физиология

Ацетилхолин

Ацетилхолин - это нейротрансмиттер, вещество, которое вырабатывается нашим организмом для передачи нервных импульсов во многие точки центральной и периферической нервной системы. Нейроны, которые выделяют ацетилхолин, называются холинергическими. аналогичная речь для его рецепторов, которые различаются по никотиновым и мускариновым рецепторам. Различная концентрация и химическая конформация этих рецепторов и связанных с ними изоформ в тканях означает, что различные лекарственные средства, которые препятствуют действию ацетилхолина, могут вызывать эффекты, которые преимущественно ограничены одним сектором, а не другим. Несмотря на это структурное разнообразие, ацетилхолин способен связываться с обоими рецепторами, поскольку часть молекулы, которая взаимодействует с мускариновыми рецепторами, отличается от никотиновых рецепторов. Это одна из причин, по которой ацетилхолин не используется непосредственно в терапевтических целях: поскольку он действует на все холинергические рецепторы организма (как мускариновые, так и никотиновые), его действие слишком широко распространено и не очень специфично.

Ацетилхолин был первым нейротрансмиттером, который был обнаружен благодаря исследованиям Отто Лоуи, коронованным в 1924 году. С химической точки зрения ацетилхолин образуется в результате объединения молекулы холина с одним из ацетил-коэнзима А (ацетил). -КоА); первая представляет собой небольшую молекулу, сконцентрированную в фосфолипидных мембранах, в то время как ацетил-КоА представляет собой метаболический промежуточный продукт между гликолизом и циклом Кребса. Синтез ацетилхолина из этих двух веществ происходит вдоль аксонального конца; сразу после синтеза он сохраняется в везикулах, которые связываются с пресинаптической мембраной, когда приходит нервный импульс, сливаясь и высвобождая его содержимое путем экзоцитоза. В этот момент ацетилхолин, высвобождаемый в синаптической щели, может свободно достигать постсинаптических рецепторов и взаимодействовать с ними, деполяризуя клетку и давая возможность формированию потенциала действия в нервном или мышечном волокне, которое стимулировало; сразу после этого взаимодействия большая часть ацетилхолина немедленно разлагается ацетилхолинэстеразой (ACHE). Это фермент, расположенный рядом с холинергическими рецепторами, где он действует, разрушая связь между ацетатом и холином; последнее вещество легко реабсорбируется пресинаптическим терминалом и используется для синтеза нового ацетилхолина (благодаря ферменту холин-ацетилтрансфераза). Действие этого фермента очень важно, поскольку оно позволяет прервать передачу нервного импульса.

Ацетилхолин является передатчиком всех нервов, которые контролируют произвольную мускулатуру (см. Нервно-мышечная бляшка); однако, хотя на этом уровне он производит возбуждающий эффект, внутри парасимпатической системы он выполняет в основном ингибирующие действия (большинство симпатических нейронов секретируют адреналин, в то время как большинство парасимпатических нейронов секретирует ацетилхолин). Эта молекула вызывает замедление сердечного ритма, в то время как она стимулирует секрецию бронхов, слюны, желудка и поджелудочной железы, усиливая перистальтику кишечника и в целом все функции пищеварения. Как и на уровне двигательных пластин скелетных мышц и постганглионарных окончаний парасимпатической нервной системы, ацетилхолин можно обнаружить на уровне синапсов между преганглионарными волокнами и постганглионарными нейронами симпатической и парасимпатической нервной системы, а также мозгового вещества надпочечников, а также в некоторых синапсах центральной нервной системы.

Мускариновые действия соответствуют действиям, вызванным ацетилхолином, высвобождаемым постганглионарными парасимпатическими нервными окончаниями, с двумя существенными исключениями:

Ацетилхолин вызывает генерализованную вазодилатацию, хотя большинство сосудов не иннервируются парасимпатической системой.

Ацетилхолин вызывает секрецию потовыми железами, которые иннервируются холинергическими волокнами симпатической нервной системы.

Никотиновые действия соответствуют действиям ацетилхолина, высвобождаемого на уровне ганглионарных синапсов симпатической и парасимпатической систем, нервно-мышечной бляшки произвольных мышц и нервных окончаний надпочечниковых нервов, окружающих секреторные клетки мозгового вещества надпочечника.

Как и ожидалось, эффекты, подобные эффектам ацетилхолина, могут быть вызваны веществами, способными стимулировать холинергические рецепторы (парасимпатомиметики) или блокировать действие ацетилхолинэстеразы (антихолинэстеразы). Параллельно эффекты ацетилхолина могут блокироваться веществами, способными связываться с холинергическими рецепторами, что делает их недоступными для улавливания сигнала, передаваемого ацетилхолином (антихолинергические средства). Давайте посмотрим на некоторые примеры.

Кураре вызывает смерть от мышечного паралича, блокируя действие ацетилхолина на мышечные мембраны (где обнаружены никотиновые рецепторы); Физостигмин, с другой стороны, продлевает действие ацетилхолина, блокируя холинэстеразу, в то время как яд черной вдовы стимулирует избыточное высвобождение. Нервные газы также блокируют этот фермент, заставляя ацетилхолин оставаться закрепленным на его рецепторах; смертельный эффект этих газов полезен для изучения эффектов взаимодействия между ацетилхолином и его мускариновыми рецепторами: кашлем, стеснением в груди, гиперсекрецией бронхов с отеком легких, тошнотой, рвотой, диареей, повышенным слюноотделением, миозом и проблемы со зрением, снижение частоты сердечных сокращений вплоть до остановки и недержания мочи. С другой стороны, из-за накопления ацетилхолина в никотиновых рецепторах возникают такие симптомы, как: бледность кожи, тахикардия, артериальная гипертензия, гипергликемия и изменения, влияющие на костно-мышечную систему, особенно астения и легкое истощение мышц, тремор и судороги. При накоплении ацетилхолина скелетная мускулатура может быть парализована и может наступить смерть от паралича сокращения мышц. Наконец, воздействие на центральную нервную систему включает тонико-клонические сокращения эпилептиформного типа, вплоть до угнетения дыхательных центров и до смерти. Это обычно происходит из-за асфиксии из-за паралича диафрагмы и межреберных мышц. Ботокс, ядовитый токсин, используемый в эстетической медицине в бесконечно малых концентрациях, также имеет отношение к ацетилхолину; фактически, благодаря своему действию, он предотвращает его высвобождение из пузырьков. Таким образом, ботокс вызывает вялый паралич мышц, становясь смертельным, когда он сильно затрагивает дыхательные пути; в этом смысле он противоположен действию столбняка, характеризующегося спастическим параличом, который, однако, не зависит от ацетилхолина. Пилокарпин, препарат, используемый в основном в офтальмологии для сужения зрачка и стимуляции слезотечения из глаз (полезен при лечении глаукомы), является агонистом мускаринов; фактически он связывается с мускариновыми рецепторами ацетилхолина. В этом смысле пилокарпин противодействует действию атропина, который вместо этого является мускариновым антагонистом и как таковой ингибирует активность парасимпатического (парасимпатолитического). Атропин блокирует мускариновые рецепторы, в то время как кураре блокирует никотиновые рецепторы.