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