Acetylcholín je neurotransmiter, látka produkovaná naším telom na prenos nervových impulzov do viacerých bodov centrálneho a periférneho nervového systému. Neuróny, ktoré vylučujú acetylcholín, sú definované ako cholinergné; analogicky pre svoje receptory, ktoré sú rozdelené na nikotínové receptory. chemická konformácia týchto receptorov a relatívnych izoforiem v tkanivách znamená, že rôzne lieky, ktoré interferujú s pôsobením acetylcholínu, môžu mať účinky obmedzené hlavne na jeden sektor a nie na iný. Napriek tejto štrukturálnej rozmanitosti sa acetylcholín dokáže viazať na oba receptory, pretože časť molekuly, ktorá interaguje s muskarínovými receptormi, sa líši od nikotínových. To je jeden z dôvodov, prečo sa acetylcholín nepoužíva priamo na terapeutické účely: pretože pôsobí na všetky cholinergné receptory organizmu (muskarínové aj nikotínové), jeho pôsobenie je príliš rozšírené a málo špecifické.
Acetylcholín bol prvým neurotransmiterom, ktorý bol objavený, vďaka štúdiám Otta Loewiho korunovaného v roku 1924. Z chemického hľadiska je acetylcholín vytvorený spojením molekuly cholínu s acetyl -koenzýmom A (acetyl -CoA) Prvá je malá molekula koncentrovaná vo fosfolipidových membránach, zatiaľ čo Acetyl-CoA predstavuje metabolický medziprodukt medzi glykolýzou a Krebsovým cyklom. Syntéza acetylcholínu vychádzajúca z týchto dvoch látok prebieha pozdĺž axonálneho konca; po syntéze je potom sa uložia do vezikúl, ktoré sa po príchode nervového impulzu naviažu na presynaptickú membránu, pričom zlúčia a uvoľnia jej obsah exocytózou. V tomto mieste acetylcholín uvoľnený v synaptickej štrbine môže voľne dosiahnuť postsynaptické receptory a interagovať s nimi , depolarizácia bunky a spustenie tvorby akčného potenciálu v nervovom vlákne alebo vo svalovom vlákne lare, ktorý stimuloval; bezprostredne po tejto interakcii je veľká časť acetylcholínu okamžite degradovaná acetylcholínesterázou (ACHE). Je to enzým nachádzajúci sa v blízkosti cholinergných receptorov, kde pôsobí tak, že rozbije väzbu medzi acetátom a cholínom; táto posledná látka je ľahko reabsorbovaná presynaptickým zakončením a použitá na syntézu nového acetylcholínu (vďaka enzýmu cholín-acetyltransferáza). Pôsobenie tohto enzýmu je veľmi dôležité, pretože umožňuje prerušenie prenosu nervového impulzu.
Acetylcholín je prenášač všetkých nervov, ktoré riadia dobrovoľné svalstvo (pozri neuromuskulárnu platničku); napriek tomu, že na tejto úrovni vyvoláva excitačný účinok, v rámci parasympatického systému má predovšetkým inhibičné účinky (väčšina sympatických neurónov vylučuje epinefrín, zatiaľ čo väčšina parasympatické neuróny vylučujú acetylcholín). V skutočnosti táto molekula spôsobuje spomalenie srdcovej frekvencie, pričom stimuluje sekréciu bronchiálnych, slinných, žalúdočných a pankreatických žliaz, zvyšuje črevnú peristaltiku a vo všeobecnosti všetky tráviace funkcie. Okrem motorických platničiek kostrových svalov a post-gangliových zakončení parasympatického nervového systému možno nájsť acetylcholín aj na úrovni synapsií medzi pre-gangliovými vláknami a post-ganglionickými neurónmi sympatického a parasympatického nervového systému a drene nadobličiek, ako aj v niektorých synapsiách centrálneho nervového systému.
Muskarínové akcie zodpovedajú účinkom indukovaným acetylcholínom uvoľňovaným postganglionickými parasympatickými nervovými zakončeniami, s dvoma významnými výnimkami:
Acetylcholín spôsobuje generalizovanú vazodilatáciu, aj keď väčšina ciev nie je inervovaná parasympatickým systémom.
Acetylcholín spôsobuje sekréciu potnými žľazami, ktoré sú inervované cholinergickými vláknami sympatického nervového systému.
The nikotínové akcie zodpovedajú acetylcholínu uvoľnenému na úrovni gangliových synapsií sympatického a parasympatického systému, nervovosvalovej platničky dobrovoľných svalov a nervových zakončení splanchnických nervov, ktoré obklopujú sekrečné bunky drene nadobličiek.
Ako sa očakávalo, účinky podobné účinkom acetylcholínu môžu vyvolať látky schopné stimulovať cholinergné receptory (parasympatomimetiká) alebo blokovať účinok acetylcholínesterázy (anticholinesterázy). Účinky acetylcholínu môžu byť súčasne blokované látkami schopnými viazať sa na cholinergné receptory, čím sa stanú nedostupnými pre zachytenie signálu prenášaného acetylcholínom (anticholinergiká). Pozrime sa na niekoľko príkladov.
Curare spôsobuje smrť v dôsledku svalovej paralýzy, ktorá blokuje pôsobenie acetylcholínu na svalové membrány (kde sa nachádzajú nikotínové receptory); fyzostigmín naopak predlžuje pôsobenie acetylcholínu blokovaním cholínesterázy, zatiaľ čo jed čiernej vdovy stimuluje nadbytok uvoľňovania. Nervové plyny tiež blokujú tento enzým, čo spôsobuje, že acetylcholín zostáva ukotvený na svojich receptoroch; smrtiaci účinok týchto plynov je užitočný na skúmanie účinkov interakcie medzi acetylcholínom a jeho muskarínovými receptormi: kašeľ, napätie na hrudníku, bronchiálna hypersekrécia až do pľúcneho edému, nevoľnosť, vracanie, hnačka, zvýšené slinenie, mióza a poruchy videnia, znížená srdcová frekvencia až do zastavenia a inkontinencia moču. V dôsledku akumulácie acetylcholínu v nikotínových receptoroch sa prejavujú príznaky ako: bledosť kože, tachykardia, arteriálna hypertenzia, hyperglykémia a zmeny v muskuloskeletálnom systéme, najmä asténia a ľahké svalové vyčerpanie, chvenie a kŕče. V dôsledku akumulácie acetylcholínu môže dôjsť k paralýze kostrových svalov a môže nastať smrť svalovou paralýzou pri kontrakcii. Napokon účinky na centrálny nervový systém zahŕňajú tonicko-klonické kontrakcie epileptiformného typu, až do útlmu dýchacích centier. a smrť. K tomu obvykle dochádza v dôsledku zadusenia v dôsledku paralýzy bránice a medzirebrových svalov. Aj botulinum, veľmi jedovatý toxín používaný v nekonečně malých koncentráciách v estetickej medicíne, má do činenia s acetylcholínom; svojim pôsobením v skutočnosti zabraňuje ich uvoľneniu z vezikúl. Botox týmto spôsobom spôsobuje ochabnutú paralýzu svalov, ktorá sa stáva smrteľnou, keď silne zahŕňa dýchacie cesty; v tomto zmysle je v kontraste k pôsobeniu tetanu, charakterizovaného spastickou paralýzou, ktorá je napriek tomu nezávislá na acetylcholíne. Pilokarpín, liek používaný hlavne v oftalmológii na zúženie zrenice a stimuláciu slzenia oka (užitočný pri liečbe glaukómu), je muskarínový agonista; v skutočnosti sa viaže na muskarínové receptory acetylcholínu.V tomto zmysle pilokarpín pôsobí proti pôsobeniu atropínu, ktorý je namiesto toho muskarínovým antagonistom a ako taký inhibuje aktivitu parasympatiku (parasympatolytika). Liek atropín blokuje muskarínové receptory, zatiaľ čo kurare blokuje nikotínové receptory.
