ACETILCOLINA: FUNCȚII, SINTEZĂ, MECANISM DE ACȚIUNE - NEUROPSIHOLOGIE - 2025

Acetilcolina este neurotransmițătorul în sisteme specifice și somatic nervos sinapsa sistemului ganglion al sistemului nervos autonom. Este o substanță chimică care permite un număr mare de neuroni să funcționeze și, în același timp, permite efectuarea diferitelor activități ale creierului.

Acetilcolina a fost primul neurotransmițător izolat, conceptualizat și caracterizat prin ceea ce spun mulți oameni de știință este „cea mai veche” substanță din creier. A fost descris farmacologic de Henry Hallet Delt în 1914 și a fost ulterior confirmat de Otto Loewi ca neurotransmițător.

Structura moleculară a acetilcolinei

Activitatea principală a acetilcolinei se încadrează asupra sistemului colinergic, care este responsabil de producerea și sintetizarea acetilcolinei. În ceea ce privește cele mai importante efecte, evidențiază contracția musculară, mișcarea, procesele digestive și neuroendocrine și activarea proceselor cognitive, cum ar fi atenția și emoția.

Cum funcționează acetilcolina?

În creierul mamiferilor, informațiile dintre neuroni sunt transmise printr-un produs chimic numit neurotransmițător. Această substanță este eliberată la sinapsă ca răspuns la un stimul specific și atunci când este eliberată transmite anumite informații către următorul neuron.

Neurotransmițătorul care este secretat acționează asupra site-urilor receptorilor specializați și extrem de selectivi, astfel, deoarece există diferite tipuri de neurotransmițători, fiecare dintre ei acționează în anumite sisteme.

Un neuron colinergic poate produce acetilcolină (dar nu și alte tipuri de neurotransmițători), de asemenea, poate produce receptori specifici pentru acetilcolină, dar nu și pentru alte tipuri de neurotransmițători.

Schimbul de informații realizat de acetilcolina se realizează în neuroni și sisteme specifice numite colinergice.

Pentru ca acetilcolina să acționeze, este necesar ca un neuron transmițător să producă această substanță și un neuron receptor să producă un receptor colinergic care este capabil să transporte acetilcolina atunci când este eliberat de primul neuron. În imaginea următoare puteți vedea cum acetilcolina este eliberată neurotransmițătorilor musculari:

Sinteză

Micrografie a nucleului bazalis al Meynert, care produce acetilcolina în sistemul nervos central. Sursa: Nephron

Acetilcolina este sintetizată din colină, un nutrient esențial generat de organism. Colina se acumulează în neuronii colinergici printr-o reacție cu actil CoA și sub influența enzimatică a acetiltransferazei de colină.

Aceste trei elemente se regăsesc în regiunile specifice ale creierului, unde va fi produsă acetilcolina, motiv pentru care acetilcolina face un neurotransmițător aparținând unui sistem specific, sistemul colinergic.

Când găsim aceste trei substanțe într-un neuron despre care tocmai am discutat, știm că este format dintr-un neuron colinergic și că acest neuron va produce acetilcolină prin interacțiunea colinei și a elementelor enzimatice corespunzătoare.

Sinteza acetilcolinei are loc în interiorul neuronului, în special în nucleul celulei. Odată sintetizată, acetilcolina părăsește nucleul neuronului și călătorește prin axon și dendrite, adică părțile neuronului care sunt responsabile de comunicare și asociere cu alți neuroni.

Eliberare

Molecule de acetilcolină. Sursa: Creat cu setul de date și programul gratuit Rasmol.

Știm deja că funcția acestei substanțe constă în asocierea și comunicarea unor neuroni specifici (colinergici) cu alți neuroni specifici (colinergici). Pentru a efectua acest proces, acetilcolina găsită în neuron trebuie eliberată pentru a călători către neuronul receptor.

Pentru ca acetilcolina să fie eliberată, necesită prezența unui stimul care motivează ieșirea sa din neuron. Dacă nu există un potențial de acțiune realizat de un alt neuron, acetilcolina nu va putea părăsi.

Pentru ca acetilcolina să fie eliberată, un potențial de acțiune trebuie să ajungă la terminalul nervos unde se află neurotransmițătorul. Când se întâmplă acest lucru, același potențial de acțiune generează un potențial de membrană, fapt care motivează activarea canalelor de calciu.

Datorită gradientului electrochimic, se generează un flux de ioni de calciu care permite deschiderea barierelor membranei și se poate elibera acetilcolina.

După cum putem vedea, eliberarea de acetilcolină răspunde la mecanismele chimice din creier la care participă multe substanțe și acțiuni moleculare diferite.

receptoare

Structura receptorului nicotinic. Sursa: Opossum58

Odată eliberată, acetilcolina rămâne în pământul nimănui, adică se află în afara neuronilor și se află în spațiul intersinaptic. Pentru ca sinapsa să fie realizată și pentru ca acetilcolina să-și îndeplinească misiunea de a comunica cu neuronul consecutiv, este necesară prezența substanțelor cunoscute ca receptori.

Receptorii sunt substanțe chimice a căror funcție principală este de a transduce semnalele emise de neurotransmițător. Acest proces se realizează selectiv, astfel că nu toți receptorii nu răspund la acetilcolină.

De exemplu, receptorii unui alt neurotransmițător, cum ar fi serotonina, nu vor primi semnalele acetilcolinei, astfel încât acesta să funcționeze trebuie să fie cuplat la o serie de receptori specifici.

În general, receptorii care răspund la acetilcolină sunt numiți receptori colinergici. Putem găsi 4 tipuri principale de receptori colinergici: receptori agoniști muscarinici, receptori agoniști nicotinici, receptori antagonisti muscarinici și receptori antagoniști nicotinici.

Funcțiile acetilcolinei

Prelucrarea acetilcolinei la o sinapsă. Sursa: Smedlib, bazată pe lucrarea originală de Pancrat

Acetilcolina are multe funcții atât la nivel fizic, cât și la nivel psihologic sau cerebral. Acest neurotransmițător este responsabil de desfășurarea activităților de bază, cum ar fi mișcarea sau digestia și, în același timp, participă la procese cerebrale mai complexe, cum ar fi cogniția sau memoria.

Mai jos trecem în revistă principalele funcții ale acestui important neurotransmițător.

Funcțiile motorului

Este probabil cea mai importantă activitate a acetilcolinei. Acest neurotransmițător este responsabil de producerea contracției musculare, controlul potențialului de repaus al mușchiului intestinal, creșterea producției de vârfuri și modularea tensiunii arteriale.

Acționează ușor ca un vasodilatator în vasele de sânge și conține un anumit factor relaxant.

Funcții neuroendocrine

Un alt rol cheie al acetilcolinei este acela de a crește secreția de vasopresină prin stimularea lobului posterior al hipofizei.

Vasopresina este un hormon peptidic care controlează reabsorbția moleculelor de apă, astfel încât producția sa este vitală pentru dezvoltarea și funcționarea neuroendocrinei.

De asemenea, acetilcolina scade secreția de prolactină în hipofiza posterioară.

Funcții parasimpatice

Acetilcolina joacă un rol important în aportul alimentar și în funcționarea sistemului digestiv.

Acest neurotransmițător este responsabil de creșterea fluxului de sânge în tractul gastrointestinal, crește tonusul muscular gastrointestinal, crește secrețiile endocrine gastrointestinale și scade ritmul cardiac.

Funcții senzoriale

Neuronii colinergici fac parte din marele sistem ascendent, deci participă și la procesele senzoriale. Acest sistem începe în tulpina creierului și inervează zone mari ale cortexului cerebral unde se găsește acetilcolina.

Principalele funcții senzoriale care au fost asociate cu acest neurotransmițător constau în menținerea conștiinței, transmiterea informațiilor vizuale și percepția durerii.

Funcții cognitive

S-a dovedit că acetilcolina joacă un rol esențial în formarea memoriei, capacitatea de concentrare și dezvoltarea atenției și a raționamentului logic.

Acest neurotransmițător oferă beneficii de protecție și ar putea limita apariția declinului cognitiv. De fapt, acetilcolina s-a dovedit a fi principala substanță afectată în boala Alzheimer.

Boli conexe

Calea acetilcolinei în sistemul nervos central. Sursa: BruceBlaus

Acetilcolina participă la diferite funcții ale creierului, astfel încât deficitul acestor substanțe se poate reflecta în deteriorarea unora dintre activitățile discutate mai sus.

Clinic, acetilcolina a fost asociată cu două boli principale, boala Alzheimer și boala Parkinson.

Alzheimer

În ceea ce privește Alzheimer, în 1976 s-a constatat că în diferite regiuni ale creierului pacienților cu această boală, au existat niveluri ale enzimei colin acetiltransferază cu până la 90% mai mici decât în ​​mod normal.

Această enzimă este vitală pentru producția de acetilcolină, motiv pentru care s-a postulat că boala Alzheimer ar putea fi cauzată de deficiența acestei substanțe cerebrale.

În prezent, acest factor este principalul indiciu al cauzei Alzheimerului și cuprinde o mare parte din atenția și cercetarea științifică care se realizează atât asupra bolii, cât și asupra dezvoltării posibilelor tratamente.

Parkinson

În ceea ce privește Parkinson, asocierea dintre cauza bolii și acetilcolina este mai puțin clară. Parkinson este o boală care afectează în principal mișcarea, motiv pentru care acetilcolina ar putea juca un rol important în geneza sa.

Cauza bolii nu este cunoscută astăzi și, în plus, un alt neurotransmițător precum dopamina pare să joace un rol mai important, iar majoritatea medicamentelor pentru această patologie se concentrează pe funcția acestui neurotransmițător.

Cu toate acestea, relația strânsă dintre dopamină și acetilcolină sugerează că acesta din urmă este, de asemenea, un neurotransmițător important în boală.

Referințe

1. Perry E, Walker M, Grace J, Perry R. Acetilcolina în minte: un corelat neurotransmițător al conștiinței? TINS 1999; 22-6, 273-80.
2. McMahan UJ. Structura și reglarea agrinului. În: Koelle GB. Simpozionul asupra sinapsei colinergice. Știința vieții, vol. 50. New York: Pergamon Press; 1992, pag. 93-4.
3. Changeux JP, Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. Receptorul acetilcolinei: o proteină "alosterică" angajată în comunicarea intracelulară. Știință 1984; 225: 1335-45.
4. Duclert A, Chengeux JP. Expresia genei a receptorului acetilcolinei la nivelul joncțiunii neuromusculare în curs de dezvoltare. Physiol Rev 1995; 75: 339-68.
5. Bosboom JL, Stoffers D, Wolters ECh. Rolul acetilcolinei și dopaminei în demență și psihoză în boala Parkinson. J Transmural Neural 2003; 65 (supliment): 185-95.
6. Montgomery, SA și Corn, TH (Eds) Psihofarmacologie a Depresiei Oxford University Press, Asociația Britanică pentru Psihofarmacologie, Monografii nr. 13, 1994.