Acetylocholina (ACh) jest najstarszym znanym neuroprzekaźnikiem, po raz pierwszy wyizolowano ją już w 1913 roku. Jej działanie obejmuje ośrodkowy układ nerwowy, obwodowy układ nerwowy oraz autonomiczny układ nerwowy. Neurony cholinergiczne uczestniczą lub są modulatorami procesów poznawczych i uwagi, jak pobudzenie, czuwanie, pamięć i nagroda.
Synteza i uwalnianie acetylocholiny
Za syntezę acetylocholiny odpowiadają zakończenia nerwowe, jest ona produkowana z choliny i acetylo-koenzymu A przez enzym acetylotransferazę. Cholina pochodzi natomiast z metabolizmu i przemian lipidowych, po czym jest wprowadzana do komórek nerwowych przez transporter choliny zależny od jonów sodu. Acetylocholina występuje w pęcherzykach w postaci rozpuszczonej. Jony wapnia i magnezu są także gromadzone w pęcherzykach, podobnie jak ATP.
Omawiany neuroprzekaźnik jest uwalniany w porcjach dostarczonych przez zlewające się z błoną presynaptyczną pęcherzyki. Średnia wielkość takiej porcji wynosi 10-22 000 cząsteczek acetylocholiny, w zależności od zapotrzebowania organizmu i lokalizacji jej uwalniania. Proces ten napędzany jest egzocytozą i endocytozą. Kiedy napięcie depolaryzacji, wynikające z wpływu jonów sodowych, otwiera kanały wapniowe, miejsce ma napływ wapnia, a następnie wyzwolenie mechanizmu uwalniania acetylocholiny. Co ciekawe, acetylocholina może kontrolować samouwalnianie z zakończeń nerwowych, na drodze aktywacji receptorów presynaptycznych (nikotynowych lub muskarynowych).
Acetylocholina – działanie
Acetylocholina działa jako neuroprzekaźnik w złączu nerwowo-mięśniowym, jej obecność jest więc konieczna do wywołania skurczu mięśnia. Ponadto jest sygnałem chemicznym neuronów przedzwojowych, tak w układzie współczulnym, jak i przywspółczulnym. Jako neuroprzekaźnik działa w synapsach pozazwojowych, regulując w ten sposób wydolność wielu narządów, jak serce, płuca, gruczoły wydzielania wewnętrznego i zewnętrznego, jelita oraz pęcherz moczowy. Udowodniono, że jej poziom wzrasta w trakcie myślenia, zwłaszcza w jego początkowym etapie wymagającym wzmożenia uwagi i koncentracji.
Wyróżnia się 2 rodzaje receptorów odpowiedzialnych za działanie neuroprzekaźnika, receptory nikotynowe (w układzie nerwowym) oraz receptory muskarynowe (w różnych tkankach całego organizmu). Dzięki temu acetylocholina może działać kompleksowo na cały ustrój. W odniesieniu do układu nerwowego:
- poprawia pamięć;
- zwiększa zdolność koncentracji;
- utrzymuje organizm w stanie czuwania;
- powoduje wystąpienie skurczu mięśniowego danych grup mięśniowych.
Wydzielana w układzie przywspółczulnym dodatkowo odpowiada za:
- spadek ciśnienia tętniczego krwi;
- zwolnienie akcji serca;
- zwężenie źrenic;
- obkurczenie światła dróg oddechowych;
- pobudzanie perystaltyki jelitowej i procesów trawienia;
- pobudzanie wydzielania śliny.
Jej obecność jest niezbędna do prawidłowego działania ludzkiego organizmu, natomiast jej niedobór stanowi przyczynę poważnych chorób.
Patologie dotyczące acetylocholiny
Poważną chorobą związaną z pojawianiem się przeciwciał przeciwko receptorom dla acetylocholiny jest miastenia. Wskutek tego pacjenci cierpią przede wszystkim na znaczne osłabienie siły mięśniowej, wręcz uniemożliwiające codzienne funkcjonowanie. Dzieje się tak, ponieważ w warunkach prawidłowych acetylocholina łączy się z receptorem zlokalizowanym w tkance mięśniowej, powodując w efekcie skurcz tego mięśnia. Jeśli receptor jest blokowany przez przeciwciała, neuroprzekaźnik nie ma się do czego przyłączyć.
Kolejnym poważnym schorzeniem jest choroba Alzheimera. W jej podłożu doszukuje się niedoboru acetylocholiny, dlatego leczenie opiera się m.in. na podawaniu leków blokujących aktywność enzymu rozkładającego acetylocholinę.
Acetylocholina w medycynie
Omawiany neurotransmitter stosuje się powszechnie w medycynie, w leczeniu np. jaskry czy chorób układu oddechowego. Lekiem blokującym uwalnianie acetylocholiny z zakończeń nerwowych jest toksyna botulinowa, kojarzona zwykle z zabiegami przeciwzmarszczkowymi. W praktyce jej zastosowanie jest szersze, stosuje się ją w leczeniu bruksizmu, kręczu karku, nadmiernej potliwości ciała czy kurczu powiek.
Bibliografia
- Booij L., Drobnik L., Anatomia i fizjologia przewodnictwa nerwowo-mięśniowego, Anestezjologia i Ratownictwo, 4/2010.
- Kozubski W., Liberski P., Moryś J., Neurologia, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2013.
