- Acetilkolin: szerkezet, szintézis és lebomlás
- Hogyan működik az acetilkolin és mit csinál?
- Az acetilkolin alkalmazása az orvostudományban
Segítsen a webhely fejlesztésében, megosztva a cikket a barátokkal!
Az acetilkolin egy neurotranszmitter, amely befolyásolja a szív és a gyomor-bélrendszer működését, de a memóriafolyamatokhoz is kapcsolódik. Tekintettel arra, hogy az acetilkolin hatása a szervezetben nagyon széles, az erre a neurotranszmitterre ható gyógyszereket az orvostudomány számos területén alkalmazzák – ezeket neurológusok, szemészek és belgyógyászok is írják fel a betegeknek.
Az acetilkolinaz egyik neurotranszmitter, azaz az idegrendszerben szükséges specifikus molekulák – az idegsejteknek köszönhető az idegimpulzusok küldése. Az acetilkolin elsősorban azért fontos, mert a központi és a perifériás idegrendszerben egyaránt jelen van, de megtalálható a szomatikus és vegetatív idegrendszerben is.
Érdemes hozzátenni, hogy az acetilkolin volt az első neurotranszmitter, amelyet a tudósok fedeztek fel. 1914-ben a felfedezést Henry Dale angol fiziológus tette, majd néhány évvel később - 1921-ben - a német származású Otto Loewi ismertette meg az acetilkolin funkcióit az orvosi világgal. Mindkét férfi felfedezése annyira fontosnak bizonyult a tudomány számára, hogy 1936-ban Nobel-díjat kaptak érte.
Acetilkolin: szerkezet, szintézis és lebomlás
Az acetilkolin az ecetsav és a kolin észtere. Létrejön az ún kolinerg neuronok (ezek az idegsejtek azon populációi, amelyek végződéseikben acetilkolint választanak ki), ahol a neurotranszmitter kolinból és acetil-koenzim A-ból termelődik a kolin-acetil-transzferáz enzim közreműködésével. A keletkező acetilkolin molekulák ezután szinaptikus vezikulákban halmozódnak fel, és amikor az idegsejt depolarizálódik, a preszinaptikus terminálisokhoz kötődnek, és az acetilkolin felszabadul a szinaptikus térbe. Amikor egy neurotranszmitter eléri a posztszinaptikus terminált, kötődik a receptorához, és kifejti szokásos működését.
Az idegvégződésekből kiválasztódó acetilkolin nem marad sokáig az idegsejteken kívül – az acetilkolinészteráz enzim elég gyorsan lebontja. Ebben a reakcióban többek között kolin, amelynek egy része visszakerül a belső térbeidegsejtek – az így visszanyert kolint később más acetilkolin molekulák előállítására használják fel.
Hogyan működik az acetilkolin és mit csinál?
Az acetilkolin funkciói attól függnek, hogy hol hat ez a neurotranszmitter, és milyen típusú receptorhoz fog kapcsolódni. Az acetilkolinnak kétféle receptora van, amelyekhez kötődik: az első a nikotinreceptor (az autonóm rendszer ganglionjaiban és a neuromuszkuláris csomóponton belül), a második a muszkarin receptorok (sok különböző szövetben találhatók, beleértve a sejtek simaizomzatát is). az agy különböző struktúráiban, valamint a belső elválasztású mirigyekben és a szívizom sejtjeiben).
A központi idegrendszerben az acetilkolin befolyásolja a memóriafolyamatokat és a figyelem koncentráló képességét. Ennek a neurotranszmitternek az a feladata, hogy ébren tartson bennünket, és az acetilkolin is fontos a különböző tanulási folyamatokban. Ez a kapcsolat lehetővé teszi a kommunikációt a központi idegrendszer különböző területei között - ilyenkor az acetilkolint az ún. interneuronok, és ez különösen fontos a bazális ganglionok esetében
A perifériás idegrendszerben az acetilkolin különösen fontos az izomsejtek számára – ez a neurotranszmitter a neuromuszkuláris lemezeken belül választódik ki. Az idegsejtekből felszabaduló acetilkolin a szívizomsejteken lévő receptorokhoz kötődve az adott izomcsoportok összehúzódását idézi elő
Az acetilkolin rendkívül fontos az autonóm idegrendszer számára is. Ez egy neurotranszmitter, amelyet az idegrendszer ezen részének összes preganglionális rostja választ ki. Ezenkívül a paraszimpatikus rendszerhez tartozó posztganglionális rostok bocsátják ki. A paraszimpatikus idegrendszerből kiválasztódó acetilkolin számos különböző tevékenységet fejt ki, többek között:
- vérnyomásesés;
- a periszt altika stimulálása az emésztőrendszerben;
- lassú pulzusszám;
- a légutak lumenének összehúzódása;
- tanulószűkület;
- a váladék stimulálása különböző mirigyek által (beleértve a nyálmirigyeket is)
Acetilkolin: kapcsolódó betegségek
Tekintettel arra, hogy az acetilkolin rendkívül fontos neurotranszmitter, a vele kapcsolatos patológiák számos különböző betegséghez vezethetnek. Példa erre a myasthenia gravis, amelyben a betegek antitesteket termelnek az acetilkolin receptorok ellen. Végül ennek a jelenségnek a hatására csökkenezen szabad struktúrák száma az izomsejteken belül, így a betegek a myasthenia gravis különféle tüneteit tapasztalják, beleértve elsősorban az izomgyengeséget. Normál körülmények között az acetilkolin kötődése a receptorhoz izomösszehúzódáshoz vezet – ha a receptorokat antitestek blokkolják, a neurotranszmitternek alapvetően nincs mihez kötődnie – az izomsejtek egyszerűen károsodnak a munkaképességükben.
Egy másik probléma, amelyben az acetilkolin-zavarok hozzájárulhatnak a patogenezishez, az Alzheimer-kór. Egyes hipotézisek szerint ez a neurotranszmitter-hiány kapcsolódik ehhez az egységhez - ezért kapnak az Alzheimer-kórban szenvedő betegek olyan gyógyszereket, amelyek blokkolják az acetilkolint lebontó enzim aktivitását, azaz acetilkolinészteráz-gátlókat (ennek köszönhetően a mennyiség e neurotranszmitter mennyisége az idegrendszerben megnövekszik). Egyes kutatók e gyógyszerek korlátozott hatékonysága miatt tagadják azt a tényt, hogy az Alzheimer-kórban valóban acetilkolinhiány áll fenn a betegekben.
Az acetilkolin alkalmazása az orvostudományban
Az orvostudományban mind az acetilkolin-szerű hatást kifejtő anyagokat, mind pedig teljesen ellentétes hatású szereket használnak. Az első ilyen esetekben paraszimpatomimetikus gyógyszerekről beszélünk. Ide tartoznak az olyan anyagok, mint például a pilokarpin (amely a pupilla összehúzódásához vezet, és glaukóma esetén használatos) vagy a fent említett acetilkolinészteráz-gátlók (valójában közvetett paraszimpatomimetikumok).
Az eltérő hatású készítmények paraszimpatolitikus (kolinolitikus) gyógyszerek. Ellentétes hatást fejtenek ki az acetilkolinnal, és többek között ipratropium-bromid (a légutak tágítására) vagy atropin (bradycardia, azaz lassú szívverés esetén alkalmazzák).
A botulinum toxin (valószínűbb, hogy botox néven) hatása az acetilkolinhoz is kapcsolódik. Ez az anyag gátolja az acetilkolin felszabadulását az idegvégből. Bár a botulinum toxint leginkább az esztétikai gyógyászat területén kapcsolják össze a kezelésekkel, a gyógyászatban sokkal több alkalmazási területe van – az acetilkolinra gyakorolt hatását többek között, blepharospasmus, torticollis vagy túlzott izzadás kezelésére.
Egyes betegek érdeklődnek az ún nootróp (prokognitív) szerek. Ezen anyagok némelyike befolyásolja az acetilkolin mennyiségét a szerkezetekbenAz idegrendszer károsodása miatt ezek a készítmények javítanák az őket használók kognitív funkcióit – jellemzően a legjobb memóriaképességgel vagy a koncentrációs szint növelésével foglalkozó emberek érdeklődnek a nootrop szerek iránt. Az ilyen intézkedések hatékonysága azonban meglehetősen ellentmondásosnak tűnik, ezért ajánlatos óvatosan és körültekintően megközelíteni őket.
Források: 1. Acetilokolin. Neuroscience 2nd Edition, on-line hozzáférés: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK11143/2. Az Encyclopaedia Britannica anyagai, on-line hozzáférés: https://www.britannica.com/science/acetylcholine3. A Texasi Egyetem anyagai, on-line hozzáférés: http://neuroscience.uth.tmc.edu/s1/chapter11.html
A szerzőrőlÍj. Tomasz NęckiA Poznańi Orvostudományi Egyetem orvosi karán végzett. A lengyel tenger csodálója (leginkább fejhallgatóval a fülében sétál a partján), macskák és könyvek. A betegekkel való munka során arra összpontosít, hogy mindig meghallgassa őket, és annyi időt töltsön, amennyire szükségük van.