- איך אצטילכולין עובד?
- סִינתֶזָה
- לְשַׁחְרֵר
- מקלטים
- פונקציות אצטילכולין
- פונקציות מוטוריות
- פונקציות נוירואנדוקריניות
- פונקציות פאראסימפתטיות
- פונקציות חושיות
- פונקציות קוגניטיביות
- מחלות קשורות
- אלצהיימר
- פרקינסון
- הפניות
אצטילכולין הוא מוליך עצבי במערכות ספציפיות הסינפסה גנגליון מערכת העצבים הסומטית של מערכת העצבים האוטונומית. זהו חומר כימי המאפשר למספר רב של נוירונים לתפקד ובו זמנית, מאפשר לבצע פעולות שונות במוח.
אצטילכולין היה המעביר העצבי הראשון מבודד, ממושג ומאופיין במה שמדענים רבים אומרים שהוא החומר "העתיק ביותר" במוח. זה תואר באופן פרמקולוגי על ידי הנרי הלט דלט בשנת 1914 ואושר מאוחר יותר על ידי אוטו לואי כמעביר עצבים.
מבנה מולקולרי אצטילכולין
הפעילות העיקרית של אצטילכולין נופלת על המערכת הכולינרגית, האחראית על ייצור וסינתזה של אצטילכולין. לגבי השפעותיו החשובות ביותר, הוא מדגיש התכווצות שרירים, תנועה, תהליכים עיכוליים ונוירו-אנדוקריניים והפעלת תהליכים קוגניטיביים כמו קשב ועוררות.
איך אצטילכולין עובד?
במוח היונקים מידע בין נוירונים מועבר דרך חומר כימי הנקרא מעביר עצב. חומר זה משתחרר בסינפסה בתגובה לגירוי ספציפי וכאשר הוא משתחרר הוא מעביר מידע מסוים לנוירון הבא.
המעביר העצבי המופרש פועל באתרי קולטנים מתמחים וסלקטיביים במיוחד, ולכן, מכיוון שיש סוגים שונים של מעבירים עצביים, כל אחד מהם פועל במערכות מסוימות.
נוירון כולינרגי יכול לייצר אצטילכולין (אך לא סוגים אחרים של נוירוטרנסמיטרים), כמו כן הוא יכול לייצר קולטנים ספציפיים לאצטילכולין אך לא לסוגים אחרים של מעבירים עצביים.
החלפת המידע שמבוצעת על ידי אצטילכולין מתבצעת בנוירונים ספציפיים ובמערכות הנקראות כולינרגיק.
כדי שאצטילכולין יפעל, הוא זקוק לנוירון משדר לייצור חומר זה ונוירון קולטני לייצור רצפטור כולינרגי המסוגל להעביר אצטילכולין כאשר הוא משתחרר מהנוירון הראשון. בתמונה הבאה תוכלו לראות כיצד אצטילכולין משתחרר למעברי עצבים בשרירים:
סִינתֶזָה
מיקרוגרף של גרעין הבסיס של מיינרט, המייצר אצטילכולין במערכת העצבים המרכזית. מקור: נפרון
אצטילכולין מסונתז מכולין, חומר מזין חיוני שנוצר על ידי הגוף. כולין מצטבר בנוירונים כולינרגיים דרך תגובה עם Co Co actyl ותחת השפעה אנזימטית של כולין אצטיל טרנספרז.
שלושת האלמנטים הללו נמצאים באזורים הספציפיים במוח בהם יוצר אצטילכולין, וזו הסיבה שאצטילכולין מייצר מוליך עצבי השייך למערכת ספציפית, המערכת הקולינרגית.
כאשר אנו מוצאים את שלושת החומרים הללו בנוירון שדיברנו זה עתה, אנו יודעים שהוא מורכב מנוירון כולינרגי וכי נוירון זה ייצר אצטילכולין באמצעות אינטראקציה של כולין והיסודות האנזימטיים המתאימים.
הסינתזה של אצטילכולין מתרחשת בתוך הנוירון, במיוחד בגרעין התא. לאחר סינתזה, אצטילכולין עוזב את גרעין הנוירון ועובר דרך האקסון והדנדריטים, כלומר החלקים של הנוירון שאחראים על התקשורת והקשר עם נוירונים אחרים.
לְשַׁחְרֵר
מולקולות אצטילכולין. מקור: נוצר עם מערך הנתונים והתוכנית החינמית Rasmol.
אנו יודעים כבר שתפקידו של חומר זה מורכב מקשר ותקשורת נוירונים ספציפיים (כולינרגיים) עם נוירונים ספציפיים אחרים (כולינרגים). כדי לבצע תהליך זה, יש לשחרר את האצטילכולין שנמצא בתוך הנוירון כדי לנסוע לנוירון המקבל.
כדי שהאצטילכולין ישתחרר הוא דורש נוכחות של גירוי המניע את יציאתו מהנוירון. אם לא קיים פוטנציאל פעולה שמבוצע על ידי נוירון אחר, אצטילכולין לא יוכל לצאת.
כדי שישתחרר אצטילכולין, פוטנציאל פעולה חייב להגיע למסוף העצב בו ממוקם המעביר העצבי. כאשר זה קורה, אותו פוטנציאל פעולה מייצר פוטנציאל ממברנה, עובדה המניעה את הפעלת תעלות הסידן.
בגלל המדרגה האלקטרוכימית נוצר נהירה של יוני סידן המאפשרים מחסומי הקרום להיפתח וניתן לשחרר אצטילכולין.
כפי שאנו רואים, שחרור האצטילכולין מגיב למנגנונים כימיים במוח בהם משתתפים חומרים רבים ופעולות מולקולריות שונות.
מקלטים
מבנה הקולטן לניקוטין. מקור: Opossum58
לאחר שחרורו, אצטילכולין נשאר בארץ ההפקר, כלומר הוא נמצא מחוץ לנוירונים ונמצא במרחב האינטר-סינפטי. על מנת שהתממש יתממש וכדי שאצטילכולין ימלא את ייעודו לתקשר עם הנוירון הרצוף, נדרשת נוכחות של חומרים הידועים כקולטנים.
קולטנים הם חומרים כימיים שתפקידם העיקרי הוא להעביר את האותות הנפלטים על ידי המעביר העצבי. תהליך זה נעשה באופן סלקטיבי, כך שלא כל הקולטנים מגיבים לאצטילכולין.
לדוגמה, הקולטנים של נוירוטרנסמיטר אחר כמו סרוטונין לא יאספו את האותות של אצטילכולין, כך שהוא יעבוד עליו להיות מחובר לסדרה של קולטנים ספציפיים.
באופן כללי, הקולטנים המגיבים לאצטילכולין נקראים רצפטורים כולינרגיים. אנו יכולים למצוא 4 סוגים עיקריים של קולטנים כולינרגיים: קולטני אגוניסט מוסקריני, קולטני אגוניסט ניקוטיני, קולטני אנטגוניסט מוסקריני וקולטנים אנטוגוניסטים ניקוטיניים.
פונקציות אצטילכולין
עיבוד אצטילכולין בסינפסה. מקור: Smedlib, מבוסס על יצירה מקורית של Pancrat
לאצטילכולין פונקציות רבות הן ברמה הפיזית והן ברמה הפסיכולוגית או המוחית. מוליך עצבי זה אחראי על ביצוע פעילויות בסיסיות כמו תנועה או עיכול, ובמקביל, הוא משתתף בתהליכים מוחיים מורכבים יותר כמו קוגניציה או זיכרון.
להלן אנו בודקים את הפונקציות העיקריות של העברת עצבים חשובה זו.
פונקציות מוטוריות
זו ככל הנראה הפעילות החשובה ביותר של אצטילכולין. מוליך עצבי זה אחראי לייצור התכווצות שרירים, שליטה על פוטנציאל המנוחה של שריר המעי, הגברת ייצור הדוקרנים ומודולציה של לחץ הדם.
זה פועל בצורה קלה כמשתמש בכלי הדם ומכיל גורם מרגיע מסוים.
פונקציות נוירואנדוקריניות
תפקיד מפתח נוסף של אצטילכולין הוא הגברת הפרשת vasopressin על ידי גירוי האונה האחורית של יותרת המוח.
וזופרסין הוא הורמון פפטיד השולט על ספיגת מחזור מולקולות המים, ולכן ייצורו חיוני להתפתחות ותפקוד נוירו-אנדוקריני.
באופן דומה, אצטילכולין מוריד את הפרשת הפרולקטין יותרת המוח האחורי.
פונקציות פאראסימפתטיות
אצטילכולין ממלא תפקיד חשוב בצריכת המזון ובתפקוד מערכת העיכול.
מוליך עצבי זה אחראי להגברת זרימת הדם בדרכי העיכול, מגביר את טונוס השרירים במערכת העיכול, מגביר את הפרשות האנדוקריניות במערכת העיכול ומוריד את קצב הלב.
פונקציות חושיות
נוירונים כולינרגיים הם חלק מהמערכת העולה הגדולה, ולכן הם משתתפים גם בתהליכים חושיים. מערכת זו מתחילה בגזע המוח ומפנימה אזורים גדולים של קליפת המוח בה נמצא אצטילכולין.
תפקודי החישה העיקריים שנקשרו להעברה עצבית זו טמונים בשמירה על התודעה, העברת מידע חזותי ותפיסת הכאב.
פונקציות קוגניטיביות
הוכח כי אצטילכולין ממלא תפקיד קריטי בהיווצרות הזיכרון, יכולת הריכוז ופיתוח הקשב והנמקה לוגית.
מוליך עצבי זה מספק יתרונות מגנים ועלול להגביל את התרחשות הירידה הקוגניטיבית. למעשה, הוכח כי אצטילכולין הוא החומר המושפע העיקרי במחלת האלצהיימר.
מחלות קשורות
מסלול אצטילכולין במערכת העצבים המרכזית. מקור: BruceBlaus
אצטילכולין משתתף בתפקודי מוח שונים, כך שהגירעון של חומרים אלה יכול לבוא לידי ביטוי בהידרדרות של חלק מהפעילויות שנדונו לעיל.
מבחינה קלינית, אצטילכולין נקשר לשתי מחלות עיקריות, מחלת אלצהיימר ומחלת פרקינסון.
אלצהיימר
ביחס לאלצהיימר, בשנת 1976 נמצא כי באזורים שונים במוחם של חולים במחלה זו, היו רמות של האנזים כולין אצטיל-טרנספרזה הנמוך עד 90% מהרגיל.
אנזים זה חיוני לייצור אצטילכולין, וזו הסיבה שנאמר כי מחלת האלצהיימר יכולה להיגרם כתוצאה ממחסור בחומר מוחי זה.
נכון לעכשיו, גורם זה הוא הרמז העיקרי לגורם לאלצהיימר והוא מקיף חלק ניכר מהקשב המדעי והמחקר המתבצע הן על המחלה והן על פיתוח טיפולים אפשריים.
פרקינסון
לגבי פרקינסון, הקשר בין סיבת המחלה לבין אצטילכולין פחות ברור. פרקינסון היא מחלה הפוגעת בעיקר בתנועה, וזו הסיבה שאצטילכולין יכול למלא תפקיד חשוב בסוגיה.
הגורם למחלה אינו ידוע כיום ובנוסף, נראה כי נוירוטרנסמיטר נוסף כמו דופמין ממלא תפקיד חשוב יותר ורוב התרופות לפתולוגיה זו מתמקדות בתפקודו של המעביר העצבי הזה.
עם זאת, הקשר ההדוק בין דופמין לאצטילכולין מצביע על כך שהאחרון הוא גם מוליך עצבי חשוב במחלה.
הפניות
- פרי אי, ווקר מ ', גרייס ג'יי, פרי ר' אצטילכולין בראש: מתקן עצבי מתאם לתודעה? TINS 1999; 22-6, 273-80.
- מקמהן UJ. המבנה והוויסות של אגרין. בתוך: Koelle GB. סימפוזיון על הסינפסה הקולינרגית. מדעי החיים, כרך 50. ניו יורק: הוצאת פרגמון; 1992, עמ '. 93-4.
- Changeux JP, Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. הקולטן לאצטילכולין: חלבון "אלוסטרי" העוסק בתקשורת תוך תאית. מדע 1984; 225: 1335-45.
- Duclert A, Chengeux JP. ביטוי גנים לקולטנים לאצטילכולין בצומת העצב העצבי המתפתח. Physiol Rev 1995; 75: 339-68.
- Bosboom JL, Stoffers D, Wolters ECh. תפקידם של אצטילכולין ודופמין בדמנציה ובפסיכוזה במחלת פרקינסון. J Neural Transm 2003; 65 (Suppl): 185-95.
- Montgomery, SA ו- Corn, TH (Eds) פסיכופארמקולוגיה של דיכאון הוצאת אוניברסיטת אוקספורד, האיגוד הבריטי לפסיכופארמקולוגיה, מונוגרפיות מספר 13, 1994.