Acetylocholina jest głównym przekaźnikiem układu cholinergicznego, znanego także pod nazwą układ przywspółczulny, który jest podukładem autonomicznego układu nerwowego odpowiedzialnego za odpoczynek organizmu i poprawę trawienia. Acetylocholina nie jest stosowana w medycynie. Wśród jej wad wymienia się krótki czas i brak selektywności działania (liczne skutki niepożądane).
Czym jest acetylocholina?
Acetylocholina to tzw. neurohormon. Jest to pierwszy odkryty neuroprzekaźnik. Przełom ten dokonał się w 1914 r. Odkrywcą acetylocholiny był angielski fizjolog Henry Dale. Duży wkład w badania na temat tego neuroprzekaźnika i jego popularyzację miał austriacki farmakolog Otto Loewi. Odkrycia obu badaczy zostały w 1936 r. uhonorowane Nagrodą Nobla.
Acetylocholina (ACh) to neuroprzekaźnik (czyli związek chemiczny, którego cząsteczki odpowiadają za proces przenoszenia sygnałów między neuronami poprzez synapsy oraz z komórek nerwowych do gruczołowych czy mięśniowych) autonomicznego układu nerwowego syntetyzowany w zwojach współczulnych i przywspółczulnych, zazwojowych zakończeniach przywspółczulnych i płytce ruchowej. Znajduje się w neuronie, w małym pęcherzyku otoczonym membraną. Acetylocholina jest związkiem lipofobowym i źle przenika przez barierę krew – mózg. Stan pobudzenia wywołany przez acetylocholinę jest wynikiem działania na receptory obwodowe.
Acetylocholina działa jednocześnie na dwa typy receptorów układu autonomicznego:
-
M (muskarynowe) – zlokalizowane są w rozmaitych tkankach, takich jak mięśnie gładkie, struktury mózgowia, gruczoły wydzielania wewnętrznego, mięsień sercowy;
-
N (nikotynowe) – umiejscowione są w zwojach układu autonomicznego oraz połączeniach nerwowo-mięśniowych.
Po wprowadzeniu do krwiobiegu wywołuje pobudzenie całego układu z przewagą pobudzenia objawów układu przywspólnego. Działanie acetylocholiny jest krótkotrwałe, nieswoiste i zbyt toksyczne. Dlatego też nie ma ona obecnie zastosowania leczniczego.
Jak powstaje acetylocholina?
Acetylocholina (C7H16NO2) jest to ester kwasu octowego (CH3COOH) i choliny (C5H14NO+), który powstaje przy udziale acetylotransferazy cholinowej (ChAT). Cholina dostarczana jest do OUN wraz z krwią, skąd w drodze aktywnego transportu pobierana jest do komórek nerwowych.
Możliwe jest magazynowanie acetylocholiny w pęcherzykach synaptycznych. Neuroprzekaźnik ten na skutek depolaryzacji błony komórkowej (zmniejszenia elektroujemnego potencjału elektrycznego błony komórkowej) jest uwalniany do przestrzeni synaptycznej.
Acetylocholina jest rozkładana w ośrodkowym układzie nerwowym przez enzymy o właściwościach hydrolitycznych, tzw. cholinoesterazy. Katabolizm (ogół reakcji prowadzących do rozpadu złożonych związków chemicznych na prostsze cząsteczki) acetylocholiny zachodzi w wyniku działania acetylocholinesterazy (AChE – enzym rozkładający acetylocholinę na cholinę i resztę kwasu octowego) i butyrylocholinoesterazy (BuChE, – enzym katalizujący reakcję acetylocholina + H2O → cholina + anion kwasu karboksylowego), które odpowiadają za reakcję hydrolizy (reakcja podwójnej wymiany, która przebiega między wodą i rozpuszczoną w niej substancją) w połączeniach nerwowo-mięśniowych. Powstała w wyniku działania acetylocholinoesterazy i butyrylocholinoesterazy cholina jest zwrotnie wchłaniana do komórek nerwowych w wyniku aktywnego działania transportera dla choliny.
Działanie acetylocholiny na ludzki organizm
Acetylocholina wykazuje m.in. takie działanie na organizm, jak:
- obniżenie poziomu ciśnienia krwi,
- rozszerzenie naczyń krwionośnych,
- zmniejszenie siły skurczu mięśnia sercowego,
- pobudzenie wydzielania gruczołów,
- obkurczenie światła dróg oddechowych,
- zwolnienie częstości akcji serca,
- zwężenie źrenic,
- skurczenie mięśni gładkich jelit, oskrzeli, pęcherza moczowego,
- wyzwalanie skurczu mięśni prążkowanych,
- wpływanie na procesy pamięciowe, zdolność koncentracji uwagi, proces uczenia się,
- utrzymywanie w stanie czuwania,
- umożliwienie komunikacji między różnymi obszarami ośrodkowego układu nerwowego,
- pobudzenie perystaltyki w przewodzie pokarmowym.
Niedobór acetylocholiny
Niedobór acetylocholiny prowadzi do zahamowania przekazywania impulsów nerwowych, w konsekwencji czego dochodzi do paraliżu mięśni. Jej niski poziom to problemy z pamięcią i przetwarzaniem informacji. Dostępne są preparaty acetylocholiny, których stosowanie ma pozytywny wpływ na procesy poznawcze, nastrój i zachowanie oraz opóźnia wystąpienie zmian neuropsychiatrycznych. Ponadto zapobiegają powstawaniu płytek starczych. Zwiększenie stężenia acetylocholiny w przodomózgowiu powoduje poprawę funkcji poznawczych i spowolnienie zmian neurodegeneracyjnych. Zapobiega chorobie Alzheimera czy miastenii. Rzadkością jest stan nadmiaru acetylocholiny w organizmie.
Możliwe jest także uczulenie na acetylocholinę, które odpowiada za pokrzywkę cholinergiczną. Choroba dotyka głównie młodych mężczyzn. Rozwój objawów następuje w wyniku podrażnienia aferentnych włókien cholinergicznych gruczołów potowych. Dochodzi do tego podczas nadmiernego wysiłku czy spożycia gorącego posiłku. Zmiany skórne mają postać niewielkich bąbli otoczonych czerwoną obwódką, którym towarzyszy świąd. Pokrzywka cholinergiczna znika po zastosowaniu leków antyhistaminowych, uspokajających i preparatów przeciw nadmiernemu poceniu się.
Bibliografia:
1. Stelmasiak T., Alergiczne choroby skóry, „Farmaceutyczny Przegląd Naukowy”, 2007, 9, s. 29–35.
2. Orzeł-Gryglewska J., Znaczenie dopaminy w regulacji stanów snu i czuwania, „Kosmos Problemy nauk Biologicznych”, 2014, 2(303), s. 189–200.
3. Longstaff A., Neurobiologia. Krótkie wykłady, Warszawa, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2012.
4. Wierzbiński P., Florkowski A., Układ cholinergiczny a schizofrenia. potencjalna terapeutyczna rola agonistów cholinergicznych, „Psychiatria I Psychoterapia”, 2010, 6(1), s. 53–62.
5. Kostowski W., Farmakologia. Podstawy farmakologii. Podręcznik dla studentów medycyny i lekarzy, Warszawa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2001.
6. Polski słownik medyczny, Warszawa, PAN Wydział Nauk Medycznych. Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, 1981.
7. Wszelaki N., Hamowanie aktywności acetylocholinoesterazy i butyrylocholinoesterazy przez surowce roślinne i ich substancje czynne, „Postępy Fitoterapii”,2009, 1, s. 24–38.
8. Garbuliński T., Farmakologia weterynaryjna, Warszawa, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, 1980.
