Η ακετυλοχολίνη είναι ένας νευροδιαβιβαστής, μια ουσία που παράγεται από το σώμα μας για τη μεταφορά νευρικών παλμών σε πολλαπλά σημεία στο κεντρικό και περιφερικό νευρικό σύστημα. Οι νευρώνες που εκκρίνουν την ακετυλοχολίνη καλούνται χολινεργικά. ανάλογη ομιλία για τους υποδοχείς της, οι οποίες διακρίνονται σε νικοτινικούς και μουσκαρινικούς υποδοχείς. Η διαφορετική συγκέντρωση και χημική διαμόρφωση αυτών των υποδοχέων και των σχετικών ισομορφών στους ιστούς σημαίνει ότι τα διάφορα φάρμακα που παρεμποδίζουν τη δράση της ακετυλοχολίνης μπορούν να παράγουν αποτελέσματα τα οποία περιορίζονται κατά κύριο λόγο σε έναν τομέα και όχι σε άλλο. Παρά τη δομική αυτή ποικιλία, η ακετυλοχολίνη είναι ικανή να δεσμεύεται και στους δύο υποδοχείς, καθώς το τμήμα του μορίου που αλληλεπιδρά με τους μουσκαρινικούς υποδοχείς είναι διαφορετικό από τους νικοτινικούς υποδοχείς. Αυτός είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους η ακετυλοχολίνη δεν χρησιμοποιείται άμεσα για θεραπευτικούς σκοπούς: καθώς δρα σε όλους τους χολινεργικούς υποδοχείς του σώματος (τόσο μουσκαρινικό όσο και νικοτινικό), η δράση του είναι πολύ διαδεδομένη και όχι πολύ συγκεκριμένη.
Η ακετυλοχολίνη ήταν ο πρώτος νευροδιαβιβαστής που ανακαλύφθηκε χάρη στις μελέτες του Otto Loewi που στέφθηκε το 1924. Από χημική άποψη, η ακετυλοχολίνη σχηματίζεται με την ένωση ενός μορίου χολίνης με ένα ακετυλο-συνένζυμο Α (ακετύλιο -CoA)? το πρώτο είναι ένα μικρό μόριο συγκεντρωμένο στις μεμβράνες φωσφολιπιδίου, ενώ το Acetyl-CoA αντιπροσωπεύει το μεταβολικό ενδιάμεσο μεταξύ της γλυκόλυσης και του κύκλου του Krebs. Η σύνθεση της ακετυλοχολίνης από αυτές τις δύο ουσίες συμβαίνει κατά μήκος του αξονικού τερματικού. αμέσως μετά τη σύνθεση, φυλάσσεται έπειτα σε κυστίδια, τα οποία δεσμεύονται στην προσυναπτική μεμβράνη όταν φτάνει νευρικό ώθηση, συγχωνεύοντας και απελευθερώνοντας το περιεχόμενό της με εξωκυττάρωση. Σε αυτό το σημείο, η ακετυλοχολίνη που απελευθερώνεται στη συναπτική σχισμή είναι ελεύθερη να φθάσει στους μετασυναπτικούς υποδοχείς και να αλληλεπιδράσει μαζί τους, αποπολώνοντας το κύτταρο και αφήνοντας τον δρόμο στο σχηματισμό ενός δυναμικού δράσης στις ίνες νεύρου ή στις ίνες μυών που έχουν διεγερθεί. αμέσως μετά από αυτή την αλληλεπίδραση, το μεγαλύτερο μέρος της ακετυλοχολίνης αποικοδομείται αμέσως με ακετυλοχολινεστεράση (ACHE). Είναι ένα ένζυμο τοποθετημένο κοντά στους χολινεργικούς υποδοχείς, όπου ενεργεί με το σπάσιμο του δεσμού μεταξύ οξικού και χολινίου. η τελευταία ουσία απορροφάται εύκολα από το προσυναπτικό τερματικό και χρησιμοποιείται για τη σύνθεση νέας ακετυλοχολίνης (χάρη στο ένζυμο χολίνη-ακετυλοτρανσφεράση). Η δράση αυτού του ενζύμου είναι πολύ σημαντική, καθώς επιτρέπει τη διακοπή της μετάδοσης του νευρικού παλμού.
Η ακετυλοχολίνη είναι ο πομπός όλων των νεύρων που ελέγχουν την εκούσια μυϊκή μάζα (βλέπε νευρομυϊκή πλάκα). Ωστόσο, παρόλο που σε αυτό το επίπεδο παράγει διεγερτικό αποτέλεσμα, μέσα στο παρασυμπαθητικό σύστημα εκτελεί κυρίως ανασταλτικές δράσεις (οι περισσότεροι από τους συμπαθητικούς νευρώνες εκκρίνουν επινεφρίνη, ενώ οι περισσότεροι από τους παρασυμπαθητικούς νευρώνες εκκρίνουν ακετυλοχολίνη). Αυτό το μόριο προκαλεί επιβράδυνση του καρδιακού ρυθμού, ενώ διεγείρει την έκκριση των βρογχικών, σιελογόνων, γαστρικών και παγκρεατικών αδένων, αυξάνοντας την εντερική περισταλτική και γενικά όλες τις πεπτικές λειτουργίες. Όπως και στο επίπεδο των κινητήριων πλακών των σκελετικών μυών και των μεταγγλασικών τερματισμών του παρασυμπαθητικού νευρικού συστήματος, η ακετυλοχολίνη μπορεί να βρεθεί στο επίπεδο των συνάψεων μεταξύ προ-γαγγλιονικών ινών και μετα-γαγγλιονικών νευρώνων του συμπαθητικού και παρασυμπαθητικού νευρικού συστήματος και της μυελού των επινεφριδίων, καθώς και σε ορισμένες συνάψεις του κεντρικού νευρικού συστήματος.
Οι μουσκαρινικές δράσεις αντιστοιχούν σε εκείνες που προκαλούνται από την ακετυλοχολίνη που απελευθερώνεται από τις μετα-γαγγλιακές παρασυμπαθητικές νευρικές απολήξεις, με δύο σημαντικές εξαιρέσεις:
Η ακετυλοχολίνη προκαλεί μια γενικευμένη αγγειοδιαστολή, αν και τα περισσότερα από τα αγγεία δεν είναι νευρικά από το παρασυμπαθητικό σύστημα.
Η ακετυλοχολίνη προκαλεί την έκκριση από τους ιδρωτοποιούς αδένες, οι οποίοι νευρώνονται από τις χολινεργικές ίνες του συμπαθητικού νευρικού συστήματος.
Οι νικοτινικές δράσεις αντιστοιχούν σε εκείνες της ακετυλοχολίνης που απελευθερώνονται στο επίπεδο των γαγγλιακών συνάψεων συμπαθητικών και παρασυμπαθητικών συστημάτων, της νευρομυϊκής πλάκας των εθελοντικών μυών και των νευρικών απολήξεων των σπληνικών νεύρων που περιβάλλουν τα εκκριτικά κύτταρα του μυελού των επινεφριδίων.
Όπως αναμένεται, αποτελέσματα παρόμοια με εκείνα της ακετυλοχολίνης μπορούν να παραχθούν από ουσίες ικανές να διεγείρουν χολινεργικούς υποδοχείς (παρασυμπαθητικομιμητικά) ή να εμποδίζουν τη δράση της ακετυλοχολινεστεράσης (αντιχολινεστεράση). Παράλληλα, οι επιδράσεις της ακετυλοχολίνης μπορούν να μπλοκαριστούν από ουσίες ικανές να δεσμευτούν στους χολινεργικούς υποδοχείς, καθιστώντας τους μη διαθέσιμοι για να πάρουν το σήμα που μεταδίδεται από την ακετυλοχολίνη (αντιχολινεργικά). Ας δούμε μερικά παραδείγματα.
Η θεραπεία προκαλεί θάνατο με μυϊκή παράλυση, εμποδίζοντας τη δράση της ακετυλοχολίνης στις μυϊκές μεμβράνες (όπου βρίσκονται οι νικοτινικοί υποδοχείς). η φυσοστιγμίνη, από την άλλη πλευρά, παρατείνει τη δράση της ακετυλοχολίνης παρεμποδίζοντας τη χολινεστεράση, ενώ το δηλητήριο της μαύρης χήρας διεγείρει μια υπερβολική απελευθέρωση. Τα νευρικά αέρια μπλοκάρουν επίσης αυτό το ένζυμο, προκαλώντας την ακετυλοχολίνη να παραμένει αγκυρωμένη στους υποδοχείς του. η θανατηφόρος επίδραση αυτών των αερίων είναι χρήσιμη για τη διερεύνηση των επιδράσεων της αλληλεπίδρασης μεταξύ της ακετυλοχολίνης και των μουσκαρινικών υποδοχέων της: βήχας, σφίξιμο στο θώρακα, υπερέκκριση βρογχίων στο πνευμονικό οίδημα, ναυτία, έμετος, διάρροια, αυξημένη σιελόρροια, δυσκολία στην όραση, μείωση του καρδιακού ρυθμού μέχρι τη σύλληψη και ακράτεια ούρων. Από την άλλη πλευρά, λόγω της συσσώρευσης ακετυλοχολίνης σε νικοτινικούς υποδοχείς, εμφανίζονται συμπτώματα όπως: οίδημα του δέρματος, ταχυκαρδία, αρτηριακή υπέρταση, υπεργλυκαιμία και αλλοιώσεις που επηρεάζουν το μυοσκελετικό σύστημα, ιδιαίτερα εξασθένιση και εύκολη μυϊκή εξάντληση, τρόμο και κράμπες. Για τη συσσώρευση της ακετυλοχολίνης το σκελετικό μυϊκό σύστημα μπορεί να παραλύσει και μπορεί να εμφανιστεί θάνατος από την παράλυση των μυϊκών συστολών. Τέλος, οι επιδράσεις στο κεντρικό νευρικό σύστημα περιλαμβάνουν τονοκλονικές συσπάσεις επιληπτικού τύπου, μέχρι την κατάθλιψη των αναπνευστικών κέντρων και μέχρι θανάτου. Αυτό γενικά συμβαίνει λόγω ασφυξίας λόγω παράλυσης του διαφράγματος και των μεσοπλεύριων μυών. Το Botox, μια δηλητηριώδη τοξίνη που χρησιμοποιείται σε απειροελάχιστες συγκεντρώσεις στην αισθητική, έχει επίσης να κάνει με την ακετυλοχολίνη. στην πραγματικότητα, με τη δράση του, εμποδίζει την απελευθέρωσή του από τα κυστίδια. Με αυτό τον τρόπο, το Botox προκαλεί μια χαλαρή παράλυση των μυών, καθιστώντας θανατηφόρα όταν εμπλέκει έντονα τα αναπνευστικά. υπό αυτήν την έννοια αντιτίθεται στη δράση του τετάνου, που χαρακτηρίζεται από σπαστική παράλυση, η οποία όμως είναι ανεξάρτητη από την ακετυλοχολίνη. Η πιλοκαρπίνη, ένα φάρμακο που χρησιμοποιείται κυρίως στην οφθαλμολογία για να περιορίσει την κόρη και να διεγείρει την δακρύρροια του ματιού (χρήσιμο στη θεραπεία του γλαυκώματος) είναι ένας μουσκαρινικός αγωνιστής. στην πραγματικότητα δεσμεύεται με μουσκαρινικούς υποδοχείς ακετυλοχολίνης. Υπό αυτή την έννοια, η πιλοκαρπίνη εξουδετερώνει τη δράση της ατροπίνης, η οποία είναι αντ 'αυτού ένας μουσκαρινικός ανταγωνιστής και ως εκ τούτου παρεμποδίζει τη δραστηριότητα του παρασυμπαθητικού (παρασυμπαθολυτικού). Η ατροπίνη αναστέλλει τους μουσκαρινικούς υποδοχείς, ενώ το curare αποκλείει τους νικοτινικούς υποδοχείς.
