Acetilcholinas yra neurotransmiteris, medžiaga, kurią gamina mūsų kūnas, kad perneštų nervų impulsus į kelis centrinės ir periferinės nervų sistemos taškus. Neuronai, išskiriantys acetilcholiną, yra apibrėžiami kaip cholinerginiai; analogiška jo receptorių kalba, kurios skiriasi nikotino ir muskarino receptoriais. Skirtinga šių receptorių ir su jais susijusių izoformų koncentracija ir cheminė konformacija sukelia įvairius vaistus, kurie trukdo acetilcholino veikimui, ir gali sukelti ribotą poveikį daugiausia vienam sektoriui, o ne kitam. Nepaisant šios struktūrinės įvairovės, acetilcholinas gali prisijungti prie abiejų receptorių, nes molekulės dalis, kuri sąveikauja su muskarino receptoriais, skiriasi nuo nikotino. Tai yra viena iš priežasčių, kodėl acetilcholinas nėra naudojamas tiesiogiai gydymo tikslais: kadangi jis veikia visiems cholinerginiams organizmo receptoriams (tiek muskarinui, tiek nikotinui), jo poveikis yra pernelyg paplitęs ir nėra labai specifinis.
Acetilcholinas buvo pirmasis neurotransmiteris, kuris buvo aptiktas 1924 m. Atliktų Otto Loewi tyrimų dėka. Cheminiu požiūriu acetilcholiną sudaro cholino molekulė su acetilkoenzimu A (acetilas). -CoA); pirmasis yra maža molekulė, koncentruota fosfolipidų membranose, o acetil-CoA - metabolinis tarpinis tarp glikolizės ir Krebso ciklo. Acetilcholino sintezė, pradedant nuo šių dviejų medžiagų, vyksta išilgai ašinio terminalo; iš karto po sintezės jis laikomas pūslelėse, kurios atsiranda nervinio impulso metu, jungiasi prie presinaptinės membranos, tirpindamos ir išskirdamos jos turinį eksocitoze. Šiuo metu sinapsiniame skiltyje išleistas acetilcholinas gali laisvai pasiekti postsinaptinius receptorius ir sąveikauti su jais, depolarizuoti ląstelę ir sukelti veikimo potencialą nervų pluošte arba stimuliuojamame raumenų pluošte; iš karto po šios sąveikos, acetilcholinesterazė (ACHE) iš karto skaldo gerą acetilcholino dalį. Tai yra fermentas, esantis netoli cholinerginių receptorių, kai jis veikia nutraukdamas acetato ir cholino ryšį; pastaroji medžiaga yra lengvai pakartotinai absorbuojama presinaptiniu terminalu ir naudojama naujos acetilcholino sintezei (dėl cholino-acetiltransferazės fermento). Šio fermento veiksmas yra labai svarbus, nes tai leidžia nutraukti nervų impulsų perdavimą.
Acetilcholinas yra visų nervų, valdančių savanorišką raumenį, siųstuvas (žr. Neuromuskulinę plokštelę); tačiau, nors šiame lygyje atsiranda sužadinimo efektas, parazimpatinėje sistemoje jis atlieka daugiausia slopinančius veiksmus (dauguma simpatinių neuronų išskiria epinefriną, o dauguma parasimpatinių neuronų išskiria acetilcholiną). Ši molekulė lėtina širdies susitraukimų dažnį, o stimuliuoja bronchų, seilių, skrandžio ir kasos liaukų sekreciją, didina žarnyno peristaltiką ir paprastai visas virškinimo funkcijas. Be motorinių skeleto raumenų plokštelių ir parazimpatinės nervų sistemos postganglioninių galūnių, acetilcholiną galima rasti sinapse tarp simpatinės ir parasimpatinės nervų sistemos priešganglionų ir postganglioninių neuronų, ir taip pat kai kurių centrinės nervų sistemos sinapsėse.
Muscarininiai veiksmai atitinka tuos, kuriuos sukelia acetilcholinas, išskirti parazimpatiniais postganglialinių nervų galais, su dviem reikšmingomis išimtimis:
Acetilcholinas sukelia generalizuotą vazodilataciją, nors didžioji dalis kraujagyslių nėra įkvėpta per parazimpatinę sistemą.
Acetilcholinas sukelia prakaito liaukas, kurias įkvepia simpatinės nervų sistemos cholinerginiai pluoštai.
Nikotininiai veiksmai atitinka acetilcholino poveikį, išlaisvintą simpatinių ir parazimpatinių sistemų ganglioninių sinapcijų, savanoriškų raumenų neuromuskulinės plokštelės ir antinksčių sekrecijos ląstelių nervų galūnių lygmenyje.
Kaip tikėtasi, panašus į acetilcholino poveikį galima gaminti medžiagomis, galinčiomis stimuluoti cholinerginius (parazimpatimetimetinius) receptorius arba blokuoti acetilcholinesterazės (antikolinesterazių) veikimą. Tuo pat metu acetilcholino poveikį gali blokuoti medžiagos, galinčios prisijungti prie cholinerginių receptorių, todėl jų negalima pasiimti acetilcholino perduodamo signalo (antikolinerginių medžiagų). Pažiūrėkime keletą pavyzdžių.
Curare sukelia mirtį dėl raumenų paralyžiaus, blokuoja acetilcholino poveikį raumenų membranoms (kur randami nikotino receptoriai); Kita vertus, fizostigminas pailgina acetilcholino poveikį blokuodamas cholinesterazę, o juodosios našlės nuodija skatina išsiskyrimo perteklių. Nervų dujos taip pat blokuoja šį fermentą, todėl acetilcholinas išlieka įtvirtintas prie receptorių; mirtinas šių dujų poveikis yra naudingas tiriant acetilcholino ir jo muskarino receptorių sąveikos poveikį: kosulį, krūtinės priespaudą, bronchų hipersekreciją iki plaučių edemos, pykinimą, vėmimą, viduriavimą, padidėjusį seilėjimą, miozę ir regėjimo sunkumas, širdies ritmo sumažėjimas iki arešto ir šlapimo nelaikymo. Dėl acetilcholino kaupimosi nikotininiuose receptoriuose atsiranda tokių simptomų kaip odos padengimas, tachikardija, arterinė hipertenzija, hiperglikemija ir kaulų ir raumenų sistemos pokyčiai, ypač astenija ir lengvas raumenų išsekimas, drebulys ir mėšlungis. Dėl acetilcholino kaupimosi, skeleto raumenys gali būti paralyžiuoti ir mirties priežastis gali būti dėl raumenų paralyžiaus. Galiausiai, poveikis centrinei nervų sistemai apima toninius-kloninius epileptinės formos susitraukimus iki kvėpavimo slopinimo ir mirties. Tai dažniausiai atsiranda dėl asfiksijos dėl diafragmos ir tarpkultūrinių raumenų paralyžiaus. Net botulinas, labai nuodingas toksinas, naudojamas infuzinėje sistemoje estetinėje medicinoje, susijęs su acetilcholinu; su savo veiksmu, iš tikrųjų jis užkerta kelią išsiskyrimui iš pūslelių. Tokiu būdu botulinas sukelia raumenų paralyžius, tapdamas mirtinu, kai jis labai susijęs su kvėpavimo takais; šia prasme ji prieštarauja stabligės poveikiui, kuriam būdingas spazinis paralyžius, kuris yra nepriklausomas nuo acetilcholino. Pilokarpinas, vaistas, daugiausia vartojamas oftalmologijoje, siekiant apriboti moksleivį ir skatinti akies lakiavimą (naudingas gydant glaukomą) yra muskarino agonistas; jis faktiškai yra susijęs su muskarino acetilcholino receptoriais. Šia prasme pilokarpinas kontrastuoja atropino, kuris yra vietoj muskarino antagonisto, veikimą ir tokiu būdu slopina parazimpatinį (parasimpatinį) aktyvumą. Atropino vaistas blokuoja muskarino receptorius, o curaro blokuoja nikotino receptorius.
