Funzioni
Ricettore muscarinico dell’acetilcolina M2: questo recettore muscarinico dell’acetilcolina M2 umano è legato ad un antagonista (ACh).
L’acetilcolina ha funzioni sia nel sistema nervoso periferico (PNS) che nel sistema nervoso centrale (CNS) come neuromodulatore. Nel sistema nervoso periferico, l’acetilcolina attiva i muscoli ed è un importante neurotrasmettitore nel sistema nervoso autonomo. Nel sistema nervoso centrale, l’acetilcolina e i suoi neuroni associati formano il sistema colinergico.
Quando l’acetilcolina si lega ai recettori dell’acetilcolina sulle fibre muscolari scheletriche, apre i canali del sodio legati al ligando nella membrana cellulare. Gli ioni di sodio entrano quindi nella cellula muscolare, iniziando una sequenza di passaggi che infine producono la contrazione muscolare. Anche se l’acetilcolina induce la contrazione del muscolo scheletrico, agisce attraverso un diverso tipo di recettore per inibire la contrazione delle fibre muscolari cardiache.
Nel sistema nervoso autonomo, l’acetilcolina viene rilasciata nei seguenti siti: tutti i neuroni parasimpatici pre e post-gangliari, tutti i neuroni simpatici pre-gangliari, alcune fibre simpatiche post-gangliari e nei neuroni pseudomotori delle ghiandole sudoripare.
Nel sistema nervoso centrale, l’ACh ha una varietà di effetti come neuromodulatore per la plasticità, l’eccitazione e la ricompensa. L’ACh ha un ruolo importante nel miglioramento delle percezioni sensoriali quando ci svegliamo e nel sostenere l’attenzione.
Danni al sistema colinergico (che produce acetilcolina) nel cervello hanno dimostrato di essere plausibilmente associati ai deficit di memoria associati al morbo di Alzheimer. L’ACh ha anche dimostrato di promuovere il sonno REM.
Nella corteccia cerebrale, l’ACh tonica inibisce i neuroni dello strato 4, i principali obiettivi degli input talamocorticali, mentre eccita le cellule piramidali degli strati 2/3 e 5. Questo filtra i deboli input sensoriali negli strati 3 e 5. Questo filtra gli input sensoriali deboli nello strato 4 e amplifica gli input che raggiungono i microcircuiti eccitatori degli strati 2/3 e 5.
Come risultato, questi effetti strato-specifici di ACh potrebbero funzionare per migliorare il rapporto segnale-rumore dell’elaborazione corticale. Allo stesso tempo, l’acetilcolina agisce attraverso i recettori nicotinici per eccitare certi gruppi di interneuroni inibitori nella corteccia che smorzano ulteriormente l’attività corticale.
Ricettori nicotinici dell’acetilcolina: Questi schemi descrivono la natura eteromerica e omomerica dei nAChR. I recettori eteromerici che si trovano nel sistema nervoso centrale sono costituiti da 2 subunità α e 3 subunità β con il sito di legame all’interfaccia della subunità α e di quella adiacente. I recettori omomerici contengono 5 subunità identiche e hanno 5 siti di legame situati alle interfacce tra le subunità adiacenti.
Una funzione ben supportata di ACh nella corteccia è una maggiore reattività agli stimoli sensoriali, una forma di attenzione. Aumenti fasici di ACh durante la presentazione di stimoli visivi, uditivi e somatosensoriali sono stati trovati per aumentare il tasso di accensione dei neuroni nelle cortecce sensoriali primarie corrispondenti.
Quando i neuroni colinergici nel proencefalo basale sono lesionati, la capacità degli animali di rilevare i segnali visivi è stata fortemente e persistentemente compromessa. In quello stesso studio, la capacità degli animali di rifiutare correttamente le prove non-bersaglio non era compromessa, sostenendo ulteriormente l’interpretazione che l’ACh fasica facilita la reattività agli stimoli.
ACh è stata implicata nella segnalazione dell’incertezza attesa nell’ambiente, sulla base sia delle funzioni suggerite elencate sopra che dei risultati registrati mentre i soggetti eseguono un compito di cuing comportamentale. Le differenze di tempo di reazione tra le prove citate correttamente e le prove citate in modo errato, chiamate validità della cue, sono state trovate per variare inversamente con i livelli di ACh nei primati con livelli farmacologicamente e chirurgicamente alterati di ACh. Il risultato è stato trovato anche in pazienti con malattia di Alzheimer e fumatori dopo il consumo di nicotina (un agonista di ACh).