Asetyylikoliini on välittäjäaine, joka vaikuttaa sydämeen ja maha-suolikanavaan, mutta liittyy myös muistiprosesseihin. Koska asetyylikoliinin vaikutus elimistössä on hyvin laajaa, tähän välittäjäaineeseen vaikuttavia lääkkeitä käytetään monilla lääketieteen aloilla - sekä neurologit, silmälääkärit että internistit tilaavat ne.
Asetyylikoliini on yksi hermovälittäjäaineista, ts. Hermostossa tarvittavat spesifiset molekyylit - hermosolut lähettävät hermoimpulsseja. Asetyylikoliini on tärkeä ensisijaisesti siksi, että sitä on läsnä sekä keskushermoston että perifeerisen hermoston rakenteissa, mutta sitä löytyy myös somaattisesta ja autonomisesta hermostosta.
On syytä lisätä, että asetyylikoliini oli ensimmäinen tutkijoiden löytämä välittäjäaine. Vuonna 1914 löydön teki englantilainen fysiologi Henry Dale, muutama vuosi myöhemmin - vuonna 1921 - saksalaisesta alkuperästä Otto Loewi esitteli asetyylikoliinin toiminnot lääketieteellisessä maailmassa. Molempien miesten löydöt osoittautuivat niin tärkeiksi tieteelle, että vuonna 1936 heille myönnettiin Nobel-palkinto heistä.
Asetyylikoliini: rakenne, synteesi ja hajoaminen
Asetyylikoliini on etikkahapon ja koliinin esteri. Se on luotu ns kolinergiset hermosolut (tämä termi määritellään sellaisiksi hermosolujen populaatioiksi, jotka erittävät asetyylikoliinia loppupäässä), joissa välittäjäaine tuotetaan koliinista ja asetyylikoentsyymistä A, johon osallistuu koliiniasetyylitransferaasientsyymi. Tuloksena olevat asetyylikoliinimolekyylit kerääntyvät sitten synaptisiin rakkuloihin, ja kun hermosolu depolarisoituu, ne kiinnittyvät presynaptisiin terminaaleihin ja asetyylikoliini vapautuu synaptiseen tilaan. Kun välittäjäaine saavuttaa postsynaptisen pään, se sitoutuu reseptoriinsa ja suorittaa tavanomaiset toimintansa.
Hermopäätteistä vapautunut asetyylikoliini ei pysy hermosolujen ulkopuolella pitkään - asetyylikoliiniesteraasientsyymi hajottaa sen melko nopeasti. Tässä reaktiossa muun muassa koliini, josta osa kuljetetaan takaisin hermosolujen sisälle - näin talteen saatua koliinia käytetään myöhemmin uusien asetyylikoliinimolekyylien tuottamiseen.
Lue myös: Olemme adrenaliinia. Kuinka epinefriini toimii? Perifeerinen hermosto: rakenne ja rooli Tapoja saada hyvä muisti: liikunta, ruokavalio, liikunta, uniKuinka asetyylikoliini toimii ja mitä se tekee?
Asetyylikoliinin toiminnot riippuvat sekä paikasta, jossa tämä välittäjäaine toimii, että reseptorin tyypistä, johon se kiinnittyy. Asetyylikoliinilla on kahden tyyppisiä reseptoreita, joihin se kiinnittyy: ensimmäiset ovat nikotiinireseptoreita (läsnä autonomisen järjestelmän ganglioissa ja hermo-lihasliitoksessa), toiset ovat muskariinireseptoreita (sijaitsevat monissa eri kudoksissa, myös soluissa) sileät lihakset, erilaisissa aivorakenteissa, hormonaalisissa rauhasissa ja
Keskushermostossa asetyylikoliini vaikuttaa muistiprosesseihin ja kykyyn keskittää huomiota. Tämän välittäjäaineen tehtävänä on myös pitää meidät hereillä, ja asetyylikoliini on tärkeä myös erilaisissa oppimisprosesseissa. Tämä suhde mahdollistaa keskustelun keskushermoston eri alueiden välillä - tässä tapauksessa asetyylikoliinia erittää ns. interneuronien kanssa ja on erityisen tärkeä tyvikanavien kohdalla.
Perifeerisessä hermostossa asetyylikoliini on erityisen tärkeä lihassoluille - tämä välittäjäaine erittyy hermo-lihaslevyissä. Hermosoluista vapautunut asetyylikoliini, kun se sitoutuu myosyytteissä oleviin reseptoreihin, johtaa annettujen lihasryhmien supistumiseen.
Asetyylikoliini on myös erittäin tärkeä autonomisen hermoston kannalta. Se on välittäjäaine, jota erittävät kaikki preganglioniset kuidut hermoston tässä osassa. Lisäksi sitä vapauttaa parasympaattiseen järjestelmään kuuluvat postganglioniset kuidut. Parasympaattisen hermoston erittämä asetyylikoliini suorittaa erilaisia toimintoja, mukaan lukien:
- verenpaineen lasku;
- peristaltiikan stimulointi ruoansulatuskanavassa;
- hidas sydämenlyönti;
- hengitysteiden ontelon supistuminen;
- oppilaiden supistuminen;
- eritteiden stimulointi erilaisilla rauhasilla (mukaan lukien sylkirauhaset).
Asetyylikoliini: siihen liittyvät sairaudet
Johtuen siitä, että asetyylikoliini on erittäin tärkeä välittäjäaine, siihen liittyvät patologiat voivat johtaa moniin erilaisiin tautiyksiköihin. Esimerkki on myasthenia gravis, jossa potilaat kehittävät vasta-aineita asetyylikoliinireseptoreille. Viime kädessä tämän ilmiön seurauksena näiden vapaiden rakenteiden määrä lihassoluissa vähenee, ja potilailla esiintyy erilaisia myasthenia graviksen oireita, erityisesti lihasheikkoutta. Normaaleissa olosuhteissa asetyylikoliinin sitoutuminen reseptoriin johtaa lihasten supistumiseen - kun vasta-aineet estävät reseptorit, välittäjäaineella ei ole periaatteessa mitään kiinnittymistä - lihassolujen toimintakyky yksinkertaisesti heikentyy.
Toinen ongelma, jossa asetyylikoliinihäiriöiden patogeneesillä voi olla merkitystä, on Alzheimerin tauti. Joidenkin hypoteesien mukaan tämä välittäjäaineiden puute liittyy tähän yksikköön - tästä syystä Alzheimerin tautia sairastaville potilaille annetaan lääkkeitä, jotka estävät asetyylikoliinia hajottavan entsyymin eli asetyylikoliiniesteraasin estäjien toiminnan (tämän ansiosta tämän välittäjäaineen määrä hermostossa kasvaa). Jotkut tutkijat kiistävät näiden lääkkeiden rajoitetun tehokkuuden takia, että Alzheimerin taudista puuttuu asetyylikoliini potilailla.
Asetyylikoliinin käyttö lääketieteessä
Lääketieteessä lääketieteessä käytetään sekä aineita, joilla on samanlainen vaikutus kuin asetyylikoliinilla, että aineita, joilla on täysin päinvastainen vaikutus. Ensimmäisessä näistä tapauksista puhumme parasympatomimeettisistä lääkkeistä. Näitä ovat aineet, kuten esimerkiksi pilokarpiini (joka johtaa pupillin supistumiseen ja jota käytetään glaukoomassa) tai edellä mainitut asetyylikoliiniesteraasin estäjät (tosiasiallisesti kuuluvat parasympatomimeettien välituotteisiin).
Toisaalta valmisteet, joilla on erilainen vaikutus, ovat parasympatolyyttisiä (kolinolyyttisiä) lääkkeitä. Niillä on päinvastaiset vaikutukset kuin asetyylikoliinilla, ja niihin sisältyy muun muassa ipratropiumbromidi (käytetään hengitysteiden laajentamiseen) tai atropiini (käytetään bradykardiassa, ts. hidas syke).
Botuliinitoksiinin (tunnetaan todennäköisemmin nimellä botox) vaikutus liittyy myös asetyylikoliiniin. Tämä aine estää asetyylikoliinin vapautumisen hermopäästä. Vaikka botuliinitoksiini liittyy eniten esteettisen lääketieteen hoitoihin, sillä on monia muita sovelluksia lääketieteessä - sen vaikutusta asetyylikoliiniin käytetään mm. blefarospasmin, torticolliksen tai liiallisen hikoilun hoidossa.
Jotkut potilaat ovat kiinnostuneita ns nootropiset (prokognitiiviset) lääkkeet. Jotkut näistä aineista vaikuttavat asetyylikoliinin määrään hermoston rakenteissa, ja siten nämä valmisteet parantavat niitä käyttävien ihmisten kognitiivisia toimintoja - tyypillisesti nootrooppiset lääkkeet ovat kiinnostuneita parhaita muistitaitoja haluavista tai keskittymisastetta lisäävistä ihmisistä. Tällaisten toimenpiteiden tehokkuus näyttää kuitenkin olevan melko kiistanalainen, ja siksi on suositeltavaa lähestyä niitä varoen.
Lähteet:
1. Asetyylikoliini. Neuroscience 2nd Edition, verkkoyhteys: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK11143/
2. Encyclopaedia Britannican materiaalit, verkkoyhteys: https://www.britannica.com/science/acetylcholine
3. Teksasin yliopiston materiaalit, verkkoyhteys: http://neuroscience.uth.tmc.edu/s1/chapter11.html
Suositeltava artikkeli:
HISTAMIINI - rooli kehossa, allergia, läsnäolo elintarvikkeissa Tietoja kirjoittajasta
