Asetyylikoliini on välittäjäaine, aine, jonka kehomme tuottaa hermoimpulssien siirtämiseksi useisiin keskus- ja ääreishermoston kohtiin. Asetyylikoliinia erittävät neuronit määritellään kolinergisiksi; vastaavasti reseptoreilleen, jotka on jaettu nikotiinireseptoreihin. Näiden reseptorien ja kudosten suhteellisten isomuotojen kemiallinen konformaatio tarkoittaa, että eri lääkkeet, jotka häiritsevät asetyylikoliinin toimintaa, voivat tuottaa vaikutuksia, jotka rajoittuvat pääasiassa yhteen sektoriin eikä toiseen. Tästä rakenteellisesta monimuotoisuudesta huolimatta asetyylikoliini kykenee sitoutumaan Molemmat reseptorit, koska se osa molekyylistä, joka on vuorovaikutuksessa muskariinireseptoreiden kanssa, on erilainen kuin nikotiinireseptorit. Tämä on yksi syy siihen, miksi asetyylikoliinia ei käytetä suoraan terapeuttisiin tarkoituksiin.
Asetyylikoliini oli ensimmäinen hermoston välittäjäaine, joka löydettiin vuonna 1924 kruunatun Otto Loewin tutkimusten ansiosta. Kemiallisesta näkökulmasta asetyylikoliini muodostuu koliinimolekyylin yhdistämisestä johonkin asetyylikoentsyymi A: sta (asetyyli -CoA) ; ensimmäinen on pieni molekyyli, joka on keskittynyt fosfolipidikalvoihin, kun taas asetyyli-CoA edustaa glykolyysin ja Krebsin syklin välistä metabolista välituotetta. Asetyylikoliinin synteesi näistä kahdesta aineesta alkaa aksonaalista terminaalia pitkin; syntetisoinnin jälkeen se on sitten varastoidaan rakkuloihin, jotka hermoimpulssin saapuessa sitoutuvat presynaptiseen kalvoon, sulautuvat yhteen ja vapauttavat sen sisällön eksosytoosin avulla.Tässä vaiheessa synaptisessa halkeamassa vapautunut asetyylikoliini pääsee vapaasti postsynaptisiin reseptoreihin ja voi olla vuorovaikutuksessa niiden kanssa , depolarisoi solun ja laukaisee toimintapotentiaalin muodostumisen hermokuidussa tai lihaskudoksessa lare, joka on stimuloinut; välittömästi tämän vuorovaikutuksen jälkeen suuri osa asetyylikoliinista hajoaa välittömästi asetyylikoliiniesteraasin (ACHE) vaikutuksesta. Se on entsyymi, joka sijaitsee lähellä kolinergisiä reseptoreita, missä se toimii rikkomalla asetaatin ja koliinin välisen sidoksen; tämä viimeinen aine imeytyy helposti presynaptiseen päätelaitteeseen ja sitä käytetään uuden asetyylikoliinin synteesiin (koliini-asetyylitransferaasientsyymin ansiosta). Tämän entsyymin toiminta on erittäin tärkeää, koska se mahdollistaa hermoimpulssin siirron keskeyttämisen.
Asetyylikoliini on kaikkien hermojen lähettäjä, jotka ohjaavat vapaaehtoista lihaksistoa (ks. Neuromuskulaarinen levy); mutta vaikka tällä tasolla sillä on kiihottava vaikutus, parasympaattisessa järjestelmässä se suorittaa pääasiassa estäviä toimia (useimmat sympaattiset neuronit erittävät adrenaliinia, kun taas useimmat parasympaattiset neuronit erittävät asetyylikoliinia). Itse asiassa tämä molekyyli hidastaa sykettä ja samalla stimuloi keuhkoputkien, syljen, mahalaukun ja haiman eritystä, lisää suoliston peristaltiikkaa ja yleensä kaikkia ruoansulatuskanavan toimintoja. Luustolihasten moottorilevyjen ja parasympaattisen hermoston ganglionin jälkeisten päätteiden lisäksi asetyylikoliinia löytyy synapsien tasolla sympaattisen ja parasympaattisen hermoston pre-ganglionisten kuitujen ja ganglionin jälkeisten neuronien välillä. ja lisämunuaisen ytimessä sekä joissakin keskushermoston synapsissa.
Muskariiniset vaikutukset vastaavat asetyylikoliinin aiheuttamia vaikutuksia postganglionisten parasympaattisten hermopäätteiden vapauttaessa, kahta merkittävää poikkeusta lukuun ottamatta:
Asetyylikoliini aiheuttaa yleistynyttä verisuonten laajenemista, vaikka parasympaattinen järjestelmä ei innervoi suurinta osaa suonista.
Asetyylikoliini aiheuttaa eritystä hikirauhasissa, joita sympaattisen hermoston kolinergiset kuidut hermottavat.
The nikotiiniset toimet ne vastaavat asetyylikoliinia, joka vapautuu sympaattisen ja parasympaattisen järjestelmän ganglionisten synapsien tasolla, vapaaehtoisten lihasten hermo -lihaslevyllä ja lisämunuaissolun ympäröivien splanchnisten hermojen hermopäätteillä.
Kuten odotettiin, asetyylikoliinin kaltaisia vaikutuksia voi tuottaa aineet, jotka kykenevät stimuloimaan kolinergisiä reseptoreita (parasympatomimeetit) tai estämään asetyylikoliiniesteraasin (antikoliiniesteraasit) toiminnan. Samaan aikaan asetyylikoliinin vaikutukset voidaan estää aineilla, jotka kykenevät sitoutumaan kolinergisiin reseptoreihin, jolloin ne eivät pysty vastaanottamaan asetyylikoliinin (antikolinergiset aineet) lähettämää signaalia. Katsotaanpa joitain esimerkkejä.
Curare aiheuttaa kuoleman lihasten halvaantumisesta ja estää asetyylikoliinin vaikutuksen lihaskalvoihin (joissa esiintyy nikotiinireseptoreita); Fysostigmiini puolestaan pidentää asetyylikoliinin toimintaa estämällä koliiniesteraasia, kun taas mustan lesken myrkky stimuloi ylimääräistä vapautumista. Hermokaasut myös estävät tämän entsyymin aiheuttaen asetyylikoliinin kiinnittymisen reseptoreihinsa; näiden kaasujen tappava vaikutus on hyödyllinen tutkittaessa asetyylikoliinin ja sen muskariinireseptorien välisen vuorovaikutuksen vaikutuksia: yskä, kireys rinnassa, keuhkoputkien liikaeritys keuhkoödeemaan asti, pahoinvointi, oksentelu, ripuli, lisääntynyt syljeneritys, mioosi ja näkövaikeudet, alentunut syke pysähtymiseen asti ja virtsankarkailu. tuki- ja liikuntaelimistössä, erityisesti voimattomuus ja helppo lihasten uupumus, vapina ja kouristukset. Asetyylikoliinin kertymisen vuoksi luustolihakset voivat halvaantua ja lihashalvaus voi johtaa supistumisen kuolemaan. Tämä johtuu yleensä pallean ja rintakehän lihasten halvaantumisesta johtuvasta tukehtumisesta .. Jopa botuliini, erittäin myrkyllinen toksiini, jota käytetään äärettömän pieninä pitoisuuksina esteettisessä lääketieteessä, liittyy asetyylikoliiniin; itse asiassa se estää niiden vapautumisen vesikkeleistä. Tällä tavoin Botox aiheuttaa lihasten veltto halvaantumista, josta tulee kohtalokasta, kun siihen liittyy voimakkaasti hengityselimiä; tässä mielessä se on ristiriidassa jäykkäkouristuksen vaikutuksen kanssa, jolle on tunnusomaista spastinen halvaus, joka on kuitenkin riippumaton asetyylikoliinista. Pilokarpiini, lääke, jota käytetään pääasiassa silmälääketieteessä kaventamaan pupillia ja stimuloimaan silmän repeytymistä (hyödyllinen glaukooman hoidossa) on muskariiniagonisti; itse asiassa se sitoutuu asetyylikoliinin muskariinireseptoreihin.Tässä mielessä pilokarpiini torjuu atropiinin vaikutusta, joka on sen sijaan muskariiniantagonisti ja näin ollen estää parasympaattisen (parasympatolyyttisen) toiminnan. Lääke atropiini estää muskariinireseptoreita, kun taas kurare estää nikotiinireseptoreita.
