Acetilkolin

Értékelés | Biopszichológia | Összehasonlító | Kognitív | Fejlődés | Nyelv | Egyéni különbségek | Személyiség | Filozófia | Szociális |
Módszerek | Statisztika | Klinikai | Oktatási | Oktatási | Ipari | Szakmai tételek | Világpszichológia |

Biológiai:Viselkedésgenetika – Evolúciós pszichológia – Neuroanatómia – Neurokémia – Neuroendokrinológia – Idegtudomány – Pszichoneuroimmunológia – Fiziológiai pszichológia – Pszichofarmakológia(Index, vázlat)

.

Acetilkolin
2-acetoxi-N,N,N-trimetil-etanaminium IUPAC név
CAS szám 51-84-3	ATC-kód S01EB09
PubChem 187	DrugBank EXPT00412
Kémiai képlet
Molekulatömeg	146.21 g/mol
Biohasznosulékonyság
Metabolizmus
Elimináció fél-.élettartam	megközelítőleg 2 perc
kiválasztás	{{{{kiválasztás}}}
Várandóssági kategória
Jogi státusz
A beadás módja

Az acetilkolin kémiai vegyület, gyakran ACh rövidítéssel, volt az első azonosított neurotranszmitter. Számos szervezetben, így az emberben is, mind a perifériás idegrendszerben (PNS), mind a központi idegrendszerben (CNS) kémiai transzmitter. Az acetilkolin az összes vegetatív ganglion neurotranszmittere. Laikusan fogalmazva, ez egy olyan vegyi anyag, amely lehetővé teszi, hogy az idegsejtek kommunikáljanak egymással az emberekben és más szervezetekben.

Kémia

Acetilkolin az ecetsav és a kolin észtere, kémiai képlete CH3COOCH2CH2N+(CH3)3. Ezt a szerkezetet tükrözi a szisztematikus név, 2-acetoxi-N,N,N,N-trimetil-etanaminium.

Acetil-kolint (ACh) először 1914-ben Henry Hallett Dale azonosította a szívszövetre gyakorolt hatása miatt. Neurotranszmitterként Otto Loewi erősítette meg, aki kezdetben a vagusstoff nevet adta neki, mivel a vagusidegből szabadul fel. Mindketten megkapták munkájukért az 1936-os élettani vagy orvosi Nobel-díjat.

Későbbi munkák kimutatták, hogy amikor az acetilkolin a vázizomrostokon lévő acetilkolin-receptorokhoz kötődik, megnyitja a ligandumkapcsolt nátriumcsatornákat a membránban. A nátriumionok ezután bejutnak az izomsejtbe, serkentve az izomösszehúzódást. Az acetilkolin, miközben a vázizmok összehúzódását indukálja, ehelyett a szívizomrostokban csökkent összehúzódást idéz elő. Ezt a különbséget a váz- és szívizomrostok receptorszerkezetének különbségeire vezetik vissza. Az acetilkolin az agyban is használatos, ahol inkább gerjesztő hatást fejt ki. A vegetatív idegrendszer paraszimpatikus részéből impulzusokat kapó mirigyeket ugyanígy stimulálja.

Szintézis és lebontás

Az acetilkolin bizonyos neuronokban a kolin acetiltranszferáz enzim által szintetizálódik a kolin és az acetil-CoA vegyületekből. A szerves higanyvegyületek nagy affinitással rendelkeznek a szulfhidrilcsoportokhoz, ami a kolin acetiltranszferáz enzim működési zavarát okozza. Ez a gátlás acetilkolinhiányhoz vezethet, és következményei lehetnek a motoros működésre.

Normális esetben az acetilkolin-észteráz enzim az acetilkolt az inaktív metabolitokká, kolinná és acetáttá alakítja. Ez az enzim nagy mennyiségben található a szinaptikus hasadékban, és szerepe a szabad acetilkolin gyors kiürítésében a szinapszisból elengedhetetlen a megfelelő izomműködéshez. A szerves foszfátokat tartalmazó ideggázok (pl. szaringáz) pusztító hatásai ennek az enzimnek a visszafordíthatatlan inaktiválására vezethetők vissza. Az így felhalmozódó acetilkolin az izmok, mirigyek és a központi idegrendszer folyamatos stimulációját okozza; az áldozatok általában fulladásos halált halnak, mivel nem tudják összehúzni a rekeszizmukat. Más szerves foszfátok és egyes karbamátok hatékony rovarölő szerek, mert gátolják a rovarok acetilkolinaszterázát. Másrészt, mivel az acetilkolin hiányát az agyban összefüggésbe hozták az Alzheimer-kórral, az acetilkolin-észterázt gátló egyes gyógyszereket ennek a betegségnek a kezelésére használják. Egy nemrégiben végzett vizsgálat kimutatta, hogy a THC egy ilyen gyógyszer, amely hatékonyan csökkenti a jellegzetes neurofibrilláris csomók és az amiloid béta plakkok kialakulását.

Felszabadulási helyek

• Acetilkolin a vegetatív idegrendszerben szabadul fel:
  • pre- és posztganglionális paraszimpatikus neuronok
  • preganglionális szimpatikus neuronok (valamint posztganglionális sudomotoros neuronok, ill, amelyek az izzadást szabályozzák)

A botulin az acetilkolin felszabadulását gátolva hat; míg a fekete özvegy pók mérge éppen ellenkezőleg hat.

• minden preganglionális autonóm rost, beleértve:
  • minden preganglionális szimpatikus rost
  • minden preganglionális paraszimpatikus rost
  • preganglionális szimpatikus rost a medulla suprarenalishoz, a módosított szimpatikus ganglionhoz. Acetilkolin ingerlésére adrenalint és noradrenalint szabadít fel.
• minden posztganglionáris paraszimpatikus rost
• néhány posztganglionáris szimpatikus rost
  • szekréciós rostok a verejtékmirigyekhez

  .

  • vázizomzat erekhez vezető vazodilatációs rostok

Farmakológia

Az acetilkolin receptoroknak (AChR) két fő osztálya van, a nikotinos acetilkolinreceptorok (nAChR) és a muszkarin acetilkolinreceptorok (mAChR). Nevüket a receptorok felfedezéséhez használt ligandumokról kapták.

A nikotinos AChR-ek a nátrium-, kálium- és kloridionokra áteresztő ionotróp receptorok. A nikotin és az acetilkolin stimulálja őket, a kuraré pedig blokkolja őket. A legtöbb perifériás AChR nikotinikus, például a szív és az erek vagy a neuromuszkuláris csomópontban. Az agyban is széles eloszlásban találhatók, de viszonylag kis számban.

A muszkarinikus receptorok metabotrópok, és hosszabb távon hatnak az idegsejtekre. A muszkarin és az acetilkolin stimulálja őket, az atropin pedig blokkolja őket. A muszkarinreceptorok megtalálhatók mind a központi idegrendszerben, mind a perifériás idegrendszerben, a szívben, a tüdőben, a felső tápcsatornában és a verejtékmirigyekben. A növény kivonata tartalmazta ezt a vegyületet, és a muszkarin AChR-ekre gyakorolt, a pupillák méretét növelő hatását a múltban számos európai kultúrában a vonzerő növelésére használták. Most az ACh-t néha a szürkehályogműtétek során használják a pupilla gyors összehúzódásának előidézésére. Intraokulárisan kell beadni, mert a szaruhártya kolinészteráz metabolizálja a helyileg beadott ACh-t, mielőtt az a szembe diffundálhatna. Miochol-E (CIBA Vision) kereskedelmi néven kerül forgalomba. Hasonló gyógyszereket használnak a mydriasis (a pupilla tágulása) kiváltására a kardiopulmonális újraélesztés során és sok más helyzetben.

A myasthenia gravis nevű betegség, amelyet izomgyengeség és fáradtság jellemez, akkor lép fel, amikor a szervezet nem megfelelően termel antitesteket az acetilkolin-receptorok ellen, és így gátolja a megfelelő acetilkolin jelátvitelt. Idővel a motoros véglemez elpusztul. Az acetilkolin-észterázt kompetitíven gátló gyógyszerek (pl. neostigmin vagy fizosztigmin) hatékonyak ennek a betegségnek a kezelésében. Több időt hagynak az endogén módon felszabaduló acetilkolin számára, hogy kölcsönhatásba lépjen a megfelelő receptorral, mielőtt az acetilkolin-észteráz inaktiválná a réskapcsolatban.

Az acetilkolin hatásának blokkolása, akadályozása vagy utánzása sokféleképpen alkalmazható a gyógyászatban. A kolinészterázgátlók, az enzimgátlók egyik példája, az acetilkolin hatását fokozzák azáltal, hogy késleltetik a lebomlását; egyeseket ideggázként (szarin és VX ideggáz) vagy növényvédő szerként (szerves foszfátok és a karbamátok) használtak. Klinikailag az izomrelaxánsok hatásának visszafordítására, myasthenia gravis kezelésére és Alzheimer-kórban (rivastigmin, amely növeli a kolinerg aktivitást az agyban).

ACh-receptor-agonisták

Közvetlen hatású

• Acetil-kolin
• Betán-kolin
• Karbachol
• Cevimelin

.

• Pilokarpin
• Suberil-kolin

Közvetett hatású (reverzibilis)

Reversibilisen gátolja az acetilkolinészteráz enzimet (amely lebontja az acetilkolin), ezáltal növelve az acetilkolin szintjét.

• Ambenomium
• Donepezil
• Edrofonium
• Galantamin
• Neostigmin
• Physostigmin

.

• Piridostigmin
• Rivastigmin
• Takrin
• Karbamát rovarölő szerek (Aldicarb)

Közvetett hatású (irreverzibilis)

Semi-Tartósan gátolják az acetilkolinészteráz enzimet.

• Echothiophate
• Isoflurophate
• Organophosphate rovarölő szerek (Malathion, Parathion, Azinphos Methyl, Chlorpyrifos, többek között)

Az acetilkolin-észteráz reaktiválása

• Pralidoxim

ACh-receptor-antagonisták

Antimuszkarinikus szerek

• Atropin
• Ipratropium
• Scopolamin
• Tiotropium

Ganglionblokkolók

• Mecamilamin
• Hexametónium
• Nikotin (nagy dózisban)
• Trimethaphan

Neuromuszkuláris blokkolók

• Atracurium
• Cisatracurium
• Doxacurium

.

• Metokurin
• Mivakurium
• Pancuronium
• Rokuronium
• Succinylcholine
• Tubovurarin
• Vecuronium

Egyéb? / Nem kategorizált / Ismeretlen

• Surugatoxin
• Organofoszfátok gátolják az acetilkolin lebontását. A tetraklórvinfosz és más szerves foszfátok úgy működnek, hogy blokkolják az acetilkolin-észterázt, amely az acetilkolin lebontását végző enzim.

Neuromoduláló hatások

A központi idegrendszerben az ACh-nak mint neuromodulátornak számos hatása van.

A tanulásban betöltött kiemelkedő szerepe miatt az ACh természetesen részt vesz a szinaptikus plaszticitásban. Kimutatták, hogy számos régióban, többek között a gyrus dentatusban, a CA1-ben, a piriform kéregben és a neokortexben fokozza a hosszú távú potenciálozást követő szinaptikus potenciálok amplitúdóját. Ez a hatás valószínűleg vagy az NMDA-receptorokon keresztüli áramlások fokozásán keresztül, vagy közvetve az adaptáció elnyomása révén jelentkezik. Az adaptáció elnyomását kimutatták a CA1, a cinguláris kéreg és a piriform kéreg régióinak agyszeletekben, valamint in vivo a macska szomatoszenzoros és motoros kéregben a feszültségfüggő M-áramok és a Ca2+-függő K+-áramok vezetőképességének csökkentése révén.

Acetilkolinnak más hatásai is vannak a neuronok ingerlékenységére. Jelenléte lassú depolarizációt okoz a tonikusan aktív K+ áram blokkolásával, ami növeli a neuronok gerjeszthetőségét. Paradox módon növeli a gátló interneuronok spiking aktivitását, miközben csökkenti az ezekből a sejtekből származó szinaptikus átvitel erősségét. A szinaptikus transzmissziónak ez a csökkenése szelektíven jelentkezik egyes gerjesztő sejteknél is: például hatással van a piriform kéreg Ib rétegének intrinzikus és asszociációs rostjaira, de nincs hatása az Ia réteg afferens rostjaira. Hasonló lamináris szelektivitást mutattak ki a gyrus dentatusban és a hippokampusz CA1 régiójában. Az egyik elmélet, amely ezt a paradoxont magyarázza, úgy értelmezi az acetilkolin neuromodulációt a neokortexben, mint a várható bizonytalanság becslésének modulálását, amely a noradrenalin (NE) jelzéseivel ellentétesen hat a váratlan bizonytalanságra. Ekkor mindkettő csökkentené a szinaptikus átmenet erősségét, de az ACh-ra ekkor szükség lenne az NE hatásainak ellensúlyozására a zajosnak értelmezett jel megtanulásában.

Lásd még

• Kolinerg
• Kolinerg gyógyszerek
• Kolinomimetikus gyógyszerek
• Kolinerg idegek
• Neuromoduláció

Források

• Brenner, G. M. és Stevens, C. W. (2006). Farmakológia, 2. kiadás. Philadelphia, PA: W.B. Saunders Company (Elsevier). ISBN 1-4160-2984-2
• Canadian Pharmacists Association (2000). Compendium of Pharmaceuticals and Specialties (25. kiadás). Toronto, ON: Webcom. ISBN 0-919115-76-4
• Carlson, NR (2001). A viselkedés fiziológiája – 7. kiadás. Needham Heights, MA: Allyn and Bacon. ISBN 0-205-30840-6
• Gershon, Michael D. (1998). A második agy. New York, NY: HarperCollins. ISBN 0-06-018252-0
• Hasselmo, ME (1995). Neuromoduláció és agykérgi működés: A viselkedés fiziológiai alapjainak modellezése. Behav. Brain Res. 67: 1-27
• Yu, AJ & Dayan, P (2005). Bizonytalanság, neuromoduláció és figyelem. Neuron 46. 681-692.

• Washington University (St. Louis) writeup

• Link oldal külső kémiai forrásokra.

Agonisták: 77-LH-28-1 – AC-42 – AC-260,584 – Aceclidine – Acetilkolin – AF30 – AF150(S) – AF267B – AFDX-384 – Alvameline – AQRA-741 – Arecoline – Bethanechol – Butyrylcholine – Carbachol – CDD-0034 – CDD-0078 – CDD-0097 – CDD-0098 – CDD-0102 – Cevimeline – cis-Dioxolane – Ethoxysebacylcholine – LY-593,039 – L-689,660 – LY-2,033,298 – McNA343 – Methacholine – Milameline – Muscarine – NGX-267 – Ocvimeline – Oxotremorine – PD-151,832 – Pilocarpine – RS86 – Sabcomeline – SDZ 210-086 – Sebacylcholine – Suberylcholine – Talsaclidine – Tazomeline – Thiopilocarpine – Vedaclidine – VU-0029767 – VU-0090157 – VU-0152099 – VU-0152100 – VU-0238429 – WAY-132,983 – Xanomeline – YM-796
Antagonisták: 3-Quinuclidinyl Benzilate – 4-DAMP – Aclidinium Bromide – Anisodamine – Anisodine – Atropine – Atropine Methonitrate – Benactyzine – Benzatropine (Benztropine) – Benzydamine – BIBN 99 – Biperiden – Bornaprine – CAR-226,086 – CAR-301,060 – CAR-302,196 – CAR-302,282 – CAR-302,368 – CAR-302,537 – CAR-302,668 – CS-27349 – Cyclobenzaprin – Cyclopentolate – Darifenacin – DAU-5884 – Dimethindene – Dexetimide – DIBD – Dicyclomine (Dicycloverine) – Ditran – EA-3167 – EA-3443 – EA-3580 – EA-3834 – Elemicin – Ethanutin – Etybenzatropine (Ethylbenztropine) – Flavoxate – Himbacine – HL-031,120 – Ipratropium-bromid – J-104,129 – Hyoscyamine – Mamba Toxin 3 – Mamba Toxin 7 – Mazaticol – Mebeverine – Methoctramine – Methixene – Myristicin – N-Ethyl-3-Piperidyl Benzilate – N-Methyl-3-Piperidyl Benzilate – Orphenadrine – Otenzepad – Oxybutynin – PBID – PD-102,807 – Penehyclidine – Phenglutarimide – Phenyltoloxamine – Pirenzepine – Piroheptine – Procyclidine – Profenamine – RU-47,213 – SCH-57,790 – SCH-72,788 – SCH-217,443 – Scopolamine (Hyoscine) – Solifenacin – Telenzepine – Tiotropium bromide – Tolterodine – Trihexyphenidyl – Tripitamine – Tropatepine – Tropicamide – WIN-2299 – Xanomeline – Zamifenacin; Mások: 1. generációs antihisztaminok (bromfeniramin, klórfenamin, ciproheptadin, dimenhidrinát, difenhidramin, doxilamin, mepiramin/pirilamin, fenindamin, feniramin, tripelennamin, triprolidin stb.) – triciklikus antidepresszánsok (amitriptilin, doxepin, trimipramin stb.) – Tetraciklusos antidepresszánsok (amoxapin, maprotilin stb.) – Tipikus antipszichotikumok (klórpromazin, tioridazin stb.) – Atípusos antipszichotikumok (klozapin, olanzapin, kvetiapin stb.)

Agonisták: 5-HIAA – A-84,543 – A-366,833 – A-582,941 – A-867,744 – ABT-202 – ABT-418 – ABT-560 – ABT-894 – Acetilkolin – Altinicline – Anabasine – Anatoxin-a – AR-R17779 – Butirilkolin – Karbachol – Cotinin – Cytisine – Decamethonium – Desformylflustrabromine – Dianicline – Dimethylphenylpiperazinium – Epibatidin – Epiboxidine – Ethanol – Ethoxysebacylcholine – EVP-4473 – EVP-6124 – Galantamine – GTS-21 – Ispronicline – Lobeline – MEM-63,908 (RG-3487) – Nikotin – NS-1738 – PHA-543,613 – PHA-709,829 – PNU-120,596 – PNU-282,987 – Pozanicline – Rivanicline – Sazetidin A – Sebacylcholine – SIB-1508Y – SIB-1553A – SSR-180,711 – Szuberilkolin – TC-1698 – TC-1734 – TC-1827 – TC-2216 – TC-5214 – TC-5619 – TC-6683 – Tebaniklin – Tropisetron – UB-165 – Vareniklin – WAY-317,538 – XY-4083
Antagonisták: 18-Methoxycoronaridine – α-Bungarotoxin – α-Konotoxin – Alcuronium – Amantadin – Anatruxonium – Atracurium – Bupropion (Amfebutamone) – Chandonium – Chlorisondamine – Cisatracurium – Coclaurine – Coronaridine – Dacuronium – Decamethonium – Dextromethorphan – Dextropropoxyphene – Dextrorphan – Diadonium – DHβE – Dimethyltubocurarine (Metocurine) – Dipyrandium – Dizocilpine (MK-801) – Doxacurium – Duador – Eszketamin – Fazadinium – Gallamin – Hexafluronium – Hexametónium (Benzohexonium) – Ibogain – Izoflurán – Ketamin – Kinurénsav – Laudexium (Laudolissin) – Levacetilmetadol – Malouetin – Mecamylamine – Mecamylamine – Memantin – Metadon – Metorfán (Racemethorphan) – Metillikakonitin – Metokurin – Mivakurium – Morphanol (Racemorphanol) – Neramexán – Nitrogén-oxid – Pancuronium – Pempidin – Pentamin – Pentolinium – Phencyclidin – Pipecuronium – Pempidin – Pentamin – Pentolinium – Phencyclidin – Pipecuronium – Radafaxin – Rapakuronium – Rokuronium – Szurugatoxin – Szukszametónium (szukcinilkolin) – Tiokolkozid – Toxiferin – Trimetafán – Tropeinium – Tubokurarin – Vecuronium – Xenon

v-d-e Cholinergics
	— Receptor ligandumok
— Reuptake inhibitorok Hemikolinium-3 (Hemicholine; HC3) – Trietilkolin Vezamicol CHT-gátlók VAChT Inhibitorok
— Enzimgátlók 1-(-Benzoyletil)piridinium – 2-(α-Naftoil)etil-trimetilammónium – 3-klór-4-stillbazol – 4-(1-Naftoilvinil)piridin – Acetilszeko-hemikolinium-3 – Akrilokolin – AF64A – B115 – BETA – CM-54,903 – N,N-dimetilaminoetilakrilát – N,N-dimetilaminoetil-klór-acetát Reversibilis: Karbamátok: Aldikarb – Bendiokarb – Bufenkarb – Karbaril – Karbendazim – Karbetamid – Karbofurán – Klórbufam – Kloroprofám – Etienokarb – Etiofenikarb – Fenobukarb – Fenoxikarb – Formetanát – Furadan – Ladostigil – Metiocarb – Metomil – Miotin – Oxamil – Fenmedifám – Pinmicarb – Pirimikarb – Propamokarb – Profám – Propoxur; Stigminek: Ganstigmin – Neostigmin – Phenserine – Physostigmine – Pyridostigmine – Rivastigmine; Egyéb: Acotiamide – Ambenonium – Donepezil – Edrophonium – Galantamine – Huperzine A – Minaprine – Tacrine – Zanapezil Irreverzibilis: Organophosphates: Azefát – Azinfosz-metil – Bensulid – Kadusafosz – Klóretoxifosz – Klórfenvinfosz – Klórpirifosz – Klórpirifosz-metil – Kumafosz – Ciklosarin (GF) – Demeton – Demeton-S-metil – Diazinon – Diklórfosz – Dikrotofosz – Diizopropilfluorofoszfát (Guthion) – Diizopropilfoszfát – Dimetoát – Dioxathion – Disulfoton – EA-3148 – Echothiophate – Ethion – Ethoprop – Fenamiphos – Fenitrothion – Fenthion – Fosthiazate – GV – Isofluorophate – Isoxathion – Malaoxon – Malathion – Methamidophos – Methidathion – Metrifonate – Mevinphos – Monocrotophos – Naled – Novichok szer – Omethoate – Oxydemeton-.Metil – Paraoxon – Parathion – Parathion-Methyl – Phorate – Phosalone – Phosmet – Phostebupirim – Phoxim – Pirimiphos-Methyl – Sarin (GB) – Soman (GD) – Tabun (GA) – Temephos – Terbufos – Tetrachlorvinphos – Tribufos – Trichlorfon – VE – VG – VM – VR – VX; Mások: Demecarium – Onchidal (Onchidella binneyi) Cymserin * A fent felsorolt acetilkolinészteráz-gátlók közül sokan butil-kolinészteráz-gátlóként hatnak. ChAT gátlók AChE-gátlók BChE-gátlók
Kolin (lecitin) – Citikolin – Ciprodenát – Dimetil-etanolamin (DMAE, deanol) – Glicerofoszfokolin – Meclofenoxát (Centrophenoxine) – Foszfatidil-kolin – Foszfatidil-etanolamin – Foszforil-kolin – Pirisudanol Ecetsav – Acetil-karnitin – Acetil-coA – B5-vitamin (Pantethine, Pantetein, Panthenol) Acetilkolin felszabadító szerek: α-Latrotoxin – β-Bungarotoxin; Acetilkolin felszabadulást gátló szerek: Botulinum toxin (Botox); Acetilkolin-észteráz reaktivátorok: Aszoxim – Obidoxim – Pralidoxim — Egyéb Más

Az oldal a Wikipédia Creative Commons licencelt tartalmát használja (szerzők megtekintése).