Atsetüülkoliin on neurotransmitter, aine, mida meie keha toodab närviimpulsside ülekandmiseks kesk- ja perifeerse närvisüsteemi mitmesse punkti. Atsetüülkoliini eritavad neuronid on määratletud kui kolinergilised; analoogselt selle retseptoritele, mis on jagatud nikotiiniretseptoriteks. Nende retseptorite ja kudedes esinevate isovormide keemiline konformatsioon tähendab, et erinevad ravimid, mis häirivad atsetüülkoliini toimet, võivad avaldada mõju peamiselt ühele sektorile, mitte teisele. Vaatamata sellele struktuurilisele mitmekesisusele suudab atsetüülkoliin seonduda mõlemad retseptorid, kuna molekuli osa, mis interakteerub muskariiniretseptoritega, erineb nikotiiniretseptoritest. See on üks põhjusi, miks atsetüülkoliini ei kasutata otseselt terapeutilistel eesmärkidel: kuna see mõjutab kõiki organismi kolinergilisi retseptoreid (nii muskariini kui ka nikotiini), on selle toime liiga laialt levinud ja mitte eriti spetsiifiline.
Atsetüülkoliin oli esimene neurotransmitter, mis avastati tänu 1924. aastal kroonitud Otto Loewi uuringutele. Keemilisest seisukohast moodustub atsetüülkoliin koliini molekuli ühendamisel ühe atsetüülkoensüümiga A (atsetüül -CoA) ; esimene on väike molekul, mis on kontsentreeritud fosfolipiidmembraanidesse, samas kui atsetüül-CoA kujutab endast metaboolset vaheühendit glükolüüsi ja Krebsi tsükli vahel. Nendest kahest ainest lähtuv atsetüülkoliini süntees toimub piki aksonaalset otsa; pärast sünteesi seejärel säilitatakse vesiikulites, mis närviimpulsi saabumisel seostuvad presünaptilise membraaniga, sulandudes ja vabastades selle sisu eksotsütoosi teel. Sel hetkel võib sünaptilises lõhes vabanev atsetüülkoliin vabalt jõuda postsünaptilistesse retseptoritesse ja nendega suhelda. , depolariseerides raku ja käivitades aktsioonipotentsiaali moodustumise närvikiududes või lihaskiududes lare, mis on stimuleerinud; vahetult pärast seda koostoimet laguneb suur osa atsetüülkoliinist kohe atsetüülkoliinesteraasi (ACHE) poolt. See on ensüüm, mis asub kolinergiliste retseptorite lähedal, kus see toimib, purustades atsetaadi ja koliini vahelise sideme; see viimane aine imendub kergesti presünaptilise terminaali kaudu ja seda kasutatakse uue atsetüülkoliini sünteesiks (tänu koliini-atsetüültransferaasi ensüümile). Selle ensüümi toime on väga oluline, kuna see võimaldab katkestada närviimpulsi edastamise.
Atsetüülkoliin on kõigi vabatahtlikku lihast kontrollivate närvide edasikandja (vt neuromuskulaarne plaat); kuigi sellel tasemel tekitab see erutavat toimet, teostab see parasümpaatilises süsteemis peamiselt pärssivaid toiminguid (enamik sümpaatilisi neuroneid eritavad adrenaliini, samas kui enamik parasümpaatilised neuronid eritavad atsetüülkoliini). Tegelikult põhjustab see molekul südame löögisageduse aeglustumist, stimuleerides samal ajal bronhi-, sülje-, mao- ja kõhunäärmete sekretsiooni, suurendades soolestiku peristaltikat ja üldiselt kõiki seedimisfunktsioone. Lisaks skeletilihaste motoorsetele plaatidele ja parasümpaatilise närvisüsteemi ganglionijärgsetele lõppudele võib atsetüülkoliini leida sünapside tasemel sümpseeside vahel ganglionieelsete kiudude ja sümpaatilise ja parasümpaatilise närvisüsteemi ganglionijärgsete neuronite vahel , ja neerupealise medullast, samuti mõnest kesknärvisüsteemi sünapsist.
Muskariinsed toimed vastavad sellele, mida põhjustab postganglioniliste parasümpaatiliste närvilõpmete poolt vabanev atsetüülkoliin, välja arvatud kaks olulist erandit:
Atsetüülkoliin põhjustab üldist vasodilatatsiooni, kuigi parasümpaatiline süsteem ei innerviseeri enamikku veresooni.
Atsetüülkoliin põhjustab higinäärmete sekretsiooni, mida innerveerivad sümpaatilise närvisüsteemi kolinergilised kiud.
The nikotiinsed toimingud need vastavad atsetüülkoliinile, mis vabaneb sümpaatilise ja parasümpaatilise süsteemi ganglionide sünapsite, vabatahtlike lihaste neuromuskulaarse plaadi ja neerupealise sekretoorseid rakke ümbritsevate splanhniliste närvide närvilõpmete tasandil.
Nagu oodatud, võivad atsetüülkoliiniga sarnaseid toimeid tekitada ained, mis on võimelised stimuleerima kolinergilisi retseptoreid (parasümpatomimeetikumid) või blokeerima atsetüülkoliinesteraasi (antikoliinesteraasid) toimet. Samal ajal võivad atsetüülkoliini toimet blokeerida ained, mis on võimelised seonduma kolinergiliste retseptoritega, mistõttu need ei ole võimelised vastu võtma atsetüülkoliini (antikolinergilised ained) edastatavat signaali. Vaatame mõningaid näiteid.
Curare põhjustab surma lihaste halvatusest, blokeerides atsetüülkoliini toimet lihasmembraanidele (kus leidub nikotiiniretseptoreid); seevastu fizostigmiin pikendab atsetüülkoliini toimet, blokeerides koliinesteraasi, samas kui musta lese mürk stimuleerib liigset vabanemist. Närvigaasid blokeerivad ka seda ensüümi, põhjustades atsetüülkoliini jäämist oma retseptorite külge; nende gaaside surmav toime on kasulik atsetüülkoliini ja selle muskariiniretseptorite vahelise koostoime mõjude uurimiseks: köha, pitsitustunne rinnus, bronhide hüpersekretsioon kuni kopsuturseni, iiveldus, oksendamine, kõhulahtisus, suurenenud süljevool, mioos ja nägemisraskused, südame löögisageduse langus kuni peatumiseni ja uriinipidamatus. Atsetüülkoliini kogunemise tõttu nikotiiniretseptoritesse tekivad sellised sümptomid nagu: naha kahvatus, tahhükardia, arteriaalne hüpertensioon, hüperglükeemia ja muutused luu- ja lihaskonna süsteemis, eriti asteenia ja lihtne lihaste ammendumine, värinad ja krambid. Atsetüülkoliini kogunemise tõttu võivad skeletilihased halvatuda ja lihaste halvatus võib põhjustada kokkutõmbumisel surma. Lõpuks on kesknärvisüsteemile avaldunud epileptiformse tüüpi toonilis-kloonilised kokkutõmbed kuni hingamiskeskuste depressioonini. See juhtub tavaliselt diafragma ja roietevaheliste lihaste halvatusest tingitud lämbumise tõttu. Isegi botuliin, väga mürgine toksiin, mida kasutatakse esteetilises meditsiinis lõpmatult väikestes kontsentratsioonides, on seotud atsetüülkoliiniga; oma tegevusega takistab see tegelikult nende vabanemist vesiikulitest. Sel viisil põhjustab Botox lihaste lõtva halvatust, muutudes surmavaks, kui see hõlmab tugevalt hingamisteid; selles mõttes on see vastuolus teetanuse toimega, mida iseloomustab spastiline halvatus, mis on siiski atsetüülkoliinist sõltumatu. Pilokarpiin, ravim, mida kasutatakse peamiselt oftalmoloogias pupilli kitsendamiseks ja silma pisaravoolu stimuleerimiseks (kasulik glaukoomi ravis), on muskariini agonist; tegelikult seondub see atsetüülkoliini muskariiniretseptoritega.Ses mõttes neutraliseerib pilokarpiin atropiini toimet, mis on hoopis muskariini antagonist ja pärsib sellisena parasümpaatilise (parasümpatolüütilise) aktiivsust. Ravim atropiin blokeerib muskariiniretseptoreid, curare aga nikotiiniretseptoreid.
