Funzioni di acetilcolina, sintesi, meccanismo d'azione

IL Acetilcolina È il neurotrasmettitore specifico nei sistemi del sistema nervoso somatico e nelle sinapsi ganglioniche del sistema nervoso autonomo. È una sostanza chimica che consente il funzionamento di un gran numero di neuroni e, allo stesso tempo, consente la realizzazione di diverse attività cerebrali.

L'acetilcolina è stata il primo neurotrasmettitore isolato, concettualizzato e caratterizzato da quella che molti scienziati sono la sostanza più "vecchia" del cervello. Fu farmacologico descritto da Henry Hallet Delt nel 1914 e successivamente fu confermato da Otto Loewi come neurotrasmettitore.

Struttura molecolare dell'acetilcolina

L'attività principale dell'acetilcolina rientra nel sistema colinergico, che è responsabile della produzione e della sintesi di acetilcolina. Per quanto riguarda i suoi effetti più importanti, la contrazione muscolare, il movimento, i processi digestivi e neuroendocrini e l'attivazione di processi cognitivi come l'attenzione e l'eccitazione si distinguono.

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Come funziona l'acetilcolina?

Nel cervello dei mammiferi, le informazioni tra i neuroni vengono trasmesse attraverso una sostanza chimica chiamata neurotrasmettitore. Questa sostanza viene rilasciata in sinapsi in risposta a uno stimolo specifico e quando rilasciata trasmette determinate informazioni al seguente neurone.

Il neurotrasmettitore che viene separato atti in siti di ricezione specializzati e altamente selettivi, quindi, poiché esistono diversi tipi di neurotrasmettitori, ognuno dei quali agisce in alcuni sistemi.

Un neurone colinergico può produrre acetilcolina (ma non altri tipi di neurotrasmettitori), può anche produrre ricevitori specifici per l'acetilcolina ma non per altri tipi di neurotrasmettitori.

Lo scambio di informazioni effettuate dall'acetilcolina viene effettuata in neuroni e sistemi specifici.

Affinché la acetilcolina agisca, richiede un neurone emetto che produca questa sostanza e un neurone in ricezione che produce un recettore colinergico in grado di trasportare acetilcolina quando viene rilasciato dal primo neuronno. Nella seguente immagine puoi vedere come viene rilasciata acetilcolina nei neurotrasmettitori muscolari:

Sintesi

Micografia del nucleo basale di Meynert, che produce acetilcolina nel sistema nervoso centrale. Fonte: nefron [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)]

L'acetilcolina è sintetizzata dalla collina, un nutriente essenziale generato dal corpo. La collina si accumula nei neuroni colinergici attraverso una reazione con Actil COA e sotto l'influenza enzimatica dell'acetiltransferasi Hill.

Questi tre elementi si trovano nelle regioni specifiche del cervello in cui si verificherà acetilcolina, motivo per cui l'acetilcolina fa un neurotrasmettitore appartenente a un sistema specifico, il sistema colinergico.

Quando in un neurone troviamo queste tre sostanze che abbiamo appena discusso, sappiamo che è costituito da un neurone colinergico e che produrrà acetilcolina per interazione della collina e degli elementi enzimatici appartenenti.

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La sintesi di acetilcolina viene eseguita all'interno del neurone, in particolare nel nucleo cellulare. Una volta sintetizzata, l'acetilcolina lascia il nucleo del neurone e viaggia attraverso l'assone e i dendriti, cioè le parti del neurone sono responsabili della comunicazione e dell'associazione con altri neuroni.

Pubblicazione

Molecole di acetilcolina. Fonte: creato con il set di dati e il programma gratuito Rasmol.

Sappiamo già che la funzione di questa sostanza consiste nell'associazione e nella comunicazione di neuroni specifici (colinergici) con altri neuroni specifici (colinergici) (colinergici). Per eseguire questo processo, l'acetilcolina all'interno del neurone deve essere rilasciata per viaggiare verso il neurone ricevente.

Per l'acetilcolina. Se un potenziale di azione condotto da un altro neurone non è la presenza, l'acetilcolina non sarà in grado di andarsene.

Per acetilcolina. Quando ciò accade, lo stesso potenziale d'azione genera un potenziale di membrana, un fatto che motiva l'attivazione dei canali del calcio.

A causa del gradiente elettrochimico, viene generata un'influenza degli ioni di calcio che consente all'apertura delle barriere di membrana e si può rilasciare l'acetilcolina.

Come vediamo, il rilascio di acetilcolina risponde ai meccanismi chimici del cervello a cui partecipano molte sostanze e diverse azioni molecolari.

Recettori

Struttura del recettore nicotinico. Fonte: opossum58 [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0/]]

Una volta rilasciato, l'acetilcolina rimane nella terra di chiunque, cioè è fuori dai neuroni ed è nello spazio intersinenaptico. Affinché le sinapsi vengano eseguite e l'acetilcolina può compiere la sua missione di comunicare con il neurone consecutivo, è richiesta la presenza di sostanze note come recettori.

I recettori sono sostanze chimiche che hanno la funzione principale per trasdurre i segnali emessi dal neurotrasmettitore. Questo processo viene eseguito in modo selettivo, quindi non tutti i recettori rispondono all'acetilcolina.

Ad esempio, i recettori di un altro neurotrasmettitore come la serotonina non cattureranno i segnali di acetilcolina, in modo che in modo che possa funzionare, deve essere accoppiato a una serie di recettori specifici.

In generale, i ricevitori che rispondono all'acetilcolina sono chiamati recettori colinergici. Possiamo trovare 4 tipi principali di recettori colinergici: recettori agonisti muscarinici, recettori agonisti nicotinici, recettori antagonisti muscarinici e recettori antagonisti nicotinici.

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Funzioni di acetilcolina

Elaborazione dell'acetilcolina in una sinapsi. Fonte: Smedlib, basato sull'opera originale di Pancrat [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)]

L'acetilcolina ha molte funzioni sia fisicamente che psicologiche o cerebrali. Questo neurotrasmettitore è responsabile dell'esecuzione di attività di base come movimento o digestione e, allo stesso tempo, partecipa a processi cerebrali più complessi come la cognizione o la memoria.

Di seguito esaminiamo le funzioni principali di questo importante neurotrasmettitore.

Funzioni motorie

È probabilmente l'attività più importante dell'acetilcolina. Questo neurotrasmettitore è responsabile della produzione di contrazione muscolare, controllando il potenziale di riposo del muscolo restinale, aumentando la produzione di picco e modulando la pressione sanguigna.

Agisce leggermente come vasodilatatore nei vasi sanguigni e contiene un certo fattore rilassante.

Funzioni neuroendocrine

Un'altra funzione fondamentale dell'acetilcolina è aumentare la secrezione di vasopressina mediante la stimolazione del lobo posteriore dell'ipofisi.

La vasopressina è un ormone peptidico che controlla il riassorbimento delle molecole d'acqua, quindi la sua produzione è vitale per il funzionamento e lo sviluppo neuroendocrino.

Allo stesso modo, l'acetilcolina riduce la secrezione della prolattina nell'ipofisi posteriore.

Funzioni parasimpatiche

L'acetilcolina ha un ruolo rilevante nell'ingestione alimentare e il funzionamento del sistema digestivo.

Questo neurotrasmettitore è responsabile dell'aumento del flusso sanguigno del tratto gastrointestinale, aumenta il tono muscolare gastrointestinale, aumenta le secrezioni endocrine gastrointestinali e diminuisce la frequenza cardiaca.

Funzioni sensoriali

I neuroni colinergici fanno parte del grande sistema ascendente, quindi partecipano anche a processi sensoriali. Questo sistema inizia nel tronco cerebrale e innerva ampie aree della corteccia cerebrale dove si trova l'acetilcolina.

Le principali funzioni sensoriali che sono state associate a questo neurotrasmettitore risiedono nel mantenimento della coscienza, la trasmissione di informazioni visive e la percezione del dolore.

Funzioni cognitive

È stato dimostrato che l'acetilcolina svolge un ruolo fondamentale nella formazione di ricordi, la capacità di concentrarsi e lo sviluppo di attenzione e ragionamento logico.

Questo neurotrasmettitore fornisce benefici di protezione e potrebbe limitare la comparsa di compromissione cognitiva. In effetti, è stata dimostrata come la principale sostanza colpita dalla malattia di Alzheimer è l'acetilcolina.

Malattie correlate

Percorso dell'acetilcolina nel sistema nervoso centrale. Fonte: Bruceblaus [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)]

L'acetilcolina partecipa a varie funzioni cerebrali, quindi il deficit di queste sostanze può essere riflesso nel deterioramento di una qualsiasi delle attività sopra menzionate.

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Clinicamente, l'acetilcolina è stata associata a due malattie principali, il morbo di Alzheimer e la malattia di Parkinson.

Alzheimer's

Per quanto riguarda l'Alzheimer.

Questo enzima è vitale per la produzione di acetilcolina, quindi è stato ipotizzato che la malattia di Alzheimer potesse essere causata dalla carenza di questa sostanza cerebrale.

Al momento, questo fattore costituisce l'indizio principale che indica la causa di Alzheimer.

Parkinson

Per quanto riguarda il Parkinson, l'associazione tra la causa della malattia e l'acetilcolina è presentata in modo meno chiaro. Parkinson's è una malattia che colpisce principalmente il movimento, motivo per cui l'acetilcolina potrebbe svolgere un ruolo importante nella sua genesi.

La causa della malattia è sconosciuta oggi e, inoltre, un altro neurotrasmettitore come la dopamina sembra svolgere un ruolo più importante e la maggior parte dei farmaci per questa patologia si concentra sulla funzione di questo neurotrasmettitore.

Tuttavia, la stretta relazione tra dopamina e acetilcolina suggerisce che quest'ultimo è anche un neurotrasmettitore importante nella malattia.

Riferimenti

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