Acetylocholina

Ocena | Biopsychologia | Porównawcza | Poznawcza | Rozwojowa | Językowa | Różnice indywidualne | Osobowościowa | Filozoficzna | Społeczna |
Metody | Statystyczna | Kliniczna | Edukacyjna | Przemysłowa | Zawodowa Artykuły | Psychologia świata |

Biologiczne:Genetyka behawioralna – Psychologia ewolucyjna – Neuroanatomia – Neurochemia – Neuroendokrynologia -Neurobiologia – Psychoneuroimmunologia – Psychologia fizjologiczna – Psychofarmakologia(Indeks, Zarys)

Acetylocholina
2-acetoksy-N,N,N-trimetyloetanoamina Nazwa IUPAC
Numer CAS 51-84-3	Kod ATC S01EB09
PubChem 187	DrugBank EXPT00412
Wzór chemiczny
Masa cząsteczkowa	146.21 g/mol
Dostępność biologiczna
Metabolizm
Eliminacja pół.życia	około 2 minuty
Ekrecja	{{ekrecja}}
Kategoria ciąży
Stan prawny
Sposoby podawania

Związek chemiczny acetylocholina, często oznaczany skrótem ACh, był pierwszym neuroprzekaźnikiem, który został zidentyfikowany. Jest ona chemicznym przekaźnikiem zarówno w obwodowym układzie nerwowym (PNS), jak i ośrodkowym układzie nerwowym (CNS) u wielu organizmów, w tym u ludzi. Acetylocholina jest neuroprzekaźnikiem we wszystkich zwojach autonomicznych. In layman’s terms, it is a chemical that allows neurons to communicate with each other within humans and other organisms.

Chemia

Acetylocholina jest estrem kwasu octowego i choliny o wzorze chemicznym CH3COOCH2CH2N+(CH3)3. Struktura ta znajduje odzwierciedlenie w nazwie systematycznej, 2-acetoksy-N,N,N-trimetyloetanoamina.

Acetylocholina (ACh) została po raz pierwszy zidentyfikowana w 1914 roku przez Henry’ego Halletta Dale’a ze względu na jej działanie na tkankę serca. Została potwierdzona jako neuroprzekaźnik przez Otto Loewi, który początkowo nadał jej nazwę vagusstoff, ponieważ została uwolniona z nerwu błędnego. Obaj otrzymali w 1936 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny za swoją pracę.

Późniejsza praca wykazała, że kiedy acetylocholina wiąże się z receptorami acetylocholiny na włóknach mięśni szkieletowych, otwiera kanały sodowe bramkowane ligandem w błonie. Następnie jony sodu wchodzą do komórki mięśniowej, stymulując skurcz mięśnia. Acetylocholina, podczas gdy wywołuje skurcz mięśni szkieletowych, w zamian wywołuje zmniejszony skurcz włókien mięśniowych serca. Różnicę tę przypisuje się różnicom w budowie receptorów między włóknami szkieletowymi i sercowymi. Acetylocholina jest również wykorzystywana w mózgu, gdzie ma tendencję do wywoływania działań pobudzających. Gruczoły, które otrzymują impulsy z przywspółczulnej części autonomicznego układu nerwowego, są również stymulowane w ten sam sposób.

Synteza i rozkład

Acetylocholina jest syntetyzowana w niektórych neuronach przez enzym acetylotransferazę choliny ze związków choliny i acetylo-CoA. Organiczne związki rtęciowe mają wysokie powinowactwo do grup sulfhydrylowych, co powoduje zaburzenie funkcji enzymu acetylotransferazy cholinowej. Zahamowanie to może prowadzić do niedoboru acetylocholiny i może mieć wpływ na funkcje motoryczne.

Normalnie enzym acetylocholinoesteraza przekształca acetylocholinę w nieaktywne metabolity cholinę i octan. Enzym ten jest obfity w szczelinie synaptycznej, a jego rola w szybkim usuwaniu wolnej acetylocholiny z synapsy jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania mięśni. Niszczące skutki działania środków nerwowych zawierających fosforoorganicznych (np. gazu sarin) są spowodowane nieodwracalną inaktywacją tego enzymu. Wynikające z tego nagromadzenie acetylocholiny powoduje ciągłą stymulację mięśni, gruczołów i centralnego układu nerwowego; ofiary często umierają z powodu uduszenia, ponieważ nie mogą skurczyć przepony. Inne organofosforany i niektóre karbaminiany są skutecznymi insektycydami, ponieważ hamują acetylocholinasterazę u owadów. Z drugiej strony, ponieważ niedobór acetylocholiny w mózgu jest związany z chorobą Alzheimera, niektóre leki hamujące acetylocholinoesterazę są stosowane w leczeniu tej choroby. Ostatnie badania wykazały, że THC jest jednym z takich leków, skutecznym w ograniczaniu powstawania charakterystycznych splątków neurofibrylarnych i blaszek amyloidowych beta.

Miejsca uwalniania

• Acetylocholina jest uwalniana w autonomicznym układzie nerwowym:
  • pre- i postganglionowe neurony przywspółczulne
  • preganglionowe neurony współczulne (a także postganglionowe neurony sudomotoryczne, tj, te, które kontrolują pocenie się)

Botulina działa poprzez tłumienie uwalniania acetylocholiny; gdzie jad z pająka czarnej wdowy ma odwrotny efekt.

• wszystkie przedzwojowe włókna autonomiczne, w tym:
  • wszystkie przedzwojowe włókna współczulne
  • wszystkie przedzwojowe włókna przywspółczulne
  • przedzwojowe włókna współczulne do rdzenia nadnerczy, zmodyfikowanego zwoju współczulnego. Po pobudzeniu przez acetylocholinę uwalnia adrenalinę i noradrenalinę.
• wszystkie postganglionowe włókna przywspółczulne
• niektóre postganglionowe włókna współczulne
  • włókna wydzielnicze do gruczołów potowych

  .

  • włókna rozszerzające naczynia krwionośne mięśni szkieletowych

Farmakologia

Wyróżnia się dwie główne klasy receptorów acetylocholiny (AChR), nikotynowe receptory acetylocholiny (nAChR) i muskarynowe receptory acetylocholiny (mAChR). Ich nazwy pochodzą od ligandów użytych do odkrycia tych receptorów.

Nikotynowe AChR są receptorami jonotropowymi przepuszczalnymi dla jonów sodowych, potasowych i chlorkowych. Są one stymulowane przez nikotynę i acetylocholinę i blokowane przez kurarę. Większość obwodowych AChR to receptory nikotynowe, takie jak te znajdujące się w sercu i naczyniach krwionośnych lub na złączu nerwowo-mięśniowym. Występują one również w szerokiej dystrybucji w mózgu, ale w stosunkowo niskiej liczbie.

Receptory muskarynowe są metabotropowe i wpływają na neurony w dłuższym okresie czasu. Są one stymulowane przez muskarynę i acetylocholinę, i blokowane przez atropinę. Receptory muskarynowe znajdują się zarówno w ośrodkowym, jak i obwodowym układzie nerwowym, w sercu, płucach, górnym odcinku przewodu pokarmowego i gruczołach potowych. Ekstrakty z rośliny zawierały ten związek, a jego działanie na muskarynowe AChRs, które zwiększyło rozmiar źrenic, było używane do atrakcyjności w wielu kulturach europejskich w przeszłości. Teraz, ACh jest czasami używany podczas operacji zaćmy, aby wytworzyć szybkie zwężenie źrenicy. Musi być podawany wewnątrzgałkowo, ponieważ cholinesteraza rogówkowa metabolizuje miejscowo podawany ACh, zanim zdąży się on rozprzestrzenić do oka. Sprzedawany jest pod nazwą handlową Miochol-E (CIBA Vision). Podobne leki są używane do wywoływania mydriazy (rozszerzenia źrenicy) w resuscytacji krążeniowo-oddechowej i wielu innych sytuacjach.

Choroba myasthenia gravis, charakteryzująca się osłabieniem i zmęczeniem mięśni, występuje, gdy organizm niewłaściwie wytwarza przeciwciała przeciwko receptorom acetylocholiny, a tym samym hamuje prawidłowe przekazywanie sygnału acetylocholiny. Z czasem dochodzi do zniszczenia płytki końcowej motoryki. W leczeniu tego zaburzenia skuteczne są leki, które kompetycyjnie hamują acetylocholinoesterazę (np. neostygmina lub fizostygmina). Umożliwiają one endogennie uwolnionej acetylocholinie więcej czasu na interakcję z odpowiednim receptorem, zanim zostanie unieczynniona przez acetylocholinoesterazę w złączu szczelinowym.

Blokowanie, utrudnianie lub naśladowanie działania acetylocholiny ma wiele zastosowań w medycynie. Inhibitory cholinoesterazy, przykład inhibitorów enzymów, zwiększają działanie acetylocholiny poprzez opóźnienie jej degradacji; niektóre z nich były stosowane jako środki nerwowe (gaz nerwowy Sarin i VX) lub pestycydy (fosforoorganiczne i karbaminiany). Klinicznie są one stosowane w celu odwrócenia działania środków zwiotczających mięśnie, w leczeniu miastenii gravis i w chorobie Alzheimera (rywastygmina, która zwiększa aktywność cholinergiczną w mózgu).

Agoniści receptora ACh

Bezpośrednio działające

• Acetylocholina
• Betanchol
• Karbachol
• Cevimelina

.

• Pilokarpina
• Suberylocholina

Działanie pośrednie (odwracalne)

Odwracalnie hamuje enzym acetylocholinoesterazę (która rozkłada acetylocholinę), zwiększając w ten sposób stężenie acetylocholiny.

• Ambenomium
• Donepezil
• Edrofonium
• Galantamina
• Neostygmina
• Fizostygmina

.

• Pirydostygmina
• Rywastygmina
• Takryna
• Insektycydy karbaminianowe (aldikarb)

Działanie pośrednie (nieodwracalne)

Semi.trwale hamują enzym acetylocholinoesterazę.

• Echothiophate
• Isoflurophate
• Insektycydy fosforoorganiczne (Malathion, Parathion, Azinphos Methyl, Chlorpyrifos,
  • Atropina
  • Ipratropium
  • Skopolamina
  • Tiotropium

  Leki blokujące zwoje

  • Mekamylamina
  • Heksametonium
  • Nikotyna (w dużych dawkach)
  • Trimetafan

  Blokery nerwowo-mięśniowe

  • Atrakurium
  • Cisatrakurium
  • Doksakurium
  • Metokuryna
  • Miwakurium
  • Pankuronium
  • Rokuronium
  • Sukcynylocholina
  • Tubowuraryna
  • Wekuronium

  Inne? / Uncategorized / Unknown

  • surugatoksyna
  • Organofosforany blokują rozkład acetylocholiny. Tetrachlorwinfos i inne organofosforany działają poprzez blokowanie acetylocholinoesterazy, która jest enzymem rozkładającym acetylocholinę.

  Działanie neuromodulacyjne

  W ośrodkowym układzie nerwowym ACh wywiera różnorodne skutki jako neuromodulator.

  Gdy weźmie się pod uwagę jej znaczącą rolę w uczeniu się, ACh jest naturalnie zaangażowana w plastyczność synaptyczną. Wykazano, że zwiększa on amplitudę potencjałów synaptycznych po długotrwałym wzmocnieniu w wielu regionach, w tym w zakręcie zębatym, CA1, korze piriform i neocortex. Efekt ten najprawdopodobniej zachodzi albo poprzez wzmocnienie prądów przez receptory NMDA, albo pośrednio poprzez tłumienie adaptacji. Tłumienie adaptacji wykazano w plastrach mózgu regionów CA1, kory zakrętu obręczy i kory czołowej, a także in vivo w korze somatosensorycznej i ruchowej kota poprzez zmniejszenie przewodnictwa prądów M zależnych od napięcia i prądów K+ zależnych od Ca2+.

  Acetylocholina ma również inne działanie na pobudliwość neuronów. Jej obecność powoduje powolną depolaryzację poprzez blokowanie tonicznie aktywnego prądu K+, co zwiększa pobudliwość neuronów. Paradoksalnie, zwiększa ona aktywność spikingową w hamujących interneuronach, zmniejszając jednocześnie siłę transmisji synaptycznej z tych komórek. Ten spadek transmisji synaptycznej występuje również wybiórczo w niektórych komórkach pobudzających: na przykład, wpływa na włókna intrinsic i asocjacyjne w warstwie Ib kory piriform, ale nie ma wpływu na włókna aferentne w warstwie Ia. Podobną selektywność warstwową wykazano w zakręcie zębatym i regionie CA1 hipokampa. Jedna z teorii wyjaśniających ten paradoks zakłada, że neuromodulacja acetylocholinowa w neocortexie moduluje szacunek oczekiwanej niepewności, działając przeciwnie do sygnałów noradrenalinowych (NE) dla nieoczekiwanej niepewności. Oba zmniejszałyby wtedy synaptyczną siłę przejścia, ale ACh byłaby wtedy potrzebna do przeciwdziałania efektom NE w uczeniu się sygnału rozumianego jako hałaśliwy.

  Zobacz też

  • Cholinergiczne
  • Leki cholinomimetyczne
  • Leki cholinomimetyczne
  • Nerwy cholinergiczne
  • Neuromodulacja

  Źródła

  • Brenner, G. M. i Stevens, C. W. (2006). Pharmacology, 2nd Edition. Philadelphia, PA: W.B. Saunders Company (Elsevier). ISBN 1-4160-2984-2
  • Canadian Pharmacists Association (2000). Compendium of Pharmaceuticals and Specialties (25th 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. Nowy Jork, NY: HarperCollins. ISBN 0-06-018252-0
  • Hasselmo, ME (1995). Neuromodulacja i funkcje korowe: Modeling the physiological basis of behavior. Behav. Brain Res. 67: 1-27
  • Yu, AJ & Dayan, P (2005). Niepewność, neuromodulacji i uwagi. Neuron 46 681-692.
  • Washington University (St. Louis) writeup
  • Link strony do zewnętrznych źródeł chemicznych.

  Agoniści: 77-LH-28-1 – AC-42 – AC-260,584 – aceklidyna – acetylocholina – AF30 – AF150(S) – AF267B – AFDX-384 – alwamelina – AQRA-741 – arekolina – betanechol – butyrylocholina – karbachol – CDD-0034 – CDD-0078 – CDD-0097 – CDD-0098 – CDD-0102 – cevimelina – cis-dioksolan – etoksysebacylocholina – LY-593,039 – L-689,660 – LY-2,033,298 – McNA343 – metacholina – milamelina – muskaryna – NGX-267 – ocvimelina – oksotremoryna – 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
  Antagonists: 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 – cyklobenzapryna – cyklopentolat – darifenacyna – DAU-5884 – dimetinden – deksetymid – DIBD – dicyklomina (dikloweryna) – Ditran – EA-3167 – EA-3443 – EA-3580 – EA-3834 – emelicyna – etanutyna – etybenzatropina (etylobenztropina) – flawoksat – hebacyna – HL-031,120 – Bromek ipratropium – J-104,129 – Hioscyamina – 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; Inne: Leki przeciwhistaminowe 1. generacji (bromfeniramina, chlorfenamina, cyproheptadyna, dimenhydrynat, difenhydramina, doksylamina, mepyramina/pirylamina, fenindamina, fenramina, tripelenamina, triprolidyna, itp.) – Trójpierścieniowe leki przeciwdepresyjne (amitryptylina, doksepina, trimipramina, etc) – Tetracykliczne leki przeciwdepresyjne (Amoksapina, maprotylina, etc) – Typowe leki przeciwpsychotyczne (Chlorpromazyna, tiorydazyna, etc) – Atypowe leki przeciwpsychotyczne (Klozapina, olanzapina, kwetiapina, etc)

  Agoniści: 5-HIAA – A-84,543 – A-366,833 – A-582,941 – A-867,744 – ABT-202 – ABT-418 – ABT-560 – ABT-894 – acetylocholina – altiniklina – anabazyna – anatoksyna – AR-R17779 – Butyrylocholina – Karbachol – Kotynina – Cytyzyna – Dekametonium – Desformylflustrabromina – Dianiklina – Dimetylofenylopiperazyna – Epibatydyna – Epiboksydyna – Etanol – Etoksysebacylocholina – EVP-4473 – EVP-6124 – Galantamina – GTS-21 – Isproniclina – Lobelina – MEM-63,908 (RG-3487) – Nikotyna – NS-1738 – PHA-543,613 – PHA-709,829 – PNU-120,596 – PNU-282,987 – Pozaniklina – Rivaniklina – Sazetydyna A – Sebacylcholina – SIB-1508Y – SIB-1553A – SSR-180,711 – Suberylocholina – TC-1698 – TC-1734 – TC-1827 – TC-2216 – TC-5214 – TC-5619 – TC-6683 – Tebaniklina – Tropisetron – UB-165 – Wareniklina – WAY-317,538 – XY-4083
  Antagoniści: 18-metoksykoronarydyna – α-bungarotoksyna – α-konotoksyna – alkuronium – amantadyna – anataksonium – atrakurium – bupropion (amfebutamon) – chandonium – chlorizondamina – cisatrakurium – koklauryna – koronarydyna – dakuronium – dekametonium – dekstrometorfan – dekstropropoksyfen – dekstrofan – diadonium – DHβE – dimetylotubokuraryna (metokuryna) – dipyrandium – dizokilpina (MK-801) – doksakurium – duador – esketamina – fazadinium – galamina – heksafluronium – heksametonium (benzoheksonium) – ibogaina – izofluran – ketamina – kwas kynureninowy – laudexium (laudolissin) – lewacetylo-metadol – malouetyna – mekamylamina – Memantyna – Metadon – Metorfan (Racemetorfan) – Metylokakononityna – Metokuryna – Miwakurium – Morfanol (Racemorfanol) – Nerameksan – Podtlenek azotu – Pankuronium – Pempidyna – Pentamina – Pentolin – Fencyklidyna – Pipekuronium – Radafaksyna – Rapakuronium – Rocuronium – Surugatoksyna – Suksametonium (sukcynylocholina) – Tiokolchicozyd – Toksiferyna – Trimetafan – Tropeinium – Tubokuraryna – Vecuronium – Ksenon

  v-d-e Cholinergiki
  	. — Ligandy receptorów
  . — Inhibitory wychwytu zwrotnego . Hemicholinium-.3 (Hemicholine; HC3) – Triethylcholine Vesamicol Inhibitory CHT VAChT Inhibitory
  . — Inhibitory enzymów 1-.(-Benzoylethyl)pyridinium – 2-(α-Naphthoyl)ethyltrimethylammonium – 3-Chloro-4-stillbazol – 4-(1-Naphthylvinyl)pyridine – Acetylseco hemicholinium-3 – Acryloylcholine – AF64A – B115 – BETA – CM-54,903 – N,N-Dimetyloaminoetyloakrylan – N,N-Dimetyloaminoetylochlorooctan Odwracalne: Karbaminiany: Aldikarb – Bendiokarb – Bufencarb – Karbaryl – Karbendazym – Karbetamid – Karbofuran – Chlorbufam – Chloroprofam – Etienokarb – Etiofencarb – Fenobucarb – Fenoksykarb – Formetanat – Furadan – Ladostigil – Metiokarb – Metomyl – Miotyn – Oksamyl – Fenmedifam – Pinmikarb – Pirymikarb – Propamokarb – Propham – Propoxur; Stygminy: Ganstigmine • Neostigmine • Phenserine • Physostigmine • Pyridostigmine • Rivastigmine; Inne: Acotiamide • Ambenonium • Donepezil • Edrophonium • Galantamine • Huperzine A • Minaprine • Tacrine • Zanapezil Irreversible: Organophosphates: Acephate • Azinphos-methyl • Bensulide • Cadusafos • Chlorethoxyfos • Chlorfenvinphos • Chlorpyrifos • Chlorpyrifos-Methyl • Coumaphos • Cyclosarin (GF) • Demeton • Demeton-S-Methyl • Diazinon • Dichlorvos • Dicrotophos • Diisopropyl fluorophosphate (Guthion) • Diisopropylphosphate • Dimethoate • Dioxathion • Disulfoton • EA-3148 • Echothiophate • Ethion • Ethoprop • Fenamiphos • Fenitrothion • Fenthion • Fosthiazate • GV • Isofluorophate • Isoxathion • Malaoxon • Malathion • Methamidophos • Methidathion • Metrifonate • Mevinphos • Monocrotophos • Naled • Novichok agent • Omethoate • Oxydemeton-metyl – paraokson – paration – paration metylowy – forat – fosalon – fosmet – fostebupirym – foksym – pirymifos metylowy – sarin (GB) – soman (GD) – tabun (GA) – temefos – terbufos – tetrachlorwinfos – tribufos – trichlorfon – VE – VG – VM – VR – VX; Others: Demecarium – Onchidal (Onchidella binneyi) Cymseryna * Wiele z wymienionych powyżej inhibitorów acetylocholinoesterazy działa jak inhibitory butyrylocholinoesterazy. . Inhibitory ChAT Inhibitory AChE Inhibitory BChE
  . Cholina (Lecytyna) – Cytykolina – Cyprodenian – Dimetylotanoloamina (DMAE, deanol) – Glicerofosfocholina – Meklofenoksat (Centrofenoksyna) – Fosfatydylocholina – Fosfatydyloetanoloamina – Fosforylocholina – Pirisudanol Kwas octowy – Acetylokarnityna – Acetylo-CoA – Witamina B5 (Pantetyna, Pantetheine, Panthenol) Środki uwalniające acetylocholinę: α-Latrotoksyna – β-Bungarotoksyna; Inhibitory uwalniania acetylocholiny: Toksyna botulinowa (Botox); Reaktywatory acetylocholinoesterazy: Asoxime – Obidoxime – Pralidoxime — Inne Inne

  Niniejsza strona wykorzystuje treści z licencji Creative Commons pochodzące z Wikipedii (view authors).