Acetylcholine: หน้าที่และกลไกการออกฤทธิ์

Acetylcholine เป็นสารสื่อประสาทที่เฉพาะเจาะจงในระบบของระบบประสาทร่างกายและใน ganglionic ประสาทของระบบประสาทอัตโนมัติ

มันเป็นสารเคมีที่ช่วยให้การทำงานของเซลล์ประสาทจำนวนมากและในเวลาเดียวกันช่วยให้การทำงานของกิจกรรมสมองต่างๆ

มันเป็นสารสื่อประสาทตัวแรกที่แยกแนวคิดและลักษณะสำหรับสิ่งที่ตามที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนเป็นสาร "เก่า" ที่สุดของสมอง

Acetylcholine ถูกอธิบายทางเภสัชวิทยาโดยเฮนรี Hallet Delt ในปี 1914 และต่อมาได้รับการยืนยันโดยอ็อตโต Loewi เป็นสารสื่อประสาท

กิจกรรมหลักของ acetylcholine อยู่ในระบบ cholinergic ซึ่งเป็นระบบที่รับผิดชอบในการผลิตและสังเคราะห์ acetylcholine

เกี่ยวกับผลกระทบที่สำคัญที่สุดมันเน้นการหดตัวของกล้ามเนื้อการเคลื่อนไหวกระบวนการย่อยอาหารและ neuroendocrine และการเปิดใช้งานของกระบวนการทางปัญญาเช่นความสนใจและความเร้าอารมณ์

acetylcholine ทำงานอย่างไร

ดังที่เราได้เห็นในสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมข้อมูลระหว่างเซลล์ประสาทถูกส่งผ่านสารเคมีที่เรียกว่าสารสื่อประสาท

สารนี้จะถูกปล่อยออกมาเมื่อมีการตอบสนองต่อการกระตุ้นที่เฉพาะเจาะจงและเมื่อส่งข้อมูลจะถูกส่งไปยังเซลล์ประสาทถัดไป

neurotransmitter ที่ secretes ทำหน้าที่ในไซต์ตัวรับเฉพาะและคัดเลือกสูงด้วยวิธีนี้เนื่องจากมีสารสื่อประสาทชนิดต่าง ๆ แต่ละชนิดทำหน้าที่ในบางระบบ

ดังนั้นเซลล์ประสาท cholinergic อาจผลิต acetylcholine (แต่ไม่ใช่สารสื่อประสาทประเภทอื่น ๆ ) เช่นเดียวกันเซลล์ประสาท cholinergic อาจสร้างตัวรับเฉพาะสำหรับ acetylcholine แต่ไม่ใช่สำหรับสารสื่อประสาทชนิดอื่น ๆ

ดังนั้นการแลกเปลี่ยนข้อมูลที่ acetylcholine ดำเนินการจะดำเนินการในเซลล์ประสาทและระบบบางอย่างและเป็น cholinergic

สำหรับ acetylcholine ที่จะทำหน้าที่ต้องมีเซลล์ประสาทส่งสัญญาณที่ผลิตสารนี้และเซลล์ประสาทตัวรับที่ผลิตตัวรับ cholinergic ที่มีความสามารถในการขนส่ง acetylcholine เมื่อมันถูกปล่อยออกมาจากเซลล์แรก

acetylcholine ถูกสังเคราะห์อย่างไร?

Acetylcholine ถูกสังเคราะห์จากโคลีนซึ่งเป็นสารอาหารที่จำเป็นต่อร่างกาย

โคลีนสะสมในเซลล์ประสาท cholinergic ผ่านปฏิกิริยากับ Actil CoA และภายใต้อิทธิพลของเอนไซม์ของ choline acetyltransferase

องค์ประกอบทั้งสามนี้พบได้ในพื้นที่เฉพาะของสมองซึ่งจะผลิต acetylcholine ซึ่งเป็นสาเหตุที่ acetylcholine สร้างสารสื่อประสาทซึ่งเป็นระบบเฉพาะของระบบ cholinergic

เมื่ออยู่ในเซลล์ประสาทเราพบสารทั้งสามที่เราเพิ่งแสดงความคิดเห็นเรารู้ว่ามันประกอบด้วยเซลล์ประสาท cholinergic และมันจะผลิต acetylcholine ผ่านการทำงานร่วมกันของโคลีนและองค์ประกอบของเอนไซม์ที่เป็นของมัน

การสังเคราะห์ acetylcholine เกิดขึ้นภายในเซลล์ประสาทโดยเฉพาะในนิวเคลียสของเซลล์

เมื่อสังเคราะห์แล้ว acetylcholine จะออกจากนิวเคลียสของเซลล์ประสาทและเดินทางผ่านแอกซอนและ dendrites นั่นคือส่วนต่าง ๆ ของเซลล์ประสาทที่มีหน้าที่รับผิดชอบในการสื่อสารและเชื่อมโยงกับเซลล์ประสาทอื่น ๆ

การเปิดตัวของ acetylcholine

จนถึงตอนนี้เราได้เห็นว่ามันทำงานอย่างไรและผลิตอะซิติลโคลีนในสมองมนุษย์ได้อย่างไร

ดังนั้นเรารู้อยู่แล้วว่าการทำงานของสารนี้คือการเชื่อมโยงและสื่อสารเซลล์ประสาทที่เฉพาะเจาะจง (cholinergic) กับเซลล์ประสาทที่เฉพาะเจาะจงอื่น ๆ (cholinergic)

ในการทำขั้นตอนนี้ acetylcholine ที่อยู่ภายในเซลล์ประสาทจะต้องถูกปล่อยออกมาเพื่อเดินทางไปยังเซลล์รับที่ได้รับ

เพื่อให้ acetylcholine ได้รับการปล่อยตัวจำเป็นต้องมีสิ่งกระตุ้นที่กระตุ้นให้เกิดการออกจากเซลล์ประสาท

ดังนั้นหากไม่มีการกระทำที่เป็นไปได้ที่จะรับรู้ได้จากเซลล์ประสาทอื่น acetylcholine จะไม่สามารถออกได้

และนั่นคือการที่จะปล่อย acetylcholine ศักยภาพในการกระทำจะต้องไปถึงขั้วประสาทที่มีสารสื่อประสาทตั้งอยู่

เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นการกระทำแบบเดียวกันอาจสร้างศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ความจริงที่กระตุ้นการเปิดใช้งานของช่องแคลเซียม

เนื่องจากการไล่ระดับสีด้วยเคมีไฟฟ้าทำให้เกิดการไหลของแคลเซียมไอออนที่ช่วยให้สิ่งกีดขวางเยื่อเปิดและ acetylcholine จะถูกปล่อยออกมา

อย่างที่เราเห็นการปลดปล่อย acetylcholine ตอบสนองต่อกลไกทางเคมีของสมองซึ่งมีสารหลายชนิดและมีการกระทำของโมเลกุลต่างกัน

ตัวรับของ acetylcholine

acetylcholine อยู่ในดินแดนที่ไม่มีมนุษย์นั่นคือมันอยู่นอกเซลล์ประสาทและตั้งอยู่ในพื้นที่ intersynaptic

ดังนั้นเพื่อให้ไซแนปส์สามารถดำเนินการได้และอะซิติลโคลีนเพื่อบรรลุภารกิจในการสื่อสารกับเซลล์ประสาทติดต่อกันจำเป็นต้องมีสารที่เรียกว่าตัวรับ

ผู้รับคือสารเคมีที่มีหน้าที่หลักในการส่งสัญญาณที่ปล่อยออกมาจากสารสื่อประสาท

อย่างที่เราเคยเห็นมาก่อนหน้านี้กระบวนการนี้ได้ถูกคัดเลือกแล้วดังนั้นผู้รับทั้งหมดจึงไม่ตอบสนองต่อ acetylcholine

ตัวอย่างเช่นตัวรับของสารสื่อประสาทอื่นเช่น serotonin จะไม่จับสัญญาณของ acetylcholine เพื่อที่จะสามารถทำงานควบคู่ไปกับชุดตัวรับเฉพาะ

โดยทั่วไปตัวรับที่ตอบสนองต่อ acetylcholine เรียกว่าตัวรับ cholinergic

เราสามารถหาตัวรับ cholinergic ได้ 4 ประเภท: ตัวรับ muscarinic agonist, ตัวรับ niconinic agonist, คู่ต่อสู้ receptor muscarinic และคู่ต่อสู้ตัวรับ nicotinic

หน้าที่ของ acetylcholine

Acetylcholine มีฟังก์ชั่นมากมายทั้งทางร่างกายและจิตใจหรือสมอง

ด้วยวิธีนี้สารสื่อประสาทนี้มีหน้าที่รับผิดชอบในการทำกิจกรรมพื้นฐานเช่นการเคลื่อนไหวหรือการย่อยอาหารและในเวลาเดียวกันมีส่วนร่วมในกระบวนการสมองที่ซับซ้อนมากขึ้นเช่นความรู้ความเข้าใจหรือหน่วยความจำ

ต่อไปเราจะตรวจสอบฟังก์ชั่นหลักของสารสื่อประสาทที่สำคัญนี้

1- ฟังก์ชั่นมอเตอร์

มันอาจเป็นกิจกรรมที่สำคัญที่สุดของ acetylcholine

สารสื่อประสาทนี้มีหน้าที่ผลิตกล้ามเนื้อหดตัวควบคุมศักยภาพการพักของกล้ามเนื้อลำไส้เพิ่มการผลิตขัดขวางและปรับความดันโลหิต

มันทำหน้าที่เป็น vasodilator ที่ไม่รุนแรงในหลอดเลือดและมีปัจจัยผ่อนคลายบางอย่าง

2- ฟังก์ชั่น Neuroendocrine

หน้าที่พื้นฐานอีกประการหนึ่งของ acetylcholine คือการเพิ่มการหลั่งของ vasopressin โดยการกระตุ้นกลีบหลังของต่อมใต้สมอง

Vasopressin เป็นฮอร์โมนเปปไทด์ที่ควบคุมการดูดซึมของโมเลกุลน้ำดังนั้นการผลิตจึงมีความสำคัญต่อการทำงานของระบบประสาทและการพัฒนา

ในทำนองเดียวกัน acetylcholine ลดการหลั่งของ prolactin ในต่อมใต้สมองด้านหลัง

3- ฟังก์ชั่น Parasympathetic

Acetylcholine มีบทบาทที่เกี่ยวข้องในการบริโภคอาหารและในการทำงานของระบบย่อยอาหาร

สารสื่อประสาทนี้มีหน้าที่ในการเพิ่มการไหลเวียนของเลือดในทางเดินอาหารเพิ่มกล้ามเนื้อระบบทางเดินอาหารเพิ่มการหลั่งของต่อมไร้ท่อระบบทางเดินอาหารและลดอัตราการเต้นของหัวใจ

4- ฟังก์ชั่นประสาทสัมผัส

เซลล์ประสาท Cholinergic เป็นส่วนหนึ่งของระบบขึ้นไปขนาดใหญ่ดังนั้นพวกเขาจึงมีส่วนร่วมในกระบวนการทางประสาทสัมผัส

ระบบนี้เริ่มต้นในก้านสมองและทำให้เซลล์ส่วนใหญ่ในสมองซึ่งพบ acetylcholine

ฟังก์ชั่นประสาทสัมผัสหลักที่เกี่ยวข้องกับสารสื่อประสาทนี้อยู่ในการบำรุงสติการส่งข้อมูลภาพและการรับรู้ของความเจ็บปวด

5- ฟังก์ชั่นทางปัญญา

มันแสดงให้เห็นว่า acetylcholine มีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของความทรงจำความสามารถในการมีสมาธิและการพัฒนาความสนใจและการใช้เหตุผลเชิงตรรกะ

สารสื่อประสาทนี้ให้ประโยชน์การป้องกันและสามารถ จำกัด การโจมตีของความบกพร่องทางสติปัญญา

อันที่จริงแล้วอะซิติลโคลีนเป็นสารหลักที่ได้รับผลกระทบจากโรคอัลไซเมอร์

โรคที่เกี่ยวข้อง

ดังที่เราได้เห็น acetylcholine มีส่วนร่วมในการทำงานของสมองต่าง ๆ เพื่อให้การขาดดุลของสารเหล่านี้สามารถสะท้อนให้เห็นในการเสื่อมสภาพของกิจกรรมบางอย่างที่กล่าวถึงข้างต้น

ในทางคลินิก acetylcholine มีความสัมพันธ์กับสองโรคที่สำคัญคือโรคอัลไซเมอร์และโรคพาร์กินสัน

อัลไซเม

เกี่ยวกับโรคอัลไซเมอร์ในปี 1976 พบว่าในภูมิภาคต่างๆของสมองของผู้ป่วยที่เป็นโรคนี้ระดับของเอ็นไซม์โคลีนอะเซทิลทรานสเฟอเรสต่ำกว่าปกติถึง 90%

ดังที่เราได้เห็นเอนไซม์นี้มีความสำคัญสำหรับการผลิต acetylcholine ดังนั้นจึงได้รับการตั้งสมมติฐานว่าโรคอัลไซเมอร์อาจเกิดจากการขาดสารสมองนี้

ในปัจจุบันปัจจัยนี้ถือเป็นเงื่อนงำหลักที่ชี้ถึงสาเหตุของโรคอัลไซเมอร์และครอบคลุมส่วนใหญ่ของความสนใจทางวิทยาศาสตร์และการวิจัยที่ดำเนินการทั้งในโรคและในการเตรียมการรักษาที่เป็นไปได้

พาร์กินสัน

สำหรับโรคพาร์คินสันนั้นความสัมพันธ์ระหว่างสาเหตุของโรคและอะซิติลโคลีนนั้นไม่ชัดเจน

โรคพาร์คินสันเป็นโรคที่มีผลกระทบต่อการเคลื่อนไหวเป็นส่วนใหญ่ซึ่งเป็นสาเหตุที่ acetylcholine สามารถมีบทบาทสำคัญในการกำเนิดของมัน

อย่างไรก็ตามสาเหตุของโรคยังไม่เป็นที่รู้จักในปัจจุบันและนอกจากนี้สารสื่อประสาทอื่นเช่นโดปามีนดูเหมือนว่าจะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นและยาส่วนใหญ่สำหรับเงื่อนไขนี้มุ่งเน้นไปที่การทำงานของสารสื่อประสาทนี้

อย่างไรก็ตามความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดระหว่างโดปามีนและอะซิติลโคลีนแสดงให้เห็นว่าหลังยังเป็นสารสื่อประสาทที่สำคัญในโรค

สารสื่อประสาทคืออะไร?

สารสื่อประสาทเป็นสารชีวโมเลกุลที่ส่งข้อมูลจากเซลล์ประสาทหนึ่งไปยังเซลล์ประสาทอื่น ๆ

สมองเต็มไปด้วยเซลล์ประสาทที่อนุญาตให้มีการทำงานของสมองอย่างไรก็ตามพวกเขาจะต้องสามารถสื่อสารกันเพื่อทำงานของพวกเขา

ด้วยวิธีนี้สารสื่อประสาทเป็นสารสำคัญของสมองที่ช่วยให้กิจกรรมและการทำงานของพวกเขา

การส่งข้อมูลระหว่างเซลล์ประสาทหนึ่งและอีกเซลล์หนึ่งนั้นดำเนินการผ่านทางไซแนปส์นั่นคือโดยการขนส่งข้อมูลระหว่างเซลล์ประสาทที่ส่งผ่านและเซลล์รับที่ได้รับ (หรือเซลล์)

ดังนั้นการทำ synapse โดย neurotransmitters เนื่องจากเป็นสารเหล่านี้ที่อนุญาตให้มีการแลกเปลี่ยนข้อมูล

สารสื่อประสาททำงานอย่างไร

เมื่อซินแนปส์เกิดขึ้นสารสื่อประสาทจะถูกปล่อยออกมาโดยถุงในตอนท้ายของเซลล์ประสาท presynaptic (หนึ่งที่ปล่อยข้อมูล)

ด้วยวิธีนี้สารสื่อประสาทที่อยู่ภายในเซลล์ประสาทและเมื่อพวกเขาต้องการที่จะสื่อสารกับคนอื่นพวกเขาจะถูกปล่อยออกมา

เมื่อปล่อยออกมาแล้วสารสื่อประสาทก็จะเคลื่อนที่ไปตามพื้นที่ synaptic และกระทำโดยการเปลี่ยนศักย์การกระทำในเซลล์ประสาทตัวต่อไปนั่นคือมันจะทำการดัดแปลงคลื่นไฟฟ้าช็อตของเซลล์ประสาทที่ต้องการสื่อสาร

ดังนั้นโดยวิธีการของคลื่นที่ปล่อยสารสื่อประสาทเมื่ออยู่นอกเซลล์ประสาทมันเป็นไปได้ที่จะกระตุ้นหรือยับยั้ง (ขึ้นอยู่กับชนิดของสารสื่อประสาท) เซลล์ประสาทดังต่อไปนี้