Acetylcholín je neurotransmiter, ktorý ovplyvňuje srdce a gastrointestinálny trakt, ale tiež súvisí s procesmi pamäte. Vzhľadom na to, že účinky acetylcholínu v tele sú veľmi široké, lieky ovplyvňujúce tento neurotransmiter sa používajú v mnohých oblastiach medicíny - pacientom ich predpisujú neurológovia, oftalmológovia aj internisti.
Acetylcholín je jedným z neurotransmiterov, teda špecifických molekúl nevyhnutných v nervovom systéme - nervové impulzy sa vysielajú vďaka nervovým bunkám. Acetylcholín je dôležitý predovšetkým preto, že je prítomný v centrálnom aj periférnom nervovom systéme, ale tiež ho možno nájsť v somatickom a autonómnom nervovom systéme.
Je potrebné dodať, že acetylcholín bol prvým neurotransmiterom objaveným vedcami. V roku 1914 objav objavil anglický fyziológ Henry Dale, o niekoľko rokov neskôr - v roku 1921 - nemeckého pôvodu predstavil Otto Loewi v lekárskom svete funkcie acetylcholínu. Objavy oboch mužov sa ukázali pre vedu natoľko dôležité, že za nich v roku 1936 dostali Nobelovu cenu.
Acetylcholín: štruktúra, syntéza a degradácia
Acetylcholín je ester kyseliny octovej a cholínu. Vytvára sa v rámci tzv cholinergické neuróny (to sú populácie nervových buniek, ktoré vo svojich zakončeniach vylučujú acetylcholín), kde je neurotransmiter produkovaný z cholínu a acetyl koenzýmu A za účasti enzýmu cholín acetyltransferázy. Výsledné molekuly acetylcholínu sa potom akumulujú v synaptických vezikulách a pri depolarizácii nervových buniek sa pripoja k presynaptickým zakončeniam a acetylcholín sa uvoľní do synaptického priestoru. Keď neurotransmiter dosiahne postsynaptický terminál, viaže sa na svoj receptor a vykonáva svoje obvyklé činnosti.
Acetylcholín uvoľňovaný z nervových zakončení nezostáva dlho mimo nervových buniek - štiepi sa pomerne rýchlo enzýmom acetylcholínesterázou. Práve v tejto reakcii okrem iných cholín, ktorého časť sa transportuje späť do vnútra nervových buniek - takto získaný cholín sa neskôr použije na výrobu ďalších molekúl acetylcholínu.
Prečítajte si tiež: Sme na adrenalín. Ako funguje adrenalín? Periférny nervový systém: štruktúra a úloha Spôsoby, ako mať dobrú PAMÄŤ: cvičenie, strava, cvičenie, spánokAko funguje acetylcholín a čo robí?
Funkcie acetylcholínu závisia jednak od miesta, kde tento neurotransmiter funguje, a jednak od typu receptora, ku ktorému sa pripojí. Acetylcholín má dva typy receptorov, ku ktorým sa viaže: prvým sú nikotínové receptory (prítomné v gangliách autonómneho systému a vo vnútri nervosvalového spojenia), druhým sú muskarínové receptory (nachádzajú sa v mnohých rôznych tkanivách vrátane buniek) hladké svaly, v rôznych štruktúrach mozgu a v endokrinných žľazách a bunkách srdcového svalu).
V centrálnom nervovom systéme ovplyvňuje acetylcholín pamäťové procesy a schopnosť sústrediť pozornosť. Funkciou tohto neurotransmiteru je tiež udržiavať nás hore, a acetylcholín je tiež dôležitý v rôznych procesoch učenia. Tento vzťah umožňuje komunikáciu medzi rôznymi oblasťami centrálneho nervového systému - v tomto prípade sa acetylcholín vylučuje tzv. interneuróny a je obzvlášť dôležitá v prípade bazálnych ganglií.
V periférnom nervovom systéme je acetylcholín obzvlášť dôležitý pre svalové bunky - tento neurotransmiter sa vylučuje do nervosvalových platničiek. Acetylcholín uvoľňovaný z nervových buniek, keď sa viaže na receptory prítomné na myocytoch, spôsobuje kontrakciu daných svalových skupín.
Acetylcholín je tiež mimoriadne dôležitý pre autonómny nervový systém. Je to neurotransmiter vylučovaný všetkými preganglionickými vláknami v tejto časti nervového systému. Uvoľňujú ho navyše postgangliové vlákna patriace do parasympatického systému. Acetylcholín vylučovaný z parasympatického nervového systému vykonáva mnoho rôznych aktivít, vrátane:
- pokles krvného tlaku;
- stimulácia peristaltiky v zažívacom trakte;
- pomalý srdcový rytmus;
- kontrakcia lúmenu dýchacích ciest;
- zúženie žiakov;
- stimulácia sekrécie rôznymi žľazami (vrátane slinných žliaz).
Acetylcholín: súvisiace choroby
Vzhľadom na skutočnosť, že acetylcholín je mimoriadne dôležitý neurotransmiter, môžu patológie s ním spojené viesť k mnohým rôznym chorobným entitám. Príkladom toho je myasthenia gravis, pri ktorej sa u pacientov vytvárajú protilátky proti acetylcholínovým receptorom. V konečnom dôsledku sa v dôsledku tohto javu počet týchto voľných štruktúr vo svalových bunkách zníži a u pacientov sa objavia rôzne príznaky myasthenia gravis, najmä svalová slabosť. Za normálnych podmienok vedie väzba acetylcholínu na receptor k svalovej kontrakcii - keď sú receptory blokované protilátkami, neurotransmiter sa nemá v podstate na čo pripevniť - svalové bunky sú potom jednoducho narušené v schopnosti pracovať.
Ďalším problémom, v ktorom môže hrať úlohu patogenéza acetylcholínových porúch, je Alzheimerova choroba. Podľa niektorých hypotéz je tento nedostatok neurotransmiterov spojený s touto jednotkou - z tohto dôvodu sa pacientom trpiacim Alzheimerovou chorobou podávajú lieky, ktoré blokujú aktivitu enzýmu štiepiaceho acetylcholín, t. J. Inhibítory acetylcholínesterázy (vďaka tomu sa zvyšuje množstvo tohto neurotransmiteru v nervovom systéme). Niektorí vedci kvôli obmedzenej účinnosti týchto liekov popierajú, že Alzheimerovej chorobe v skutočnosti chýba acetylcholín u pacientov.
Využitie acetylcholínu v medicíne
V medicíne sa v medicíne používajú obe látky, ktoré pôsobia podobne ako acetylcholín, ako aj látky, ktoré majú úplne opačný účinok. V prvom z týchto prípadov hovoríme o parasympatomimetikách. Patria sem látky, ako napríklad pilokarpín (vedúci k zúženiu zrenice a používaný pri glaukóme) alebo vyššie uvedené inhibítory acetylcholínesterázy (ktoré v skutočnosti patria k nepriamym parasympatomimetikám).
Na druhej strane prípravky s iným účinkom sú parasympatolytické (cholinolytické) lieky. Majú opačné účinky ako acetylcholín a okrem iného zahŕňajú: ipratropiumbromid (používaný na rozšírenie dýchacích ciest) alebo atropín (používaný pri bradykardii, t. j. pomalý srdcový rytmus).
Účinok botulotoxínu (známejší ako botox) je tiež spojený s acetylcholínom. Táto látka blokuje uvoľňovanie acetylcholínu z nervového konca. Aj keď je botulotoxín najbežnejšie spájaný s liečbami v oblasti estetickej medicíny, v medicíne má oveľa viac aplikácií - okrem iného sa využíva jeho účinok na acetylcholín. pri liečbe blefarospazmu, torticollisu alebo nadmerného potenia.
Niektorí pacienti majú záujem o tzv nootropické (prokognitívne) lieky. Niektoré z týchto látok ovplyvňujú množstvo acetylcholínu v štruktúrach nervového systému, a tak by tieto prípravky zlepšili kognitívne funkcie ľudí, ktorí ich užívajú - nootropické lieky majú zvyčajne záujem o najlepšie pamäťové schopnosti alebo zvýšenie úrovne koncentrácie. Účinnosť takýchto opatrení sa však javí ako dosť kontroverzná, a preto je vhodné k nim pristupovať opatrne a obozretne.
Zdroje:
1. Acetylcholín. Neuroscience 2. vydanie, online prístup: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK11143/
2. Materiály Encyclopaedia Britannica, online prístup: https://www.britannica.com/science/acetylcholine
3. Materiály University of Texas, online prístup: http://neuroscience.uth.tmc.edu/s1/chapter11.html
Odporúčaný článok:
HISTAMÍN - úloha v tele, alergia, prítomnosť v potravinách O autorovi
