Acetilholin

Acetilholin (ACh) je bil prvi identificirani živčni prenašalec. Je kemični transmiter (prenašalec) osrednjega živčnega sistema ter parasimpatičnega živčnega sistema v mnogih organizmih, tudi človekovem.

KEMIJSKA SESTAVA

Njegova kemijska formula je CH₃COOCH₂CH₂N⁺(CH₃)₃, polno sistematizirano ime pa 2-(acetiloksi)-N,N,N-trimetiletanamin.

BIOSINTEZA IN METABOLIZEM

Acetilholin se v živčnih celicah sintetizira s pomočjo encima holin-acetiltransferaze iz acetil-CoA in holina. Iz citosola, kjer nastaja, prehaja s pomočjo antiporta vodikovih protonov v sinaptične mešičke, kjer se skladišči. V vsakem mešičku je skladiščenih okoli 1000 molekul acetilholina. Zaradi dražljaja, ki doseže sinaptični končič v obliki akcijskega potenciala, se odprejo Ca-kanalčki. Povišana koncentracija kalcija znotraj celice povzroči zlivanje sinaptičnih mešičkov s celično membrano; acetilholin se sprosti v sinaptično režo in se veže na holinergične receptorje v postsinaptični celici. V reži je prisoten encim acetilholin-esteraza, ki hitro zopet razgradi acetilholin v holin in acetat. Razgradnja acetilholina izniči njegov učinek na receptorje. Celice holina same ne morejo sintetizirati, zato prehaja s pomočjo simporta z natrijem znova v presinaptični nevron.
Druga sestavina, potrebna za biosintezo acetilholina, acetil-CoA, pa nastaja kot končni produkt glikolize v mitohondrijih. Acetil-CoA ne more prehajati zunanje mitohondrijske membrane, zato se pretvori v citratnem ciklusu z vezavo oksaloacetata v citrat. Citrat prehaja iz mitohondrijev v citosol, tam pa se s pomočjo citrat-liaze znova pretvori v acetil-CoA in oksaloacetat. Tako sta v citosolu na voljo holin in acetil-CoA za biosintezo acetilholina.

FUNKCIJE

Acetilholin ima v telesu funkcijo prenosa signala med živčnimi celicami in mišičnim vlaknom na živčno mišičnem stiku. Deluje pri prenosu signala med nevroni vegetativnega živčevja (tako simpatičnega kot parasimpatičnega živčevja), kot živčni prenašalec pa se pojavlja tudi v osrednjem živčevju; pomemben je predvsem pri kognitivnih procesih.
Poznamo dve vrsti receptorjev za acetilholin: muskarinske receptorje (nahajajo se na tarčnih organih s parasimpatično inervacijo in so sklopljeni s proteinom G) ter nikotinske receptorje (nahajajo se v ganglijih in na živčno mišičnem stiku, po svoji strukturi pa so ionski kanali za Na⁺ in K⁺ ione).
Substance, ki delujejo na holinergične receptorje posredno, imenujemo indirektne holinergično aktivne snovi. Mednje sodijo inhibitorji acetilholin-esteraze. Ti lahko inhibirajo encim le za krajši čas (reverzibilni inhibitorji) ali pa je inhibicija nepovratna (ireverzibilni inhibitorji). Med ireverzibilne inhibitorje acetilholin-esteraze sodijo različni organski estri fosforne kisline.
Substance, ki preprečujejo vezavo acetilholina na receptor, se imenujejo antiholinergiki (holinergični zaviralci). Med antiholinergiki je nekaj znanih alkaloidov, na primer atropin in skopolamin.

Acetilholin pa je povezan tudi z Alzheimerjevo boleznijo. Pri Alzheimerjevi bolezni namreč pride do propada celic, ki sintetizirajo acetilholin (simptomi bolezni so posledica pomanjkanja le-tega). Zato je pri zdravljenju, ki je pravzaprav le zaviranje napredovanja bolezni, cilj povišati koncentracijo acetilholina v možganih; to dosegajo z dajanjem zdravil, ki delujejo kot inhibitorji (zaviralci) acetilholin-esteraze (encima, ki v sinapsah razgrajuje molekule acetilholina). Če encim inhibiramo, se koncentracija nevrotransmiterja (acetilholina) v sinapsah poviša, kar poveča spoznavne sposobnosti, saj je acetilholin eden izmed prenašalcev impulzov med živčnimi celicami v možganih.

Slikovno gradivo:
Reaktanti in produkti pri sintezi Ach
Pot prenosa acetilholina iz neurona na sinapso
Pot prenosa v možganih

3D animacija:
Pot prenosa acetilholina iz neurona na sinapso

---

VIRI:
http://sl.wikipedia.org/wiki/Acetilholin
http://en.wikipedia.org/wiki/Acetylcholine
http://www.dementiaguide.com/aboutdementia/treatments/cholinesterase_inhibitors#acetylcholine
http://neuromuscular.wustl.edu/mother/acetylcholine.htm
http://www.answers.com/topic/acetylcholine
http://www.chemistryexplained.com/A-Ar/Acetylcholine.html
http://www.wormbook.org/chapters/www_acetylcholine/acetylcholine.html