Toiminnot
Muskariininen asetyylikoliinireseptori M2: Tämä ihmisen M2-muskariininen asetyylikoliinireseptori on sitoutunut antagonistiin (ACh).
Asetyylikoliinilla on toimintoja sekä ääreishermostossa (PNS) että keskushermostossa (CNS) neuromodulaattorina. Perifeerisessä hermostossa asetyylikoliini aktivoi lihaksia ja on autonomisen hermoston tärkeä välittäjäaine. Keskushermostossa asetyylikoliini ja siihen liittyvät neuronit muodostavat kolinergisen järjestelmän.
Kun asetyylikoliini sitoutuu luurankolihaskuitujen asetyylikoliinireseptoreihin, se avaa ligandi-portoituja natriumkanavia solukalvolla. Sen jälkeen natriumionit pääsevät lihassoluun, mikä käynnistää vaiheiden sarjan, joka lopulta saa aikaan lihassupistuksen. Vaikka asetyylikoliini saa aikaan luurankolihaksen supistumisen, se vaikuttaa erityyppisen reseptorin kautta estääkseen sydänlihassäikeiden supistumisen.
Autonomisessa hermostossa asetyylikoliinia vapautuu seuraavissa paikoissa: kaikissa pre- ja postganglionisissa parasympaattisissa neuroneissa, kaikissa preganglionisissa sympaattisissa neuroneissa, joissakin postganglionisissa sympaattisissa kuiduissa ja hikirauhasten pseudomotorisissa neuroneissa.
Keskushermostossa ACh:lla on erilaisia vaikutuksia plastisuuden, herätyksen ja palkitsemisen hermomodulaattorina. ACh:lla on tärkeä rooli aistihavaintojen tehostamisessa herätessämme ja tarkkaavaisuuden ylläpitämisessä.
Aivojen kolinergisen (asetyylikoliinia tuottavan) järjestelmän vaurioitumisen on osoitettu olevan uskottavasti yhteydessä Alzheimerin tautiin liittyviin muistihäiriöihin. ACh:n on myös osoitettu edistävän REM-unta.
Aivokuorella tooninen ACh estää kerroksen 4 neuroneja, jotka ovat talamokortikaalisten syötteiden pääkohteita, samalla kun se kiihdyttää pyramidisoluja kerroksissa 2/3 ja 5. Tämä suodattaa heikot sensoriset syötteet kerroksessa 4 ja vahvistaa syötteitä, jotka saavuttavat kerrosten 2/3 ja kerroksen 5 eksitatoriset mikropiirit.
Tämän seurauksena nämä ACh:n kerroskohtaiset vaikutukset saattavat toimia siten, että ne parantavat kortikaalisen prosessoinnin signaali-kohinasuhdetta. Samalla asetyylikoliini vaikuttaa nikotiinireseptorien kautta herättämällä aivokuoren tiettyjä inhibitoristen interneuronien ryhmiä, jotka edelleen vaimentavat aivokuoren toimintaa.
Nikotiiniset asetyylikoliinireseptorit: Nämä kaaviot kuvaavat nAChR:ien heteromeeristä ja homomeeristä luonnetta. Keskushermostossa esiintyvät heteromeeriset reseptorit koostuvat 2 α- ja 3 β-alayksiköstä, joiden sitoutumiskohta on α- ja viereisen alayksikön rajapinnassa. Homomeeriset reseptorit sisältävät 5 identtistä alayksikköä, ja niissä on 5 sitoutumiskohtaa, jotka sijaitsevat vierekkäisten alayksiköiden rajapinnoilla.
Yksi hyvin tuettu ACh:n funktio aivokuorella on lisääntynyt reagointikyky aistiärsykkeisiin, eräänlainen tarkkaavaisuus. ACh:n faasisen lisääntymisen visuaalisten, auditiivisten ja somatosensoristen ärsykkeiden esittämisen aikana on havaittu lisäävän vastaavien primaaristen aistiaivokuoren neuronien laukaisunopeutta.
Kun kolinergisiä neuroneja tyvitumakkeessa olevissa etuaivoissa vaurioitetaan, eläinten kyky havaita visuaalisia signaaleja heikentyi jämäkästi ja pysyvästi. Samassa tutkimuksessa eläinten kyky hylätä oikein ei-kohde-kokeita ei heikentynyt, mikä tukee edelleen tulkintaa, jonka mukaan faasinen ACh helpottaa reagointikykyä ärsykkeisiin.
ACh on sekaantunut ympäristön odotetun epävarmuuden ilmoittamiseen sekä edellä lueteltujen ehdotettujen toimintojen että tulosten perusteella, jotka on tallennettu koehenkilöiden suorittaessa käyttäytymiseen liittyvää cuing-tehtävää. Reaktioaikojen erojen oikein cue-kokeiden ja väärin cue-kokeiden välillä, jota kutsutaan cue-validiteetiksi, havaittiin vaihtelevan käänteisesti ACh-tasojen kanssa kädellisillä, joilla on farmakologisesti ja kirurgisesti muutetut ACh-tasot. Tulos havaittiin myös Alzheimerin tautia sairastavilla potilailla ja tupakoitsijoilla nikotiinin (ACh-agonisti) käytön jälkeen.