Funciones
Receptor de acetilcolina muscarínico M2: Este receptor de acetilcolina muscarínico M2 humano está unido a un antagonista (ACh).
La acetilcolina tiene funciones tanto en el sistema nervioso periférico (SNP) como en el sistema nervioso central (SNC) como neuromodulador. En el sistema nervioso periférico, la acetilcolina activa los músculos y es un neurotransmisor importante en el sistema nervioso autónomo. En el sistema nervioso central, la acetilcolina y sus neuronas asociadas forman el sistema colinérgico.
Cuando la acetilcolina se une a los receptores de acetilcolina en las fibras musculares esqueléticas, abre canales de sodio activados por ligandos en la membrana celular. Los iones de sodio entran entonces en la célula muscular, iniciando una secuencia de pasos que finalmente producen la contracción muscular. Aunque la acetilcolina induce la contracción del músculo esquelético, actúa a través de un tipo diferente de receptor para inhibir la contracción de las fibras musculares cardíacas.
En el sistema nervioso autónomo, la acetilcolina se libera en los siguientes sitios: todas las neuronas parasimpáticas pre y postganglionares, todas las neuronas simpáticas preganglionares, algunas fibras simpáticas postganglionares y en las neuronas pseudomotoras de las glándulas sudoríparas.
En el sistema nervioso central, la ACh tiene una variedad de efectos como neuromodulador de la plasticidad, la excitación y la recompensa. La ACh desempeña un papel importante en la mejora de las percepciones sensoriales cuando nos despertamos y en el mantenimiento de la atención.
Se ha demostrado que los daños en el sistema colinérgico (productor de acetilcolina) del cerebro están plausiblemente relacionados con los déficits de memoria asociados a la enfermedad de Alzheimer. También se ha demostrado que la ACh promueve el sueño REM.
En la corteza cerebral, la ACh tónica inhibe las neuronas de la capa 4, los principales objetivos de las entradas talamocorticales, mientras que excita las células piramidales de las capas 2/3 y 5. Esto filtra las entradas sensoriales débiles de la capa 4 y amplifica las entradas que llegan a los microcircuitos excitatorios de las capas 2/3 y 5.
Como resultado, estos efectos específicos de la capa de ACh podrían funcionar para mejorar la relación señal-ruido del procesamiento cortical. Al mismo tiempo, la acetilcolina actúa a través de los receptores nicotínicos para excitar ciertos grupos de interneuronas inhibitorias en la corteza que amortiguan aún más la actividad cortical.
Receptores nicotínicos de acetilcolina: Estos esquemas describen la naturaleza heteromérica y homomérica de los nAChR. Los receptores heteroméricos que se encuentran en el sistema nervioso central están formados por 2 subunidades α y 3 β con el sitio de unión en la interfaz de la subunidad α y la adyacente. Los receptores homoméricos contienen 5 subunidades idénticas y tienen 5 sitios de unión situados en las interfaces entre las subunidades adyacentes.
Una función bien respaldada de la ACh en la corteza es una mayor capacidad de respuesta a los estímulos sensoriales, una forma de atención. Se ha comprobado que los aumentos fásicos de ACh durante las presentaciones de estímulos visuales, auditivos y somatosensoriales aumentan la tasa de disparo de las neuronas en las correspondientes cortezas sensoriales primarias.
Cuando se lesionan las neuronas colinérgicas en el cerebro anterior basal, la capacidad de los animales para detectar señales visuales se vio robusta y persistentemente afectada. En ese mismo estudio, la capacidad de los animales para rechazar correctamente los ensayos no objetivo no se vio afectada, lo que apoya aún más la interpretación de que la ACh fásica facilita la capacidad de respuesta a los estímulos.
La ACh ha sido implicada en la información de la incertidumbre esperada en el entorno, basándose tanto en las funciones sugeridas enumeradas anteriormente como en los resultados registrados mientras los sujetos realizan una tarea de señalización conductual. Se descubrió que las diferencias de tiempo de reacción entre los ensayos correctamente señalados y los ensayos incorrectamente señalados, denominados validez de la señal, varían inversamente con los niveles de ACh en primates con niveles de ACh alterados farmacológica y quirúrgicamente. El resultado también se encontró en pacientes con enfermedad de Alzheimer y en fumadores tras el consumo de nicotina (un agonista de ACh).