ASETILKOLIN: FONKSIYONLAR, SENTEZ, ETKI MEKANIZMASI - NÖROPSIKOLOJI - 2024

Asetilkolin belirli sistemlerindeki nörotransmiter ve otonom sinir sistemi somatik sinir sistemi gangliyon sinapsıdır. Çok sayıda nöronun çalışmasına izin veren ve aynı zamanda çeşitli beyin aktivitelerinin gerçekleştirilmesine izin veren kimyasal bir maddedir.

Asetilkolin, birçok bilim insanının beyindeki "en eski" madde olduğunu söylediği şeyle izole edilen, kavramsallaştırılan ve karakterize edilen ilk nörotransmiterdi. 1914 yılında Henry Hallet Delt tarafından farmakolojik olarak tanımlanmış ve daha sonra Otto Loewi tarafından bir nörotransmiter olarak onaylanmıştır.

Asetilkolin moleküler yapısı

Asetilkolinin ana aktivitesi, asetilkolinin üretilmesi ve sentezlenmesinden sorumlu olan kolinerjik sisteme düşer. En önemli etkileriyle ilgili olarak, kas kasılması, hareketi, sindirim ve nöroendokrin süreçleri ve dikkat ve uyarılma gibi bilişsel süreçlerin aktivasyonunu vurgular.

Asetilkolin nasıl çalışır?

Memeli beyninde, nöronlar arasındaki bilgi, nörotransmiter adı verilen bir kimyasal aracılığıyla iletilir. Bu madde, belirli bir uyarana yanıt olarak sinapsta salınır ve salındığında, bir sonraki nörona belirli bilgileri iletir.

Salgılanan nörotransmiter, özelleşmiş ve oldukça seçici reseptör bölgelerinde hareket eder, bu nedenle, farklı tipte nörotransmiterler olduğu için, her biri belirli sistemlerde hareket eder.

Bir kolinerjik nöron, asetilkolin üretebilir (ancak diğer nörotransmiterler üretemez), benzer şekilde, asetilkolin için spesifik reseptörler üretebilir, ancak diğer nörotransmiterler için değil.

Asetilkolin tarafından gerçekleştirilen bilgi alışverişi, belirli nöronlarda ve kolinerjik adı verilen sistemlerde gerçekleştirilir.

Asetilkolinin etki etmesi için, bu maddeyi üretmek için bir verici nörona ve ilk nörondan salındığında asetilkolini taşıyabilen bir kolinerjik reseptör üretmek için bir reseptör nöronuna ihtiyaç vardır. Aşağıdaki resimde, asetilkolinin kas nörotransmiterlerine nasıl salındığını görebilirsiniz:

sentez

Merkezi sinir sisteminde asetilkolin üreten Meynert çekirdek bazalisinin mikrografı. Kaynak: Nephron

Asetilkolin, vücut tarafından üretilen temel bir besin olan kolinden sentezlenir. Kolin, aktil CoA ile reaksiyon yoluyla ve kolin asetiltransferazın enzimatik etkisi altında kolinerjik nöronlarda birikir.

Bu üç element, asetilkolinin üretileceği beynin belirli bölgelerinde bulunur, bu nedenle asetilkolin, belirli bir sisteme, yani kolinerjik sisteme ait bir nörotransmiter yapar.

Az önce tartıştığımız bir nöronda bu üç maddeyi bulduğumuzda, bunun bir kolinerjik nörondan oluştuğunu ve bu nöronun, kolin ve karşılık gelen enzimatik elementlerin etkileşimi yoluyla asetilkolin üreteceğini biliyoruz.

Asetilkolin sentezi nöron içinde, özellikle hücre çekirdeğinde gerçekleşir. Sentezlendikten sonra, asetilkolin, nöronun çekirdeğini terk eder ve akson ve dendritler, yani nöronun diğer nöronlarla iletişim ve ilişkiden sorumlu kısımları boyunca ilerler.

Serbest bırakmak

Asetilkolin molekülleri. Kaynak: Veri seti ve ücretsiz Rasmol programı ile oluşturulmuştur.

Bu maddenin işlevinin, belirli nöronları (kolinerjik) diğer spesifik nöronlarla (kolinerjik) ilişkilendirmekten ve iletişim kurmaktan ibaret olduğunu zaten biliyoruz. Bu işlemi gerçekleştirmek için, nöron içinde bulunan asetilkolin, alıcı nörona gitmek üzere serbest bırakılmalıdır.

Asetilkolinin salınması için, nörondan çıkışını motive eden bir uyaranın varlığını gerektirir. Başka bir nöron tarafından gerçekleştirilen bir aksiyon potansiyeli yoksa, asetilkolin ayrılmayacaktır.

Asetilkolinin salınması için, bir aksiyon potansiyeli, nörotransmiterin bulunduğu sinir terminaline ulaşmalıdır. Bu gerçekleştiğinde, aynı aksiyon potansiyeli, kalsiyum kanallarının aktivasyonunu motive eden bir gerçek olan bir zar potansiyeli oluşturur.

Elektrokimyasal gradyan nedeniyle, membran bariyerlerinin açılmasına izin veren ve asetilkolin salınmasına izin veren bir kalsiyum iyon akışı oluşturulur.

Gördüğümüz gibi, asetilkolin salınımı, beyindeki birçok maddenin ve farklı moleküler eylemlerin katıldığı kimyasal mekanizmalara yanıt verir.

Alıcılar

Nikotinik reseptörün yapısı. Kaynak: Opossum58

Asetilkolin serbest bırakıldıktan sonra hiçbir insanın ülkesinde kalmaz, yani nöronların dışında ve sinaptikler arası boşluktadır. Sinapsın gerçekleşmesi ve asetilkolinin ardışık nöron ile iletişim kurma görevini yerine getirebilmesi için reseptör olarak bilinen maddelerin varlığı gereklidir.

Reseptörler, ana işlevi nörotransmiter tarafından yayılan sinyalleri iletmek olan kimyasal maddelerdir. Bu işlem seçici olarak yapılır, bu nedenle tüm reseptörler asetilkoline yanıt vermez.

Örneğin, serotonin gibi başka bir nörotransmiterin reseptörleri, asetilkolinin sinyallerini almayacağından, bunun çalışması için bir dizi spesifik reseptöre bağlanması gerekir.

Genel olarak, asetilkoline yanıt veren reseptörlere kolinerjik reseptörler denir. 4 ana tip kolinerjik reseptör bulabiliriz: muskarinik agonist reseptörleri, nikotinik agonist reseptörleri, muskarinik antagonist reseptörleri ve nikotinik antagonist reseptörleri.

Asetilkolin fonksiyonları

Sinapsta asetilkolin işleme. Kaynak: Pancrat'ın orijinal çalışmasına dayanan Smedlib

Asetilkolinin hem fiziksel düzeyde hem de psikolojik veya beyin düzeyinde birçok işlevi vardır. Bu nörotransmiter, hareket veya sindirim gibi temel faaliyetlerin yürütülmesinden sorumludur ve aynı zamanda biliş veya hafıza gibi daha karmaşık beyin süreçlerine katılır.

Aşağıda bu önemli nörotransmiterin ana işlevlerini gözden geçiriyoruz.

Motor fonksiyonları

Muhtemelen asetilkolinin en önemli aktivitesidir. Bu nörotransmiter, kas kasılmasını sağlamaktan, bağırsak kasının dinlenme potansiyelini kontrol etmekten, sivri uçların üretimini arttırmaktan ve kan basıncını modüle etmekten sorumludur.

Hafif bir şekilde kan damarlarında vazodilatör görevi görür ve belirli bir gevşetici faktör içerir.

Nöroendokrin fonksiyonlar

Asetilkolinin bir diğer önemli rolü, hipofizin arka lobunu uyararak vazopressin sekresyonunu arttırmaktır.

Vazopressin, su moleküllerinin yeniden emilimini kontrol eden bir peptid hormonudur, bu nedenle üretimi nöroendokrin gelişimi ve işlevi için hayati önem taşır.

Aynı şekilde asetilkolin, arka hipofizde prolaktin salgılanmasını azaltır.

Parasempatik fonksiyonlar

Asetilkolin, gıda alımında ve sindirim sisteminin işleyişinde önemli bir rol oynar.

Bu nörotransmiter, gastrointestinal sistemdeki kan akışının artmasından sorumludur, gastrointestinal kas tonusunu arttırır, gastrointestinal endokrin sekresyonlarını arttırır ve kalp atış hızını düşürür.

Duyusal işlevler

Kolinerjik nöronlar büyük yükselen sistemin bir parçasıdır, bu nedenle duyusal süreçlere de katılırlar. Bu sistem beyin sapında başlar ve asetilkolinin bulunduğu serebral korteksin geniş alanlarına zarar verir.

Bu nörotransmiter ile ilişkilendirilen ana duyusal işlevler bilincin sürdürülmesinde, görsel bilginin iletilmesinde ve ağrı algısında yatmaktadır.

Bilişsel fonksiyonlar

Asetilkolinin hafıza oluşumunda, konsantre olma becerisinde ve dikkat ve mantıksal akıl yürütmenin geliştirilmesinde kritik bir rol oynadığı gösterilmiştir.

Bu nörotransmiter koruyucu faydalar sağlar ve bilişsel gerilemenin oluşumunu sınırlayabilir. Aslında, asetilkolinin Alzheimer hastalığında ana etkilenen madde olduğu gösterilmiştir.

İlgili hastalıklar

Merkezi sinir sistemindeki asetilkolin yolu. Kaynak: BruceBlaus

Asetilkolin, çeşitli beyin işlevlerine katılır, bu nedenle bu maddelerin eksikliği, yukarıda tartışılan bazı faaliyetlerin kötüleşmesine yansıyabilir.

Klinik olarak, asetilkolin iki ana hastalıkla ilişkilendirilmiştir, Alzheimer hastalığı ve Parkinson hastalığı.

Alzheimer

Alzheimer ile ilgili olarak, 1976'da, bu hastalığa sahip hastaların beyninin farklı bölgelerinde, normalden% 90'a kadar daha düşük kolin asetiltransferaz enzim seviyeleri olduğu bulundu.

Bu enzim, asetilkolin üretimi için hayati öneme sahiptir, bu nedenle Alzheimer hastalığının bu beyin maddesinin eksikliğinden kaynaklanabileceği varsayılmıştır.

Şu anda bu faktör, Alzheimer'ın nedenine işaret eden ana ipucunu oluşturuyor ve hem hastalık hem de olası tedavilerin geliştirilmesi üzerine yürütülen bilimsel ilgi ve araştırmaların çoğunu kapsıyor.

Parkinson

Parkinson ile ilgili olarak, hastalığın nedeni ile asetilkolin arasındaki ilişki daha az açıktır. Parkinson, esas olarak hareketi etkileyen bir hastalıktır, bu nedenle asetilkolin oluşumunda önemli bir rol oynayabilir.

Hastalığın nedeni bugün bilinmemektedir ve ek olarak, dopamin gibi başka bir nörotransmiter daha önemli bir rol oynamaktadır ve bu patolojiye yönelik çoğu ilaç bu nörotransmiterin işlevine odaklanmaktadır.

Bununla birlikte, dopamin ve asetilkolin arasındaki yakın ilişki, ikincisinin de hastalıkta önemli bir nörotransmiter olduğunu düşündürmektedir.

Referanslar

1. Perry E, Walker M, Grace J, Perry R.Asetilkolin akılda: Bilincin bir nörotransmiter ilişkisi? TINS 1999; 22-6, 273-80.
2. McMahan UJ. Agrinin yapısı ve düzenlenmesi. İçinde: Koelle GB. Kolinerjik sinaps sempozyumu. Life Science, Cilt 50. New York: Pergamon Press; 1992, s. 93-4.
3. Changeux JP, Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. Asetilkolin reseptörü: hücre içi iletişimde görev alan "allosterik" bir protein. Science 1984; 225: 1335-45.
4. Duclert A, Chengeux JP. Gelişmekte olan nöromüsküler kavşakta asetilkolin reseptör gen ekspresyonu. Physiol Rev 1995; 75: 339-68.
5. Bosboom JL, Stoffers D, Wolters ECh. Parkinson hastalığında demans ve psikozda asetilkolin ve dopaminin rolü. J Neural Transm 2003; 65 (Ek): 185-95.
6. Montgomery, SA and Corn, TH (Eds) Psychopharmacology of Depression Oxford University Press, British Association for Psychopharmacology, Monographs No. 13, 1994.