Acetilcolina

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Biológica:Genética del comportamiento – Psicología evolutiva – Neuroanatomía – Neuroquímica – Neuroendocrinología – Neurociencia – Psiconeuroinmunología – Psicología fisiológica – Psicofarmacología(Índice, Esquema)

Acetilcolina
2-acetoxi-N,N,N-trimetiletanaminio Nombre IUPAC
Número CAS 51-84-3	Código ATC S01EB09
PubChem 187	DrugBank EXPT00412
Fórmula química
Peso molecular	146.21 g/mol
Disponibilidad biológica
Metabolismo
Medio de eliminaciónvida	aproximadamente 2 minutos
Excreción	{{excreción}}
Categoría de embarazo
Estado legal
Vías de administración

El compuesto químico acetilcolina, a menudo abreviado como ACh, fue el primer neurotransmisor en ser identificado. Es un transmisor químico tanto en el sistema nervioso periférico (SNP) como en el sistema nervioso central (SNC) de muchos organismos, incluido el ser humano. La acetilcolina es el neurotransmisor de todos los ganglios autónomos. En términos sencillos, es una sustancia química que permite a las neuronas comunicarse entre sí dentro de los seres humanos y otros organismos.

Química

La acetilcolina es un éster de ácido acético y colina con fórmula química CH3COOCH2CH2N+(CH3)3. Esta estructura se refleja en el nombre sistemático, 2-acetoxi-N,N,N-trimetiletanaminio.

La acetilcolina (ACh) fue identificada por primera vez en 1914 por Henry Hallett Dale por sus acciones en el tejido cardíaco. Fue confirmada como neurotransmisor por Otto Loewi, quien inicialmente le dio el nombre de vagusstoff porque era liberada por el nervio vago. Ambos recibieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1936 por su trabajo.

Trabajos posteriores demostraron que cuando la acetilcolina se une a los receptores de acetilcolina en las fibras musculares esqueléticas, abre canales de sodio activados por el ligando en la membrana. Los iones de sodio entran entonces en la célula muscular, estimulando la contracción muscular. La acetilcolina, aunque induce la contracción de los músculos esqueléticos, induce en cambio una disminución de la contracción en las fibras musculares cardíacas. Esta distinción se atribuye a las diferencias en la estructura de los receptores entre las fibras esqueléticas y las cardíacas. La acetilcolina también se utiliza en el cerebro, donde tiende a provocar acciones excitatorias. Las glándulas que reciben impulsos de la parte parasimpática del sistema nervioso autónomo también son estimuladas de la misma manera.

Síntesis y degradación

La acetilcolina es sintetizada en ciertas neuronas por la enzima colina acetiltransferasa a partir de los compuestos colina y acetil-CoA. Los compuestos orgánicos mercuriales tienen una gran afinidad por los grupos sulfhidrilos, lo que provoca una disfunción de la enzima colina acetiltransferasa. Esta inhibición puede conducir a una deficiencia de acetilcolina, y puede tener consecuencias en la función motora.

Normalmente, la enzima acetilcolinesterasa convierte la acetilcolina en los metabolitos inactivos colina y acetato. Esta enzima abunda en la hendidura sináptica, y su función de eliminar rápidamente la acetilcolina libre de la sinapsis es esencial para el correcto funcionamiento de los músculos. Los efectos devastadores de los agentes nerviosos que contienen organofosforados (por ejemplo, el gas sarín) se deben a la inactivación irreversible de esta enzima. La acumulación resultante de acetilcolina provoca una estimulación continua de los músculos, las glándulas y el sistema nervioso central; las víctimas suelen morir de asfixia al no poder contraer el diafragma. Otros organofosforados y algunos carbamatos son insecticidas eficaces porque inhiben la acetilcolinasterasa en los insectos. Por otra parte, dado que la escasez de acetilcolina en el cerebro se ha asociado a la enfermedad de Alzheimer, algunos fármacos que inhiben la acetilcolinesterasa se utilizan en el tratamiento de dicha enfermedad. Un estudio reciente ha demostrado que el THC es uno de estos fármacos, eficaz para reducir la formación de los característicos ovillos neurofibrilares y las placas beta amiloides.

Sitios de liberación

• La acetilcolina se libera en el sistema nervioso autónomo:
  • neuronas parasimpáticas preganglionares y postganglionares
  • neuronas simpáticas preganglionares (y también neuronas sudomotoras postganglionares, es decir, las que controlan la sudoración)

La botulina actúa suprimiendo la liberación de acetilcolina; mientras que el veneno de la araña viuda negra tiene el efecto contrario.

• Todas las fibras autonómicas preganglionares incluyendo:
  • Todas las fibras simpáticas preganglionares
  • Todas las fibras parasimpáticas preganglionares
  • Las fibras simpáticas preganglionares a la médula suprarrenal, el ganglio simpático modificado. Al ser estimulado por la acetilcolina, libera adrenalina y noradrenalina.
• todas las fibras parasimpáticas postganglionares
• algunas fibras simpáticas postganglionares
  • fibras secretoras a las glándulas sudoríparas
  • fibras vasodilatadoras a los vasos sanguíneos de los músculos esqueléticos

Farmacología

Hay dos clases principales de receptores de acetilcolina (AChR), los receptores nicotínicos de acetilcolina (nAChR) y los receptores muscarínicos de acetilcolina (mAChR). Se denominan así por los ligandos utilizados para descubrir los receptores.

Los AChR nicotínicos son receptores ionotrópicos permeables a los iones de sodio, potasio y cloro. Son estimulados por la nicotina y la acetilcolina y bloqueados por el curare. La mayoría de los AChR periféricos son nicotínicos, como los del corazón y los vasos sanguíneos o los de la unión neuromuscular. También se encuentran en una amplia distribución por el cerebro, pero en un número relativamente bajo.

Los receptores muscarínicos son metabotrópicos y afectan a las neuronas durante un periodo de tiempo más largo. Son estimulados por la muscarina y la acetilcolina, y bloqueados por la atropina. Los receptores muscarínicos se encuentran tanto en el sistema nervioso central como en el periférico, en el corazón, los pulmones, el tracto gastrointestinal superior y las glándulas sudoríparas. Los extractos de la planta incluían este compuesto, y su acción sobre los AChR muscarínicos, que aumentaba el tamaño de las pupilas, se utilizaba para atraer en muchas culturas europeas en el pasado. Actualmente, la ACh se utiliza a veces durante la cirugía de cataratas para producir una rápida constricción de la pupila. Debe administrarse por vía intraocular porque la colinesterasa corneal metaboliza la ACh administrada por vía tópica antes de que pueda difundirse en el ojo. Se vende con el nombre comercial de Miochol-E (CIBA Vision). Se utilizan fármacos similares para inducir la midriasis (dilatación de la pupila) en la reanimación cardiopulmonar y en muchas otras situaciones.

La enfermedad miastenia gravis, caracterizada por la debilidad y la fatiga muscular, se produce cuando el organismo produce de forma inadecuada anticuerpos contra los receptores de acetilcolina y, por tanto, inhibe la transmisión adecuada de la señal de acetilcolina. Con el tiempo se destruye la placa terminal motora. Los fármacos que inhiben competitivamente la acetilcolinesterasa (por ejemplo, la neostigmina o la fisostigmina) son eficaces para tratar este trastorno. Permiten que la acetilcolina liberada de forma endógena tenga más tiempo para interactuar con su respectivo receptor antes de ser inactivada por la acetilcolinesterasa en la unión gap.

Bloquear, dificultar o imitar la acción de la acetilcolina tiene muchos usos en medicina. Los inhibidores de la colinesterasa, un ejemplo de inhibidores enzimáticos, aumentan la acción de la acetilcolina retrasando su degradación; algunos se han utilizado como agentes nerviosos (gas nervioso Sarín y VX) o pesticidas (organofosforados y los carbamatos). Clínicamente se utilizan para revertir la acción de los relajantes musculares, para tratar la miastenia gravis y en la enfermedad de Alzheimer (rivastigmina, que aumenta la actividad colinérgica en el cerebro).

Agonistas de los receptores de ACh

De acción directa

• Acetilcolina
• Betanecol
• Carbachol
• Cevimelina
• Pilocarpina
• Suberilcolina

Acción indirecta (reversible)

Inhiben de forma reversible la enzima acetilcolinesterasa (que descompone la acetilcolina), aumentando así los niveles de acetilcolina.

• Ambenomio
• Donepezilo
• Edrofonio
• Galantamina
• Neostigmina
• Fisostigmina

.

• Piridostigmina
• Rivastigmina
• Tacrina
• Insecticidas de carbamato (Aldicarb)

Acción indirecta (irreversible)

Semi-Inhiben permanentemente la enzima acetilcolinesterasa.

• Echotiofato
• Isoflurofato
• Insecticidas organofosforados (Malatión, Paratión, Azinfos Metil, Clorpirifos, entre otros)

Reactivación de la acetilcolina esterasa

• Pralidoxima

Antagonistas de los receptores de ACh

Agentes antimuscarínicos

• Atropina
• Ipratropio
• Escopolamina
• Tiotropio

Bloqueadores ganglionares

• Mecamilamina
• Hexametonio
• Nicotina (en dosis altas)
• Trimetan

Bloqueantes neuromusculares

• Atracurio
• Cisatracurio
• Doxacurio
• Metocurina
• Mivacurio
• Pancuronio
• Rocuronio
• Succinilcolina
• Tubovurarina
• Vecuronio

¿Otros? / Sin categoría / Desconocido

• Surugatoxina
• Los organofosfatos bloquean la descomposición de la acetilcolina. El tetraclorvinfos y otros organofosforados actúan bloqueando la acetilcolinesterasa, que es una enzima que descompone la acetilcolina.

Efectos neuromoduladores

En el sistema nervioso central, la ACh tiene diversos efectos como neuromodulador.

Dado su destacado papel en el aprendizaje, la ACh está naturalmente implicada en la plasticidad sináptica. Se ha demostrado que aumenta la amplitud de los potenciales sinápticos tras la potenciación a largo plazo en muchas regiones, incluyendo el giro dentado, la CA1, el córtex piriforme y el neocórtex. Lo más probable es que este efecto se produzca bien a través de la potenciación de las corrientes a través de los receptores NMDA o bien indirectamente mediante la supresión de la adaptación. La supresión de la adaptación se ha demostrado en cortes cerebrales de las regiones CA1, corteza cingulada y corteza piriforme, así como in vivo en la corteza somatosensorial y motora del gato, mediante la disminución de la conductancia de las corrientes M dependientes de voltaje y de las corrientes K+ dependientes de Ca2+.

La acetilcolina también tiene otros efectos sobre la excitabilidad de las neuronas. Su presencia provoca una despolarización lenta al bloquear una corriente de K+ tónicamente activa, lo que aumenta la excitabilidad neuronal. Paradójicamente, aumenta la actividad de los picos en las interneuronas inhibitorias al tiempo que disminuye la fuerza de la transmisión sináptica de esas células. Esta disminución de la transmisión sináptica también se produce de forma selectiva en algunas células excitatorias: por ejemplo, tiene un efecto en las fibras intrínsecas y asociativas de la capa Ib de la corteza piriforme, pero no tiene ningún efecto en las fibras aferentes de la capa Ia. Se ha demostrado una selectividad laminar similar en el giro dentado y la región CA1 del hipocampo. Una teoría para explicar esta paradoja interpreta que la neuromodulación de la acetilcolina en el neocórtex modula la estimación de la incertidumbre esperada, actuando en contra de las señales de la norepinefrina (NE) para la incertidumbre inesperada. Ambos disminuirían entonces la fuerza de transición sináptica, pero la ACh sería entonces necesaria para contrarrestar los efectos de la NE en el aprendizaje de una señal entendida como ruidosa.

Véase también

• Fármacos colinérgicos
• Fármacos colinomiméticos
• Nervios colinérgicos
• Neuromodulación

Fuentes

Brenner, G. M. y Stevens, C. W. (2006). Farmacología, 2ª edición. Philadelphia, PA: W.B. Saunders Company (Elsevier). ISBN 1-4160-2984-2
• Canadian Pharmacists Association (2000). Compendium of Pharmaceuticals and Specialties (25ª ed.). Toronto, ON: Webcom. ISBN 0-919115-76-4
• Carlson, NR (2001). Physiology of Behavior-7th ed. Needham Heights, MA: Allyn and Bacon. ISBN 0-205-30840-6
• Gershon, Michael D. (1998). The Second Brain. Nueva York, NY: HarperCollins. ISBN 0-06-018252-0
• Hasselmo, ME (1995). Neuromodulación y función cortical: Modelando las bases fisiológicas del comportamiento. Behav. Brain Res. 67: 1-27
• Yu, AJ &Dayan, P (2005). Incertidumbre, neuromodulación y atención. Neuron 46 681-692.

• Escritura de la Universidad de Washington (St. Louis)

• Página de enlace a fuentes químicas externas.

Agonistas: 77-LH-28-1 – AC-42 – AC-260,584 – Aceclidina – Acetilcolina – AF30 – AF150(S) – AF267B – AFDX-384 – Alvamelina – AQRA-741 – Arecolina – Betanecol – Butirilcolina – Carbachol – CDD-0034 – CDD-0078 – CDD-0097 – CDD-0098 – CDD-0102 – Cevimelina – cis-Dioxolano – Etoxibacolina – LY-593,039 – L-689,660 – LY-2,033,298 – McNA343 – Metacolina – Milamelina – Muscarina – NGX-267 – Ocvimelina – Oxotremorina – PD-151,832 – Pilocarpina – RS86 – Sabcomelina – SDZ 210-086 – Sebacilcolina – Suberilcolina – Talsaclidina – Tazomelina – Tiopilocarpina – Vedaclidina – VU-0029767 – VU-0090157 – VU-0152099 – VU-0152100 – VU-0238429 – WAY-132,983 – Xanomelina – YM-796
Antagonistas: 3-Quinuclidinil Benzilato – 4-DAMP – Bromuro de aclidinio – Anisodamina – Anisodina – Atropina – Metonitrato de atropina – Benactizina – Benzatropina (Benztropina) – Bencidamina – BIBN 99 – Biperiden – Bornaprina – CAR-226,086 – CAR-301,060 – CAR-302,196 – CAR-302,282 – CAR-302,368 – CAR-302,537 – CAR-302,668 – CS-27349 – Ciclobenzaprina – Ciclopentolato – Darifenacina – DAU-5884 – Dimetindeno – Dexetimida – DIBD – Diciclomina (dicicloverina) – Ditran – EA-3167 – EA-3443 – EA-3580 – EA-3834 – Elemicina – Etanutina – Etibenzatropina (etilbenztropina) – Flavoxato – Himbacina – HL-031,120 – Bromuro de ipratropio – J-104,129 – Hiosciamina – Toxina Mamba 3 – Toxina Mamba 7 – Mazaticol – Mebeverina – Metoctramina – Meixeno – Miristicina – Bencilato de N-etil-3-piperidilo – Bencilato de N-metil-3-piperidilo – Orfenadrina – Otenzepad – Oxibutinina – PBID – PD-102,807 – Fenglutarimida – Feniltoloxamina – Pirenzepina – Piroheptina – Prociclidina – Profenamina – RU-47,213 – SCH-57,790 – SCH-72,788 – SCH-217,443 – Escopolamina (hioscina) – Solifenacina – Telenzepina – Bromuro de tiotropio – Tolterodina – Trihexifenidilo – Tripitamina – Tropatepina – Tropicamida – WIN-2299 – Xanomelina – Zamifenacina; Otros: Antihistamínicos de 1ª generación (bromfeniramina, clorfenamina, ciproheptadina, dimenhidrinato, difenhidramina, doxilamina, mepiramina/pirilamina, fenindamina, feniramina, tripelennamina, triprolidina, etc) – Antidepresivos tricíclicos (amitriptilina, doxepina, trimipramina, etc) – Antidepresivos tetracíclicos (amoxapina, maprotilina, etc) – Antipsicóticos típicos (clorpromazina, tioridazina, etc) – Antipsicóticos atípicos (clozapina, olanzapina, quetiapina, etc)

Agonistas: 5-HIAA – A-84,543 – A-366,833 – A-582,941 – A-867,744 – ABT-202 – ABT-418 – ABT-560 – ABT-894 – Acetilcolina – Altinicina – Anabasina – Anatoxina-a – AR-R17779 – Butirilcolina – Carbachol – Cotinina – Citisina – Decametonio – Desformilflustrabromina – Dianiclina – Dimetilfenilpiperazinio – Epibatidina – Epiboxidina – Etanol – Etoxibacilcolina – EVP-4473 – EVP-6124 – Galantamina – GTS-21 – Isproniclina – Lobelina – MEM-63,908 (RG-3487) – Nicotina – NS-1738 – PHA-543,613 – PHA-709,829 – PNU-120,596 – PNU-282,987 – Pozanicline – Rivanicline – Sazetidine A – Sebacylcholine – SIB-1508Y – SIB-1553A – SSR-180,711 – Suberilcolina – TC-1698 – TC-1734 – TC-1827 – TC-2216 – TC-5214 – TC-5619 – TC-6683 – Tebaniclina – Tropisetrón – UB-165 – Vareniclina – WAY-317,538 – XY-4083
Antagonistas: 18-Metoxicoronaridina – α-Bungarotoxina – α-Conotoxina – Alcuronio – Amantadina – Anatruxonio – Atracurio – Bupropión (Anfebutamona) – Chandonio – Clorisondamina – Cisatracurio – Coclaurina – Coronaridina – Dacuronio – Decametonio – Dextrometorfano – Dextropropoxifeno – Dextrorfano – Diadonio – DHβE – Dimetiltubocurarina (Metocurina) – Dipirano – Dizocilpina (MK-801) – Doxacurio – Duador – Esketamina – Fazadinio – Gallamina – Hexafluronio – Hexametonio (Benzohexonio) – Ibogaína – Isoflurano – Ketamina – Cinurénico – Laudexium (Laudolissin) – Levacetilmetadol – Malouetina – Mecamilamina – Memantina – Metadona – Metorfano (Racemetorfano) – Metilcaconitina – Metocurina – Mivacurio – Morfanol (Racemorfanol) – Neramexano – Óxido nitroso – Pancuronio – Pempidina – Pentamina – Pentolinio – Fenciclidina – Pipecuronio – Radafaxina – Rapacuronio – Rocuronio – Surugatoxina – Suxametonio (Succinilcolina) – Tiocolchicósido – Toxiferina – Trimetafán – Tropeinio – Tubocurarina – Vecuronio – Xenón

v-d-e Colinérgicos
	— Ligandos de receptores
. — Inhibidores de la recaptación Hemicolinio-3 (Hemicolina; HC3) – Trietilcolina Vesamicol Inhibidores de la CHT VAChT Inhibidores
— Inhibidores de enzimas 1-(-Benzoiletil)piridinio – 2-(α-Naftoil)etiltrimetilamonio – 3-Cloro-4-estilbazol – 4-(1-Naftilvinil)piridina – Acetilhemicolinio-3 – Acrilocolina – AF64A – B115 – BETA – CM-54,903 – N,N-Dimetilaminoetilacrilato – N,N-Dimetilaminoetilcloroacetato Reversibles: Carbamatos: Aldicarb – Bendiocarb – Bufencarb – Carbaril – Carbendazim – Carbetamida – Carbofuran – Clorbufam – Cloroprofam – Etenocarb – Etiofencarb – Fenobucarb – Fenoxicarb – Formetanato – Furadan – Ladostigil – Metiocarb – Metomilo – Miotina – Oxamil – Fenmedifam – Pinmicarb – Pirimicarb – Propamocarb – Profam – Propoxur; Estigminas: Ganstigmina – Neostigmina – Fenserina – Fisostigmina – Piridostigmina – Rivastigmina; Otros: Acotiamida – Ambenonio – Donepezilo – Edrofonio – Galantamina – Huperzina A – Minaprina – Tacrina – Zanapezilo Irreversibles: Organofosforados: Acefato – Azinfos-metilo – Bensulida – Cadusafos – Cloretoxifos – Clorpirifos – Clorpirifos-metilo – Coumafos – Ciclosarina (GF) – Demeton – Demeton-S-metilo – Diazinón – Diclorvos – Dicrotofos – Diisopropil fluorofosfato (Guthion) – Diisopropilfosfato – Dimetoato – Dioxatión – Disulfotón – EA-3148 – Ecotiofato – Etión – Etopiro – Fenamifos – Fenitrotión – Fentión – Fostiazato – GV – Isofluorofato – Isoxatión – Malaoxón – Malatión – Metamidofós – Metidatión – Metrifonato – Mevinfós – Monocrotofós – Naled – Agente Novichok – Ometoato – Oxidemetón-Metil – Paraoxón – Paratión – Paratión-Metilo – Forato – Fosalona – Fosmet – Fostebupirim – Foxim – Pirimifos-Metilo – Sarín (GB) – Soman (GD) – Tabún (GA) – Temefós – Terbufós – Tetraclorvinfós – Tribufós – Triclorfón – VE – VG – VM – VR – VX; Otros: Demecarium – Onchidal (Onchidella binneyi) Cimserina * Muchos de los inhibidores de la acetilcolinesterasa enumerados anteriormente actúan como inhibidores de la butirilcolinesterasa. Inhibidores de ChAT Inhibidores de la AChE Inhibidores de la BChE
Colina (Lecitina) – Citicolina – Ciprodenato – Dimetiletanolamina (DMAE, deanol) – Glicerofosfocolina – Meclofenoxato (Centrofenoxina) – Fosfatidilcolina – Fosfatidiletanolamina – Pirisudanol Ácido acético – Acetilcarnitina – Acetil-coA – Vitamina B5 (Pantetina, Panteteína, Pantenol) Agentes liberadores de acetilcolina: α-Latrotoxina – β-Bungarotoxina; Inhibidores de la liberación de acetilcolina: Toxina botulínica (Botox); Reactivadores de la acetilcolinesterasa: Asoxima – Obidoxima – Pralidoxima — Otros Otros

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