Acetylcholin ist ein Neurotransmitter, eine körpereigene Substanz, die Nervenimpulse an mehrere Stellen des zentralen und peripheren Nervensystems überträgt. Die Neuronen, die Acetylcholin absondern, werden als Cholinergika bezeichnet. analoge Sprache für seine Rezeptoren, die in Nikotin- und Muskarinrezeptoren unterschieden werden. Die unterschiedliche Konzentration und chemische Konformation dieser Rezeptoren und der damit verbundenen Isoformen im Gewebe bedeutet, dass die verschiedenen Arzneimittel, die die Wirkung von Acetylcholin stören, Wirkungen hervorrufen können, die überwiegend auf einen Sektor und nicht auf einen anderen beschränkt sind. Trotz dieser strukturellen Vielfalt kann Acetylcholin an beide Rezeptoren binden, da sich der Teil des Moleküls, der mit Muskarinrezeptoren interagiert, von den Nikotinrezeptoren unterscheidet. Dies ist einer der Gründe, warum Acetylcholin nicht direkt für therapeutische Zwecke verwendet wird: Da es auf alle cholinergen Rezeptoren des Körpers (sowohl Muskarin- als auch Nikotinrezeptoren) wirkt, ist seine Wirkung zu weit verbreitet und nicht sehr spezifisch.
Acetylcholin war der erste Neurotransmitter, der dank Studien von Otto Loewi, der 1924 gekrönt wurde, entdeckt wurde. Aus chemischer Sicht entsteht Acetylcholin durch die Vereinigung eines Cholinmoleküls mit einem Acetyl-Coenzym A (Acetyl) -CoA); Das erste ist ein kleines Molekül, das in den Phospholipidmembranen konzentriert ist, während das Acetyl-CoA das metabolische Zwischenprodukt zwischen Glykolyse und Krebszyklus darstellt. Die Synthese von Acetylcholin aus diesen beiden Substanzen erfolgt am axonalen Ende; Unmittelbar nach der Synthese wird es in Vesikeln gespeichert, die bei Eintreffen eines Nervenimpulses an die präsynaptische Membran binden und deren Inhalt durch Exozytose vereinigen und freisetzen. Zu diesem Zeitpunkt kann das in der synaptischen Spalte freigesetzte Acetylcholin die postsynaptischen Rezeptoren erreichen und mit ihnen interagieren, die Zelle depolarisieren und der Bildung eines Aktionspotentials in der stimulierten Nerven- oder Muskelfaser Platz machen. Unmittelbar nach dieser Wechselwirkung wird der größte Teil des Acetylcholins sofort durch Acetylcholinesterase (ACHE) abgebaut. Es ist ein Enzym, das sich in der Nähe der cholinergen Rezeptoren befindet und dort die Bindung zwischen Acetat und Cholin unterbricht. Die letztere Substanz wird leicht vom präsynaptischen Terminal reabsorbiert und für die Synthese von neuem Acetylcholin verwendet (dank des Enzyms Cholin-Acetyltransferase). Die Wirkung dieses Enzyms ist sehr wichtig, da es die Übertragung des Nervenimpulses unterbrechen kann.
Acetylcholin ist der Überträger aller Nerven, die die willkürliche Muskulatur steuern (siehe neuromuskuläre Plaque). Obwohl es auf diesem Niveau eine erregende Wirkung hervorruft, übt es innerhalb des parasympathischen Systems hauptsächlich hemmende Wirkungen aus (die meisten sympathischen Neuronen scheiden Adrenalin aus, während die meisten parasympathischen Neuronen Acetylcholin ausscheiden). Dieses Molekül bewirkt eine Verlangsamung der Herzfrequenz, während es die Sekretion der Bronchial-, Speichel-, Magen- und Pankreasdrüsen stimuliert, die Darmperistaltik und im Allgemeinen alle Verdauungsfunktionen steigert. Ebenso wie auf der Ebene der Bewegungsplatten der Skelettmuskulatur und der postganglionären Abschlüsse des parasympathischen Nervensystems kann Acetylcholin auf der Ebene der Synapsen zwischen präganglionären Fasern und postganglionären Neuronen des sympathischen und parasympathischen Nervensystems und gefunden werden Nebennierenmark sowie in einigen Synapsen des Zentralnervensystems.
Die muskarinischen Wirkungen entsprechen denjenigen, die durch das Acetylcholin induziert werden, das durch die postganglionären parasympathischen Nervenenden freigesetzt wird, mit zwei signifikanten Ausnahmen:
Acetylcholin verursacht eine generalisierte Vasodilatation, obwohl die meisten Gefäße vom parasympathischen System nicht innerviert werden.
Acetylcholin bewirkt die Sekretion durch die Schweißdrüsen, die von cholinergen Fasern des sympathischen Nervensystems innerviert werden.
Die nikotinischen Wirkungen entsprechen denen von Acetylcholin, das auf der Ebene der ganglionären Synapsen des sympathischen und parasympathischen Systems, der neuromuskulären Plaque der willkürlichen Muskeln und der Nervenenden der splanchnischen Nerven, die die Sekretionszellen des Nebennierenmarkes umgeben, freigesetzt wird.
Wie erwartet können ähnliche Wirkungen wie bei Acetylcholin durch Substanzen hervorgerufen werden, die die cholinergen Rezeptoren stimulieren (Parasympathomimetika) oder die Wirkung von Acetylcholinesterase (Anticholinesterase) blockieren können. Parallel dazu können die Wirkungen von Acetylcholin durch Substanzen blockiert werden, die an cholinerge Rezeptoren binden können, so dass sie nicht in der Lage sind, das von Acetylcholin (Anticholinergika) übertragene Signal aufzunehmen. Schauen wir uns einige Beispiele an.
Das Curare verursacht den Tod durch Muskelparalyse und blockiert die Wirkung von Acetylcholin auf die Muskelmembranen (wo Nikotinrezeptoren gefunden werden); Physostigmin hingegen verlängert die Wirkung von Acetylcholin, indem es die Cholinesterase blockiert, während das Gift der schwarzen Witwe eine überschüssige Freisetzung stimuliert. Nervengase blockieren auch dieses Enzym, wodurch Acetylcholin an seinen Rezeptoren verankert bleibt; Die tödliche Wirkung dieser Gase ist nützlich, um die Auswirkungen der Wechselwirkung zwischen Acetylcholin und seinen Muskarinrezeptoren zu untersuchen: Husten, Engegefühl in der Brust, bronchiale Hypersekretion des Lungenödems, Übelkeit, Erbrechen, Durchfall, vermehrter Speichelfluss, Miosis und Sehstörungen, Herabsetzung der Herzfrequenz bis zum Stillstand und Harninkontinenz. Andererseits treten aufgrund der Anreicherung von Acetylcholin in Nikotinrezeptoren Symptome auf wie: Hautblässe, Tachykardie, arterielle Hypertonie, Hyperglykämie und Veränderungen des Bewegungsapparates, insbesondere Asthenie und leichte Muskelerschöpfung, Zittern und Krämpfe. Bei der Ansammlung von Acetylcholin kann die Skelettmuskulatur gelähmt sein und es kann zum Tod durch Muskelkontraktionslähmung kommen. Schließlich umfassen die Auswirkungen auf das Zentralnervensystem tonisch-klonische Kontraktionen vom epileptiformen Typ bis hin zur Depression der Atmungszentren und zum Tod. Dies tritt im Allgemeinen aufgrund einer Erstickung aufgrund einer Lähmung des Zwerchfells und der Interkostalmuskulatur auf. Botox, ein giftiges Toxin, das in der ästhetischen Medizin in unendlich geringen Konzentrationen verwendet wird, hat auch mit Acetylcholin zu tun; Tatsächlich verhindert es mit seiner Wirkung seine Freisetzung aus den Vesikeln. Auf diese Weise verursacht das Botox eine schlaffe Lähmung der Muskeln, die tödlich wird, wenn die Atemwege stark betroffen sind. in diesem Sinne ist es gegen die Wirkung von Tetanus, gekennzeichnet durch spastische Lähmung, die jedoch unabhängig von Acetylcholin ist. Pilocarpin, ein Medikament, das hauptsächlich in der Augenheilkunde eingesetzt wird, um die Pupille zu verengen und die Tränenbildung des Auges zu stimulieren (nützlich bei der Behandlung des Glaukoms), ist ein muskarinischer Agonist. Tatsächlich bindet es an muskarinische Acetylcholinrezeptoren. In diesem Sinne wirkt Pilocarpin der Wirkung von Atropin entgegen, das stattdessen ein muskarinischer Antagonist ist und als solches die Aktivität des Parasympathikus (Parasympathikus) hemmt. Atropin blockiert Muskarinrezeptoren, während Curare Nikotinrezeptoren blockiert.
