หุ้น:
ฟังก์ชั่น Acetylcholine และกลไกการออกฤทธิ์
acetylcholine เป็นสารสื่อประสาทที่เฉพาะเจาะจงในระบบของระบบประสาทร่างกายและใน ganglionic synapses ของระบบประสาทอัตโนมัติ.
มันเป็นสารเคมีที่ช่วยให้การทำงานของเซลล์ประสาทจำนวนมากและในเวลาเดียวกันช่วยให้การทำงานของกิจกรรมสมองต่างๆ.
มันเป็นสารสื่อประสาทตัวแรกที่แยกแนวคิดและลักษณะสำหรับสิ่งที่ตามที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนเป็นสาร "เก่า" ที่สุดของสมอง.
Acetylcholine ถูกอธิบายทางเภสัชวิทยาโดยเฮนรี Hallet Delt ในปี 1914 และต่อมาได้รับการยืนยันโดยอ็อตโต Loewi เป็นสารสื่อประสาท.
กิจกรรมหลักของ acetylcholine อยู่ในระบบ cholinergic ซึ่งเป็นระบบที่รับผิดชอบในการผลิตและสังเคราะห์ acetylcholine.
เกี่ยวกับผลกระทบที่สำคัญที่สุดมันเน้นการหดตัวของกล้ามเนื้อการเคลื่อนไหวกระบวนการย่อยอาหารและ neuroendocrine และการเปิดใช้งานของกระบวนการทางปัญญาเช่นความสนใจและเร้าอารมณ์.
acetylcholine ทำงานอย่างไร?
ดังที่เราได้เห็นในสมองของข้อมูลสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมระหว่างเซลล์ประสาทถูกส่งผ่านสารเคมีที่เรียกว่าสารสื่อประสาท.
สารนี้ถูกปล่อยออกมาเมื่อมีการตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่เฉพาะเจาะจงและเมื่อมีการส่งข้อมูลบางอย่างไปยังเซลล์ประสาทถัดไป.
สารสื่อประสาทที่ถูกหลั่งออกมาทำหน้าที่ในไซต์ตัวรับเฉพาะและเลือกอย่างมากด้วยวิธีนี้เนื่องจากมีสารสื่อประสาทชนิดต่าง ๆ แต่ละชนิดทำหน้าที่ในบางระบบ.
ดังนั้นเซลล์ประสาท cholinergic อาจผลิต acetylcholine (แต่ไม่ใช่สารสื่อประสาทชนิดอื่น ๆ ) เช่นเดียวกันเซลล์ประสาท cholinergic อาจสร้างตัวรับเฉพาะสำหรับ acetylcholine แต่ไม่ใช่สารสื่อประสาทชนิดอื่น.
ดังนั้นการแลกเปลี่ยนข้อมูลดำเนินการโดย acetylcholine เกิดขึ้นในเซลล์ประสาทและระบบบางอย่างและเรียกว่า cholinergic.
สำหรับอะซิติลโคลีนในการกระทำนั้นจำเป็นต้องมีเซลล์ประสาทที่ส่งสัญญาณซึ่งผลิตสารนี้และเซลล์ประสาทตัวรับที่สร้างตัวรับ cholinergic ที่สามารถลำเลียงอะซิติลโคลีนได้เมื่อมันถูกปล่อยออกมาจากเซลล์แรก.
วิธีการสังเคราะห์ acetylcholine?
Acetylcholine ถูกสังเคราะห์จากโคลีนซึ่งเป็นสารอาหารที่จำเป็นต่อร่างกาย.
โคลีนสะสมในเซลล์ประสาท cholinergic ผ่านปฏิกิริยากับ Actil CoA และภายใต้อิทธิพลของเอนไซม์ของ choline acetyltransferase.
องค์ประกอบทั้งสามนี้พบได้ในพื้นที่เฉพาะของสมองซึ่งจะผลิต acetylcholine ซึ่งเป็นสาเหตุที่ acetylcholine สร้างสารสื่อประสาทซึ่งเป็นระบบเฉพาะของระบบ cholinergic.
เมื่ออยู่ในเซลล์ประสาทเราพบสารทั้งสามที่เราเพิ่งแสดงความคิดเห็นเรารู้ว่ามันประกอบด้วยเซลล์ประสาท cholinergic และมันจะผลิต acetylcholine ผ่านการทำงานร่วมกันของโคลีนและองค์ประกอบของเอนไซม์ที่เป็นของมัน.
การสังเคราะห์ acetylcholine ทำภายในเซลล์ประสาทโดยเฉพาะในนิวเคลียสของเซลล์.
เมื่อสังเคราะห์แล้ว acetylcholine ออกจากนิวเคลียสของเซลล์ประสาทและเดินทางผ่านแอกซอนและ dendrites นั่นคือส่วนต่าง ๆ ของเซลล์ประสาทที่มีหน้าที่รับผิดชอบในการสื่อสารและเชื่อมโยงกับเซลล์ประสาทอื่น ๆ.
การเปิดตัวของ acetylcholine
จนถึงตอนนี้เราได้เห็นว่ามันทำงานอย่างไรและผลิตอะซิติลโคลีนในสมองของมนุษย์อย่างไร.
ดังนั้นเรารู้อยู่แล้วว่าการทำงานของสารนี้คือการเชื่อมโยงและสื่อสารเซลล์ประสาทที่เฉพาะเจาะจง (cholinergic) กับเซลล์ประสาทที่เฉพาะเจาะจงอื่น ๆ (cholinergic).
ในการทำกระบวนการนี้อะซิติลโคลีนที่อยู่ภายในเซลล์ประสาทจะต้องถูกปล่อยออกมาเพื่อเดินทางไปยังเซลล์รับที่ได้รับ.
สำหรับ acetylcholine ที่จะได้รับการปล่อยตัวจำเป็นต้องมีสิ่งกระตุ้นที่กระตุ้นให้เกิดการออกจากเซลล์ประสาท.
ด้วยวิธีนี้หากไม่มีการกระทำที่อาจเกิดขึ้นได้จากเซลล์ประสาทอื่น acetylcholine จะไม่สามารถออกได้.
และสำหรับการที่จะปล่อย acetylcholine ศักยภาพการกระทำจะต้องไปถึงขั้วประสาทที่มีสารสื่อประสาทตั้งอยู่.
เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นการกระทำแบบเดียวกันอาจสร้างศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งเป็นข้อเท็จจริงที่กระตุ้นการกระตุ้นการทำงานของช่องแคลเซียม.
เนื่องจากการไล่ระดับสีด้วยเคมีไฟฟ้าทำให้เกิดการไหลของแคลเซียมไอออนที่ทำให้เกิดการกีดขวางเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อเปิดและ acetylcholine.
อย่างที่เราเห็นการปลดปล่อย acetylcholine ตอบสนองต่อกลไกทางเคมีของสมองซึ่งมีสารหลายชนิดและการกระทำของโมเลกุลต่าง ๆ เข้าร่วม.
ตัวรับของ acetylcholine
เมื่อปล่อยออกมาอะซิติลโคลีนยังคงอยู่ในบริเวณที่ไม่มีมนุษย์นั่นคือมันอยู่นอกเซลล์ประสาทและตั้งอยู่ในพื้นที่ intersynaptic.
ดังนั้นเพื่อให้ไซแนปส์สามารถดำเนินการได้และอะซิติลโคลีนเพื่อบรรลุภารกิจในการสื่อสารกับเซลล์ประสาทติดต่อกันจำเป็นต้องมีสารที่เรียกว่าตัวรับ.
ตัวรับคือสารเคมีที่มีหน้าที่หลักในการส่งสัญญาณที่ปล่อยออกมาจากสารสื่อประสาท.
อย่างที่เราเคยเห็นมาก่อนหน้านี้กระบวนการนี้ได้ถูกคัดเลือกแล้วดังนั้นผู้รับทุกคนไม่ตอบสนองต่อ acetylcholine.
ตัวอย่างเช่นตัวรับของสารสื่อประสาทตัวอื่นเช่นเซโรโทนินจะไม่จับสัญญาณของอะเซทิลโคลีนเพื่อให้สามารถทำงานควบคู่ไปกับตัวรับเฉพาะแบบต่างๆ.
โดยทั่วไปตัวรับที่ตอบสนองต่อ acetylcholine เรียกว่าตัวรับ cholinergic.
เราสามารถหาตัวรับ cholinergic ได้ 4 แบบ: ตัวรับแบบ muscarinic agonist, ตัวรับแบบ nicotinic agonist, ตัวรับแบบคู่ต่อสู้แบบ muscarinic และแบบตัวรับแบบนิโคติน.
หน้าที่ของ acetylcholine
Acetylcholine มีฟังก์ชั่นมากมายทั้งทางร่างกายและจิตใจหรือสมอง.
ด้วยวิธีนี้สารสื่อประสาทนี้มีหน้าที่รับผิดชอบในกิจกรรมพื้นฐานเช่นการเคลื่อนไหวหรือการย่อยอาหารและในเวลาเดียวกันมีส่วนร่วมในกระบวนการสมองที่ซับซ้อนมากขึ้นเช่นความรู้ความเข้าใจหรือหน่วยความจำ.
ด้านล่างเราตรวจสอบฟังก์ชั่นหลักของสารสื่อประสาทที่สำคัญนี้.
1- ฟังก์ชั่นมอเตอร์
มันอาจเป็นกิจกรรมที่สำคัญที่สุดของ acetylcholine.
สารสื่อประสาทนี้มีหน้าที่ในการผลิตกล้ามเนื้อหดตัวควบคุมศักยภาพการพักของกล้ามเนื้อลำไส้เพิ่มการผลิตขัดขวางและปรับความดันโลหิต.
ทำหน้าที่เหมือน vasodilator ในเส้นเลือดอย่างอ่อนโยนและมีปัจจัยผ่อนคลายบางอย่าง.
2- ฟังก์ชั่น Neuroendocrine
หน้าที่พื้นฐานอื่นของ acetylcholine คือการเพิ่มการหลั่งของ vasopressin โดยการกระตุ้นกลีบหลังของต่อมใต้สมอง.
Vasopressin เป็นฮอร์โมนเปปไทด์ที่ควบคุมการดูดซึมของโมเลกุลน้ำดังนั้นการผลิตจึงมีความสำคัญต่อการทำงานของระบบประสาทและการพัฒนา.
ในทำนองเดียวกัน acetylcholine ลดการหลั่งของ prolactin ในต่อมใต้สมองด้านหลัง.
3- ฟังก์ชั่น Parasympathetic
Acetylcholine มีบทบาทที่เกี่ยวข้องในการบริโภคอาหารและในการทำงานของระบบย่อยอาหาร.
สารสื่อประสาทนี้มีหน้าที่ในการเพิ่มการไหลเวียนของเลือดในทางเดินอาหารเพิ่มกล้ามเนื้อระบบทางเดินอาหารเพิ่มการหลั่งของต่อมไร้ท่อระบบทางเดินอาหารและลดอัตราการเต้นของหัวใจ.
4- ฟังก์ชั่นประสาทสัมผัส
เซลล์ประสาท Cholinergic เป็นส่วนหนึ่งของระบบขึ้นไปขนาดใหญ่ดังนั้นพวกเขาจึงมีส่วนร่วมในกระบวนการทางประสาทสัมผัส.
ระบบนี้เริ่มต้นในก้านสมองและทำให้เซลล์ส่วนใหญ่ในสมองที่พบ acetylcholine.
ฟังก์ชั่นประสาทสัมผัสหลักที่เกี่ยวข้องกับสารสื่อประสาทนี้อยู่ในการบำรุงสติการส่งข้อมูลภาพและการรับรู้ของความเจ็บปวด.
5- ฟังก์ชั่นทางปัญญา
มันแสดงให้เห็นว่า acetylcholine มีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของความทรงจำความสามารถในการมีสมาธิและการพัฒนาความสนใจและการใช้เหตุผลเชิงตรรกะ.
สารสื่อประสาทนี้ให้ประโยชน์การป้องกันและสามารถ จำกัด การปรากฏของความบกพร่องทางสติปัญญา.
อันที่จริงแล้วอะซิติลโคลีนเป็นสารหลักที่ได้รับผลกระทบจากโรคอัลไซเมอร์.
โรคที่เกี่ยวข้อง
ดังที่เราได้เห็น acetylcholine มีส่วนร่วมในการทำงานของสมองต่าง ๆ ดังนั้นการขาดดุลของสารเหล่านี้สามารถสะท้อนให้เห็นในการเสื่อมสภาพของกิจกรรมบางอย่างที่กล่าวถึงข้างต้น.
ในทางคลินิก acetylcholine มีความสัมพันธ์กับสองโรคหลัก ได้แก่ โรคอัลไซเมอร์และโรคพาร์กินสัน.
อัลไซเม
ในเรื่องของโรคอัลไซเมอร์ในปี พ.ศ. 2519 พบว่าในสมองส่วนต่าง ๆ ของผู้ป่วยที่เป็นโรคนี้ระดับเอ็นไซม์โคลีนอะเซทิลทรานสเฟอเรสต่ำกว่าปกติถึง 90%.
อย่างที่เราได้เห็นแล้วเอนไซม์นี้มีความสำคัญต่อการผลิตอะซิติลโคลีนดังนั้นจึงได้รับการตั้งสมมติฐานว่าโรคอัลไซเมอร์อาจเกิดจากการขาดสารสมองนี้.
ปัจจุบันปัจจัยนี้เป็นเบาะแสหลักที่ชี้ถึงสาเหตุของโรคอัลไซเมอร์และครอบคลุมความสนใจทางวิทยาศาสตร์และการวิจัยมากมายที่ดำเนินการทั้งในโรคและในการเตรียมการรักษาที่เป็นไปได้.
พาร์กินสัน
ในแง่ของพาร์กินสันความสัมพันธ์ระหว่างสาเหตุของโรคและ acetylcholine จะถูกนำเสนออย่างชัดเจนน้อยลง.
โรคพาร์คินสันเป็นโรคที่มีผลกระทบต่อการเคลื่อนไหวเป็นส่วนใหญ่ซึ่งเป็นสาเหตุที่ acetylcholine สามารถมีบทบาทสำคัญในการกำเนิดของมัน.
อย่างไรก็ตามสาเหตุของโรคยังไม่เป็นที่รู้จักในปัจจุบันและนอกจากนี้สารสื่อประสาทอื่น ๆ เช่นโดปามีนดูเหมือนว่าจะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นและยาส่วนใหญ่สำหรับเงื่อนไขนี้มุ่งเน้นไปที่การทำงานของสารสื่อประสาทนี้.
อย่างไรก็ตามความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดระหว่างโดปามีนและอะซิติลโคลีนแสดงให้เห็นว่าหลังยังเป็นสารสื่อประสาทที่สำคัญในการเกิดโรค.
สารสื่อประสาทคืออะไร?
สารสื่อประสาทเป็นสารชีวโมเลกุลที่ส่งข้อมูลจากเซลล์ประสาทหนึ่งไปยังเซลล์ประสาทอื่น ๆ.
สมองเต็มไปด้วยเซลล์ประสาทที่อนุญาตให้มีการทำงานของสมองอย่างไรก็ตามพวกเขาจะต้องสามารถสื่อสารกันเพื่อทำหน้าที่ของพวกเขา.
ด้วยวิธีนี้สารสื่อประสาทเป็นสารสำคัญของสมองที่ช่วยให้กิจกรรมและการทำงานของพวกเขา.
การส่งข้อมูลระหว่างเซลล์ประสาทหนึ่งและอีกเซลล์หนึ่งทำผ่าน synapse นั่นคือผ่านการขนส่งข้อมูลระหว่างเซลล์ประสาทที่ส่งผ่านและเซลล์รับที่ได้รับ (หรือเซลล์).
ดังนั้นการทำ synapse โดย neurotransmitters เนื่องจากเป็นสารเหล่านี้ที่อนุญาตให้มีการแลกเปลี่ยนข้อมูล.
สารสื่อประสาททำงานอย่างไร?
เมื่อซินแนปส์เกิดขึ้นสารสื่อประสาทถูกปล่อยออกมาโดยถุงที่ปลายสุดของเซลล์ประสาท presynaptic (หนึ่งที่ส่งข้อมูล).
ด้วยวิธีนี้สารสื่อประสาทที่อยู่ภายในเซลล์ประสาทและเมื่อพวกเขาต้องการที่จะสื่อสารกับพวกเขาจะถูกปล่อยออกมา.
เมื่อปล่อยออกมาสารสื่อประสาทข้ามพื้นที่ synaptic และการกระทำโดยการเปลี่ยนศักยภาพการกระทำในเซลล์ประสาทต่อไปนั่นคือมันปรับเปลี่ยนคลื่นไฟฟ้าช็อตของเซลล์ประสาทที่มันต้องการที่จะสื่อสาร.
ดังนั้นโดยวิธีการของคลื่นที่ปล่อยสารสื่อประสาทเมื่ออยู่นอกเซลล์ประสาทมันเป็นไปได้ที่จะกระตุ้นหรือยับยั้ง (ขึ้นอยู่กับชนิดของสารสื่อประสาท) เซลล์ประสาทดังต่อไปนี้.
การอ้างอิง
- Perry E, Walker M, Grace J, Perry R. Acetylcholine ในใจ: สารสื่อประสาทมีความสัมพันธ์กับสติ? กระป๋อง 1999; 22-6, 273-80.
- McMahan UJ โครงสร้างและข้อบังคับของ agrin ใน: Koelle GB การประชุมสัมมนาเกี่ยวกับ synapse cholinergic วิทยาศาสตร์ชีวภาพฉบับ 50 นิวยอร์ก: อกาม้อนท์กด; พ.ศ. 2535 93-4.
- Changeux JP, Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. ตัวรับ acetylcholine: โปรตีน "allosteric" มีส่วนร่วมในการสื่อสารภายในเซลล์ วิทยาศาสตร์ปี 1984; 225: 1335-45.
- Duclert A, Chengeux JP การแสดงออกของยีนรับ acetylcholine ที่ชุมทางประสาทและกล้ามเนื้อกำลังพัฒนา Physiol Rev 1995; 75: 339-68.
- Bosboom JL, Stoffers D, Wolters ECh บทบาทของ acetylcholine และ dopamine ในภาวะสมองเสื่อมและโรคจิตในโรคพาร์คินสัน J Neural Transm 2003; 65 (Suppl): 185-95.
- Montgomery, S.A. และข้าวโพด (ชั้นเลิศ) Psychopharmacology แห่งภาวะเศรษฐกิจตกต่ำสำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดอังกฤษสมาคม Psychopharmacology, Monographs ลำดับ 13, 2537.