Zamknij ten odtwarzacz wideo
Spis treści
Czym jest acetylocholina i dlaczego jest ważna?
Acetylocholina (ACh) to substancja chemiczna, która odgrywa ważną rolę w wielu różnych funkcjach organizmu. Jest neuroprzekaźnikiem , a jej główną rolą jest przekazywanie sygnałów między neuronami w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN) i obwodowym układzie nerwowym (PNS).
Acetylocholinapełni szereg ważnych funkcji, z których wiele może zostać upośledzonych przez choroby lub leki wpływające na działanie tego neuroprzekaźnika.
W tym artykule omówiono, jak acetylocholina funkcjonuje w organizmie, a także jak jest produkowana. Opisano w nim również, co może się zdarzyć, gdy funkcja acetylocholiny jest upośledzona.
Nazwa acetylocholina pochodzi od jej struktury. Jest to związek chemiczny składający się z kwasu octowego i choliny.
Funkcja acetylocholiny
Acetylocholina pełni wiele funkcji w organizmie. Można ją znaleźć we wszystkich neuronach ruchowych, gdzie pobudza mięśnie do skurczu. Od ruchów żołądka i serca po mrugnięcie okiem, wszystkie ruchy ciała obejmują działania tego ważnego neuroprzekaźnika.
Acetylocholina występuje również w wielu neuronach mózgu, gdzie odgrywa istotną rolę w procesach myślowych i zachowaniach człowieka, takich jak pamięć i poznawanie. Odpowiada za uwagę, pobudzenie, neuroplastyczność i sen REM.
Jak acetylocholina wpływa na zachowanie?
Acetylocholina może wpływać na zachowanie poprzez wywoływanie bramkowania sensorycznego, procesu, który redukuje lub blokuje hałas otoczenia i wspomaga uczenie się.
Niektóre komórki ciała mają to, co jest znane jako synapsy cholinergiczne. Synapsy te przekształcają sygnał elektryczny w acetylocholinę, która następnie wchodzi w interakcję z receptorami acetylocholiny po drugiej stronie synapsy, aby wywołać inny sygnał elektryczny.
Układ nerwowy obwodowy
W PNS acetylocholina jest główną częścią somatycznego układu nerwowego . W obrębie tego układu odgrywa pobudzającą rolę prowadzącą do dobrowolnej aktywacji mięśni.
W układzie autonomicznym acetylocholina kontroluje szereg funkcji, działając na neurony w układzie współczulnym i przywspółczulnym. Bierze również udział w skurczu mięśni gładkich i rozszerzeniu naczyń krwionośnych, a także może promować zwiększone wydzielanie organizmu i wolniejsze tętno.
Na przykład mózg może wysłać sygnał, aby poruszyć prawą ręką. Sygnał jest przenoszony włóknami nerwowymi do połączeń nerwowo-mięśniowych. Sygnał jest przesyłany przez to połączenie przez acetylocholinę, wyzwalając pożądaną reakcję w tych konkretnych mięśniach.
Ponieważ acetylocholina odgrywa ważną rolę w funkcjonowaniu mięśni, leki wpływające na ten neuroprzekaźnik mogą powodować różnego stopnia zaburzenia ruchu, a nawet paraliż.
Mózg i ośrodkowy układ nerwowy
Acetylocholina działa również w różnych miejscach ośrodkowego układu nerwowego, gdzie może pełnić funkcję neuroprzekaźnika i neuromodulatora. Odgrywa rolę w motywacji, pobudzeniu, uwadze, uczeniu się i pamięci, a także uczestniczy w promowaniu snu REM .
Zaburzony poziom acetylocholiny może być związany z takimi schorzeniami jak choroba Alzheimera. Leki i substancje, które blokują lub przerywają działanie acetylocholiny, takie jak niektóre rodzaje pestycydów i gazy paraliżujące, mogą mieć negatywny wpływ na organizm, a nawet prowadzić do śmierci.
Odkrycie
Acetylocholina była pierwszym zidentyfikowanym neuroprzekaźnikiem. Została odkryta przez Henry’ego Halletta Dale’a w 1914 r., a jej istnienie zostało później potwierdzone przez Otto Loewiego. Obaj otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 1936 r. za swoje odkrycie.
Cholina i acetylocholina
Produkcja acetylocholiny odbywa się w zakończeniach nerwowych neuronów cholinergicznych. Jest ona wytwarzana przez enzym cholinoacetylotransferazę.
Cholina jest prekursorem odżywczym acetylocholiny. Organizm wykorzystuje cholinę do produkcji acetylocholiny. Kiedy ludzie nie spożywają wystarczającej ilości choliny, mogą doświadczyć szeregu negatywnych skutków zdrowotnych.
Niedobór choliny może wpływać na zdolność wątroby do przetwarzania tłuszczu, co zwiększa ryzyko raka wątroby i cukrzycy. Dzieci, którym brakuje choliny w diecie w krytycznych momentach rozwoju, mogą w rezultacie mieć upośledzenie funkcji umysłowych i sprawności poznawczej.
Ponieważ organizm nie jest w stanie sam wytworzyć wystarczającej ilości choliny, musi być ona dostarczana z pożywienia. Dostępne są suplementy zawierające cholinę. Źródła choliny w diecie obejmują:
- Mięso, ryby, nabiał i jaja
- Pełne ziarna, rośliny strączkowe, orzechy i nasiona
- Brokuły, kapusta, jabłka i mandarynki
Odpowiednie dzienne spożycie choliny wynosi 550 mg dla mężczyzn i 425 mg dla kobiet powyżej 19. roku życia. Osoby miesiączkujące mogą potrzebować mniej, ponieważ estrogen pomaga stymulować syntezę choliny.
Dysfunkcja acetylocholiny
Funkcja acetylocholiny w organizmie może zostać zaburzona przez wiele przyczyn, w tym choroby i toksyny. Nierównowaga tego ważnego neuroprzekaźnika może prowadzić do szeregu konsekwencji zdrowotnych, z których wiele wpływa na pamięć i kontrolę mięśni.
Niektóre z tych stanów obejmują wyczerpanie acetylocholiny lub uszkodzenie receptorów acetylocholiny, ale nadmierna ilość acetylocholiny może również mieć szkodliwe skutki. Kiedy acetylocholina wzrasta w synapsach i stawach nerwowo-mięśniowych, może to prowadzić do tego, co jest znane jako toksyczność nikotynowa i muskarynowa. Objawy obejmują zwiększone wydzielanie śliny, skurcze, biegunkę, niewyraźne widzenie, paraliż i drgania mięśni.
Choroba Alzheimera
Choroba Alzheimera powoduje problemy z pamięcią i myśleniem. Jest to przykład stanu, który może być spowodowany niedoborem acetylocholiny. Dokładne przyczyny tego stanu nie są znane, ale choroba wpływa na acetylocholinę, co prowadzi do niskiego poziomu neuroprzekaźnika.
Miastenia gravis
Miastenia gravis to stan, który prowadzi do osłabienia mięśni. Może wpływać na mięśnie ramion, nóg, szyi, dłoni i palców. Jest to choroba autoimmunologiczna, która występuje, gdy układ odpornościowy organizmu atakuje receptory acetylocholiny.
Choroba Parkinsona
Choroba Parkinsona to zwyrodnieniowa choroba neurologiczna, która powoduje drżenie i mimowolne ruchy. Chociaż dokładne przyczyny choroby nie są w pełni poznane, uważa się, że pewną rolę odgrywają zaburzenia równowagi acetylocholiny.
Toksyny i pestycydy
Niektóre toksyny mogą wpływać na acetylocholinę w organizmie i wzmacniać, naśladować lub wchodzić w interakcje z acetylocholiną. Może to powodować takie objawy, jak niewyraźne widzenie, osłabienie mięśni, biegunka i paraliż.
Na przykład jad pająka czarnej wdowy wchodzi w interakcję z acetylocholiną. Kiedy człowiek zostaje ukąszony przez czarną wdowę, poziom acetylocholiny gwałtownie wzrasta, co prowadzi do poważnych skurczów mięśni, spazmów, paraliżu, a nawet śmierci.
Leki wpływające na acetylocholinę
Leki wpływające na acetylocholinę są stosowane w leczeniu niektórych schorzeń.
- Botox to lek, który zakłóca działanie acetylocholiny w określonych mięśniach, do których jest wstrzykiwany. Powoduje paraliż tych mięśni, dlatego tymczasowo redukuje zmarszczki.
- Inhibitory AChE (acetylocholinoesterazy) to leki, które wpływają na enzymy wykorzystywane w produkcji acetylocholiny. Leki te, do których należą Aricept (donepezil), Exelon (rywastygmina) i Razadyne (galantamina), są stosowane w celu złagodzenia objawów choroby Alzheimera i miastenii.
- Leki antycholinergiczne to leki blokujące działanie acetylocholiny. Leki te są często stosowane w leczeniu choroby Parkinsona.
Leczenie stanów związanych z nadmiarem lub niedoborem acetylocholiny może obejmować przyjmowanie leków, które wpływają na działanie lub poziom tego neuroprzekaźnika w organizmie. Takie leki mogą obejmować inhibitory AChE i leki antycholinergiczne.