор у крвним судовима и садржи одређени опуштајући фактор.

Неуроендокрине функције

Друга кључна улога ацетилхолина је повећавање излучивања вазопресина стимулишањем задњег режња хипофизе.

Васопрессин је пептидни хормон који контролише реапсорпцију молекула воде, па је његова производња витална за развој и функцију неуроендокриног система.

Исто тако, ацетилхолин смањује лучење пролактина у задњој хипофизи.

Парасимпатичке функције

Ацетилхолин игра важну улогу у уносу хране и у функционисању пробавног система.

Овај неуротрансмитер је одговоран за повећање протока крви у гастроинтестиналном тракту, повећава мишићни тонус желучано-цревног тракта, повећава гастроинтестиналну секрецију и смањује рад срца.

Сензорне функције

Колинергични неурони су део великог узлазног система, па такође учествују у сензорним процесима. Овај систем започиње у можданом деблу и инервира велике површине мождане коре у којима се налази ацетилхолин.

Главне сензорне функције које су повезане са овим неуротрансмитером налазе се у одржавању свести, преношењу визуелних информација и перцепцији бола.

Когнитивне функције

Показало се да ацетилхолин игра критичну улогу у формирању памћења, способности концентрације и развоју пажње и логичког расуђивања.

Овај неуротрансмитер пружа заштитну корист и може ограничити појаву когнитивног пада. У ствари, показало се да је ацетилхолин главна погођена супстанца у Алзхеимеровој болести.

Сродне болести

Пут ацетилхолина у централном нервном систему. Извор: БруцеБлаус

Ацетилхолин учествује у разним функцијама мозга, тако да се дефицит ових супстанци може одразити на погоршање неких од горе наведених активности.

Клинички је ацетилхолин повезан са две главне болести, Алзхеимеровом болешћу и Паркинсоновом болешћу.

Алзхеимерове болести

Када је у питању Алзхеимер-ова болест, 1976. године установљено је да су у различитим регионима мозга пацијената са овом болешћу постојали ниво ензима холин ацетилтрансфераза и до 90% нижи од нормалног.

Овај ензим је важан за производњу ацетилхолина, због чега је претпостављено да Алзхеимерова болест може бити узрокована недостатком ове супстанце у мозгу.

Тренутно је овај фактор главни траг за узрочником Алзхеимерове болести и обухвата велики део научне пажње и истраживања која се спроводе како о болести, тако и о развоју могућих лечења.

Паркинсонова

Што се тиче Паркинсонове болести, повезаност између узрока болести и ацетилхолина је мање јасна. Паркинсонова болест је болест која углавном погађа кретање, због чега би ацетилхолин могао играти важну улогу у његовој генези.

Узрок болести је данас непознат, а поред тога, чини се да још један неуротрансмитер, попут допамина, игра важнију улогу и већина лекова за ову патологију усмерава се на функцију овог неуротрансмитера.

Међутим, блиска веза између допамина и ацетилхолина указује да је потоњи такође важан неуротрансмитер у болести.

Референце

1. Перри Е, Валкер М, Граце Ј, Перри Р. Ацетилхолин на уму: неуротрансмитер корелат свести? ТИНС 1999; 22-6, 273-80.
2. МцМахан УЈ. Структура и регулација агрина. Ин: Коелле ГБ. Симпозијум о холинергичкој синапси. Лифе Сциенце, вол. 50. Нев Иорк: Пергамон Пресс; 1992, стр. 93-4.
3. Цхангеук ЈП, Девиллерс-Тхиери А. Цхемоуилли П. Ацетилхолински рецептор: "алостерни" протеин укључен у унутарћелијску комуникацију. Сциенце 1984; 225: 1335-45.
4. Дуцлерт А, Цхенгеук ЈП. Експресија гена за ацетилколински рецептор на неуромускуларном чвору у развоју. Пхисиол Рев 1995; 75: 339-68.
5. Босбоом ЈЛ, Стофферс Д, Волтерс ЕЦх. Улога ацетилхолина и допамина у деменцији и психози у Паркинсоновој болести. Ј Неурал Трансм 2003; 65 (Суппл): 185-95.
6. Монтгомери, СА и Цорн, ТХ (Едс) Психопармакологија депресије Окфорд Университи Пресс, Британско удружење за психофармакологију, Монографије бр. 13, 1994.