Acetylocholina - jeden z najważniejszych neuroprzekaźników w układzie nerwowym

Acetylocholina jest neuroprzekaźnikiem, który wpływa na czynność serca i przewodu pokarmowego, ale związana jest również z procesami pamięciowymi. Ze względu na to, że działania acetylocholiny w organizmie są bardzo szerokie, leki wpływające na ten neuroprzekaźnik stosowane są w wielu dziedzinach medycyny – zlecają je pacjentom zarówno neurolodzy, jak i okuliści czy interniści.

Spis treści

1. Acetylocholina: budowa, synteza i rozkład
2. Jak działa acetylocholina i za co odpowiada?
3. Zastosowanie acetylocholiny w lecznictwie

Acetylocholina to jeden z neuroprzekaźników, czyli specyficznych cząsteczek niezbędnych w układzie nerwowym – to właśnie dzięki pomiędzy komórkami nerwowymi przesyłane są impulsy nerwowe. Acetylocholina jest ważna przede wszystkim z tego względu, że występuje zarówno w strukturach ośrodkowego, jak i obwodowego układu nerwowego, ale znaleźć ją można również w somatycznym, jak i autonomicznym układzie nerwowym.

Warto dodać, że acetylocholina była pierwszym odkrytym przez naukowców neuroprzekaźnikiem. W 1914 roku odkrycia dokonał angielski fizjolog Henry Dale, kilka lat później – bo w 1921 roku – niemieckiego pochodzenia Otto Loewi przybliżył zaś światu medycznemu funkcje acetylocholiny. Odkrycia obu mężczyzn okazały się tak istotne dla nauki, że w 1936 roku otrzymali oni za nie Nagrodę Nobla.

Acetylocholina: budowa, synteza i rozkład

Acetylocholina jest estrem kwasu octowego oraz choliny. Powstaje ona w obrębie tzw. neuronów cholinergicznych (mianem tym określane są te populacje komórek nerwowych, które wydzielają w obrębie swoich zakończeń acetylocholinę), gdzie neuroprzekaźnik produkowany jest z choliny i acetylokoenzymu A przy udziale enzymu acetylotransferazy choliny. Powstałe cząsteczki acetylocholiny są później gromadzone w pęcherzykach synaptycznych i kiedy to dojdzie do depolaryzacji komórki nerwowej, przyłączają się one do zakończeń presynaptycznych i dochodzi do uwalniania acetylocholiny do przestrzeni synaptycznej. Kiedy neuroprzekaźnik dociera do zakończenia postsynaptycznego, łączy się on ze swoim receptorem i wywiera typowe dla siebie działanie.

Wydzielona z zakończeń nerwowych acetylocholina nie znajduje się poza komórkami nerwowymi przez dłuższy czas – dość szybko jest ona rozkładana przez enzym acetylocholinoesterazę. W tejże właśnie reakcji powstaje m.in. cholina, której część ulega transportowi zwrotnemu do wnętrza komórek nerwowych – odzyskana w ten sposób cholina służy później do produkcji kolejnych cząsteczek acetylocholiny.

Jak działa acetylocholina i za co odpowiada?

Funkcje acetylocholiny uzależnione są zarówno od miejsca, w którym działa ten neuroprzekaźnik, jak i od rodzaju receptora, z którym się połączy. Acetylocholina posiada dwa rodzaje receptorów, do których się przyłącza: pierwszym z nich są receptory nikotynowe (obecne w zwojach układu autonomicznego i w obrębie połączeń nerwowo-mięśniowych), drugim natomiast są receptory muskarynowe (zlokalizowane w wielu różnych tkankach, m.in. w obrębie komórek mięśniowych gładkich, w różnych strukturach mózgowia oraz w gruczołach wydzielania wewnętrznego i komórkach mięśnia sercowego).

W ośrodkowym układzie nerwowym acetylocholina wpływa na procesy pamięciowe oraz na zdolność koncentracji uwagi. Funkcją tego neuroprzekaźnika jest również utrzymywanie nas w stanie czuwania, acetylocholina jest też ważna podczas różnych procesów uczenia się. Związek ten umożliwia komunikację pomiędzy różnymi obszarami ośrodkowego układu nerwowego – w tym przypadku acetylocholina jest wydzielana przez tzw. interneurony i jest ona szczególnie istotna w przypadku zwojów podstawy.

W obwodowym układzie nerwowym acetylocholina jest szczególnie ważna dla komórek mięśniowych – neuroprzekaźnik ten wydzielany jest w obrębie płytek nerwowo-mięśniowych. Uwolniona z komórek nerwowych acetylocholina, kiedy połączy się z receptorami obecnymi na miocytach, doprowadza do wystąpienia skurczu danych grup mięśniowych.

Acetylocholina jest również niebywale istotna dla autonomicznego układu nerwowego. To neuroprzekaźnik wydzielany przez wszystkie włókna przedzwojowe tej części układu nerwowego. Ponadto uwalniają ją włókna zazwojowe należące do układu przywspółczulnego. Wydzielana w przywspółczulnym układzie nerwowym acetylocholina wywiera wiele różnych działań, wśród których można wymienić:

• spadek ciśnienia tętniczego krwi;
• pobudzenie perystaltyki w przewodzie pokarmowym;
• spowolnienie czynności serca;
• obkurczenie światła dróg oddechowych;
• zwężenie źrenic;
• pobudzenie wydzielania przez różne gruczoły (m.in. ślinowe).

Zastosowanie acetylocholiny w lecznictwie

W medycynie wykorzystanie znajdują zarówno substancje, które wywierają podobne do acetylocholiny działania, jak i również środki wyróżniające się działaniem zupełnie odwrotnym. W pierwszym z wymienionych przypadków mowa o lekach parasympatykomimetycznych. Zaliczane są do nich takie substancje, jak np. pilokarpina (prowadząca do zwężenia źrenicy i stosowana w jaskrze) czy wspomniane wyżej inhibitory acetylocholinoesterazy (należące tak naprawdę do pośrednich parasympatykomimetyków).

Preparatami o odmiennym działaniu są natomiast leki parasympatykolityczne (cholinolityczne). Wywierają one efekty odwrotne niż acetylocholina i zaliczane są do nich m.in. bromek ipratropium (stosowany w celu rozszerzenia dróg oddechowych) czy atropina (wykorzystywana przy bradykardii, czyli spowolnionej czynności serca).

Z acetylocholiną związane jest również działanie toksyny botulinowej (bardziej zapewne znanej jako botoks). Substancja ta doprowadza bowiem do zablokowania uwalniania acetylocholiny z zakończenia nerwowego. Choć toksyna botulinowa najbardziej kojarzona jest z zabiegami z zakresu medycyny estetycznej, to jednak ma ona o wiele więcej zastosowań w medycynie – jej wpływ na acetylocholinę wykorzystuje się m.in. w leczeniu kurczu powiek, kręczu karku czy nadmiernej potliwości.

Zainteresowaniem niektórych pacjentów cieszą się tzw. leki nootropowe (prokognitywne). Część z tych substancji wpływa właśnie na ilości acetylocholiny w strukturach układu nerwowego i poprzez to preparaty te miałyby wpływać na polepszenie funkcji poznawczych stosujących je osób – lekami nootropowymi zainteresowani typowo są ludzie, którym zależy na jak najlepszych zdolnościach pamięciowych czy zwiększeniu stopnia koncentracji. Skuteczność tego rodzaju środków wydaje się jednak dosyć kontrowersyjna, w związku z czym zalecane jest podchodzenie do nich z rozwagą i ostrożnością.

Źródła: 1. Acetylocholine. Neuroscience 2nd Edition, dostęp on-line: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK11143/2. Materiały Encyclopaedia Britannica, dostęp on-line: https://www.britannica.com/science/acetylcholine3. Materiały The University of Texas, dostęp on-line: http://neuroscience.uth.tmc.edu/s1/chapter11.html