Acetilcolina
| Formula structurala | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||
| Contracararea (în principal clorură) nu este prezentată | |||||||||||||
| General | |||||||||||||
| Denumire neproprietară | Acetilcolina | ||||||||||||
| alte nume |
|
||||||||||||
| Formulă moleculară | C 7 H 16 NO 2 | ||||||||||||
| Descriere scurta |
pulbere albă, cristalină sau cristale incolore, foarte higroscopice (clorură) |
||||||||||||
| Identificatori externi / baze de date | |||||||||||||
| |||||||||||||
| Informații despre droguri | |||||||||||||
| Codul ATC | |||||||||||||
| Clasa de droguri | |||||||||||||
| proprietăți | |||||||||||||
| Masă molară | |||||||||||||
| Starea fizică |
cu fermitate |
||||||||||||
| Punct de topire |
149–152 ° C (clorură) |
||||||||||||
| solubilitate |
foarte ușor solubil în apă, ușor solubil în etanol , puțin solubil în diclormetan (clorură) |
||||||||||||
| instructiuni de siguranta | |||||||||||||
| |||||||||||||
| Date toxicologice | |||||||||||||
| În măsura în care este posibil și obișnuit, sunt utilizate unități SI . Dacă nu se specifică altfel, datele furnizate se aplică condițiilor standard . | |||||||||||||
Acetilcolina ( ACh ) este unul dintre cei mai importanți neurotransmițători în multe organisme, inclusiv în oameni . Compusul cuaternar de amoniu acetilcolina este un ester al acidului acetic și al amino alcoolului monohidric colină .
istorie
În 1921, Otto Loewi a demonstrat folosind inima unei broaște că o substanță chimică este responsabilă pentru transmiterea unui impuls nervos către inimă , pe care el a numit-o inițial substanță vagă și pe care Henry H. Dale a identificat-o ulterior drept acetilcolină.
Substanța a fost sintetizată pentru prima dată în 1867 de Adolf Baeyer , cu a cărui substanță americanul Reid Hunt (1870-1948) a fost capabil să declanșeze contracții musculare în experimentele pe animale.
Apariție
Acetilcolina se găsește atât în sistemul nervos central, cât și în cel periferic .
În sistemul nervos autonom este transmițătorul tuturor neuronilor preganglionici-autonomi. De asemenea, mediază transmiterea semnalelor de la neuronii parasimpatici postganglionari către organele finale. Neuronii simpatici postganglionari utilizează în mod normal noradrenalina , căile către glandele sudoripare sunt o excepție prin faptul că folosesc și ACh ca emițător.
În sistemul nervos periferic, ACh mediază transmiterea excitației de la nervi la mușchi prin intermediul plăcii neuromusculare .
În sistemul nervos central, ACh se găsește în corpul striat , în nucleul bazal Meynert cu canale către cortexul cerebral și în formatio septalis medialis cu canale către hipocamp . După acidul γ-aminobutiric (GABA) și glicină, acetilcolina este unul dintre cei mai frecvenți neurotransmițători din creier .
funcţie
Funcția celulară
Acetilcolina acționează asupra a două tipuri de receptori colinergici , receptorul nicotinic al acetilcolinei și receptorul muscarinic al acetilcolinei . Și-au primit numele din substanțe care le activează în mod specific, nicotină pentru receptorul nicotinic și muscarinic pentru receptorul muscarinic. Există subtipuri diferite ale ambelor.
Receptorul nicotinic ACh este un canal ionic controlat de ligand care, atunci când este deschis, adică după legarea ACh, este permeabil la ionii de sodiu, potasiu și calciu. Există două subtipuri de receptor, un tip de mușchi care poate fi inhibat selectiv de curare și un tip de neuron care poate fi inhibat selectiv de hexametoniu .
Receptorul muscarinic ACh este un receptor cuplat cu proteina G cu 5 subtipuri (M1-M5). M1, M3 și M5 sunt cuplate G q , cuplate M2 și M4 G i / G o .
Există, de asemenea, substanțe care pot crește indirect efectul ACh asupra receptorilor săi (indirect substanțe colinergice). Acestea includ diferiții inhibitori ai colinesterazei (de fapt inhibitori ai acetilcolinesterazei). Acestea sunt substanțe inhibitoare foarte diferite. Medicamentele menționate mai sus, care sunt utilizate în boala Alzheimer, aparțin grupului mare al acestor substanțe. Unele provoacă o inhibiție temporară, altele blochează enzima permanent. Acești inhibitori ai colinesterazei care acționează ireversibil sunt diferiți esteri ai acidului organofosforic , de ex. B. cunoscutul insecticid Parathion (E 605), dar și agenții de război chimic sarin , tabun , Novitschok și mulți alții, care provoacă supraestimulare fatală a sinapselor colinergice în cantități mici. Substanța neostigmină aparține grupului de inhibitori reversibili ai colinesterazei . Numeroase substanțe blochează, de asemenea, acțiunea acetilcolinei asupra receptorilor săi (în special asupra receptorilor muscarinici); aceasta se numește apoi efect anticolinergic . Anumiți alcaloizi au un efect anticolinergic, de exemplu atropină sau hiosciamină sau scopolamină .
Inhibitorii colinesterazei precum parionul sau neostigmina sunt de asemenea folosiți ca antidot pentru curare . Curare blochează punctele de andocare pentru acetilcolină pe plăcile de capăt ale motorului și astfel paralizează mușchii scheletici, ceea ce duce la moarte prin sufocare. Deoarece ingredientele active ale Curare sunt blocante competitive, o mulțime de acetilcolină le poate înlocui. Dacă acetilcolinesteraza este acum blocată, mai multă acetilcolină rămâne în decalajul sinaptic și transmisia funcționează din nou. Deoarece concentrația de acetilcolină crește și la receptorii muscarinici, este adesea necesar un tratament de urmărire cu atropină. Acest efect este utilizat și în anestezia generală : înainte de operație, mușchii sunt paralizați cu un blocant neuromuscular (de exemplu, rocuronium ). Un inhibitor reversibil al colinesterazei (de exemplu, neostigmina) este administrat pentru a inversa efectul său. În plus, un parasimpatolitic (de exemplu, atropină) este utilizat pentru a inversa efectele secundare muscarinice.
Fizostigmina (eserina) este, de asemenea, un inhibitor al colinesterazei și previne descompunerea acetilcolinei prin colinesterază în colină și acetat.
Funcția în sistemul nervos central
În sistemul nervos central, ACh joacă un rol important în creșterea vigilenței la veghe, menținerea vigilenței, învățarea și crearea amintirilor.
Biosinteza și metabolismul
Acetilcolina este formată din acetil-CoA și colină de către enzima colină acetiltransferază .
ACh finit este preluat din citosol în veziculele de stocare neurosecretorie printr-un antiporter proton / acetilcolină în membrana veziculei . Fiecare veziculă conține 5.000 până la 10.000 molecule de acetilcolină. Există aproximativ un milion de vezicule de stocare pe sinapsă.
Enzima acetilcolinesterază , după ce a fost eliberată în golul sinaptic și legată de receptorul acetilcolinei , poate fi împărțită înapoi în colină și acid acetic (sau acetat ) și devenită ineficientă.
Furnizarea moleculelor inițiale pentru formarea acetilcolinei
Colina poate fi preluată din nou în sinapsă din decalajul sinaptic printr-un simportor sodiu-colină și este un produs de descompunere al acetilcolinei eliberat ultima dată. Disponibilitatea și absorbția colinei reprezintă etapa de limitare a ratei pentru sinteza ACh, deoarece nu poate fi produsă chiar de celula nervoasă.
Piruvatul este produsul final al glicolizei din citosolul fiecărei celule. Enzima piruvat dehidrogenază catalizează conversia piruvatului în acetil coenzima A. Deoarece acetil-CoA, membrana mitocondrială internă nu se poate întâmpla, este alimentată în ciclul acidului citric și prin reacție cu oxaloacetat (catalizat de citrat sintază ) în citrat convertit. Citratul traversează membrana mitocondrială și este descompus din nou în acetil-CoA și oxaloacetat de citrat liază . Acetil-CoA este astfel disponibil pentru formarea acetilcolinei.
Boli care implică sistemul colinergic
În boala Alzheimer , moartea celulelor nervoase care produc în principal acetilcolină determină un deficit de acetilcolină. Se încearcă compensarea acestei deficiențe cu medicamente folosind inhibitori ai acetilcolinesterazei pentru a inhiba această enzimă care degradează acetilcolina, pentru a crește concentrația de acetilcolină la sinapse . O altă modalitate este administrarea unor astfel de proteine precursoare . B. Deanol și Meclophenoxat , astfel încât să crească nivelul de conștientizare.
Acumularea crescută de acetilcolină datorită unei descompuneri reduse a substanței provoacă o criză colinergică .
În miastenia gravis slăbiciune musculară , o boală autoimună gravă, se produc anticorpi care distrug receptorii acetilcolinei din celulele musculare și astfel slăbesc activitatea musculară. Acest lucru poate merge atât de departe încât pacienții nu mai pot ține ochii deschiși.
Acetilcolina în otrăvurile animale și vegetale
Proporția de acetilcolină în otravă de viespă ( Vespa crabro ) este de aproximativ șase procente din greutatea uscată și, prin urmare, se află în cea mai mare concentrație care a fost găsită la o ființă vie. Înțepătura viespii este percepută ca fiind deosebit de dureroasă datorită acestei concentrații ridicate. Înțepătura nu este mai otrăvitoare decât cea a altor viespi sau albine ( venin de albine ), al căror venin nu conține acetilcolină. Acetilcolina este, de asemenea, responsabilă pentru efectul dureros în otravă de urzici , pești-leu și alți pești scorpion .
utilizare
În oftalmologie , acetilcolina este utilizată pentru a restrânge și repoziționa pupila mărită preoperator după extragerea cristalinului în timpul operațiilor de cataractă , iridectomie , cheratoplastie perforantă și alte intervenții pe segmentul anterior al ochiului, dacă acest lucru necesită mioză foarte rapidă și completă .
Conform Directivei CE privind produsele cosmetice, acetilcolina nu trebuie inclusă ca componentă în produsele cosmetice .
Vezi si
Dovezi individuale
- ↑ a b c Foaie de date Acetilcolină clorură CRS (PDF) la EDQM , accesat la 24 ianuarie 2009.
- ↑ Foaie de date cu acetilcolină de la Acros, accesată la 22 februarie 2010.
- ↑ a b Fișă tehnică Clorură de acetilcolină de la Sigma-Aldrich , accesată la 2 martie 2019 ( PDF ).
- ↑ Otto Westphal , Theodor Wieland , Heinrich Huebschmann: regulator de viață. Din hormoni, vitamine, fermenti și alte ingrediente active. Societäts-Verlag, Frankfurt pe Main 1941 (= Frankfurter Bücher. Cercetare și viață. Volumul 1), pp. 33 f. Și 81 f.
- ↑ Barbara E. Jones: De la trezire la somn: substraturi neuronale și chimice . În: Tendințe în științe farmacologice . bandă 26 , nr. 11 , noiembrie 2005, p. 578-586 , doi : 10.1016 / j.tips.2005.09.009 , PMID 16183137 .
- ↑ AM Himmelhub, M. Sarter, JP Bruno: Creșteri ale eliberării de acetilcolină corticală în timpul performanței de atenție susținută la șobolani . În: Cercetarea creierului. Cercetarea creierului cognitiv . bandă 9 , nr. 3 , 2000, pp. 313-325 , PMID 10808142 .
- ↑ RM Ridley, PM Bowes, HF Baker, TJ Crow: O implicare a acetilcolinei în învățarea discriminării obiectelor și a memoriei în marmoset . În: Neuropsihologia . bandă 22 , nr. 3 , 1984, pp. 253-263 , PMID 6431311 .
- ^ PT Francis, AM Palmer, M. Snape, GK Wilcock: Ipoteza colinergică a bolii Alzheimer: o analiză a progresului . În: Jurnalul de neurologie, neurochirurgie și psihiatrie . bandă 66 , nr. 2 , 1999, p. 137-147 , PMID 10071091 , PMC 1736202 (text complet gratuit).
- ↑ Eric Kandel: În căutarea memoriei, ediția a treia din 2009, Goldmann, München