Um dos neurotransmissores mais conhecidos é a acetilcolina. Aqui explicamos onde ocorre e como funciona.
O neurotransmissor acetilcolina (ACh) é considerado o neurotransmissor mais importante nos vertebrados devido à sua função elementar de controle dos processos vegetativos. Em 1921, a acetilcolina foi o primeiro neurotransmissor a ser descoberto pelo farmacologista Otto Loewi em experimentos com corações de sapos. Loewi percebeu que o controle da frequência cardíaca não poderia ser baseado apenas na condução elétrica, já que o fluido do ambiente cardíaco de qualquer sapo levava a uma estimulação dos batimentos cardíacos em outros sapos também. A frequência cardíaca tinha que ser controlada por um componente químico (anteriormente chamado de substância vago; hoje: acetilcolina) no fluido cardíaco.
Acetilcolina (C 7 H 16NO 2 ) é sintetizado no organismo a partir de acetil coenzima A (CH 3 CO-) e colina (C 5 H 14 ClNO). A enzima colina acetiltransferase serve como catalisador. A acetilcolina é quebrada pela enzima acetilcolinesterase, que divide a acetilcolina de volta em colina e ácido acético.
A acetilcolina ( ACh ) é um dos neurotransmissores mais importantes em muitos organismos, incluindo humanos. O composto de amônio quaternário acetilcolina é um éster de ácido acético e o aminoálcool colina . Em 1921, Otto Loewi demonstrou no coração de um sapo que uma substância química é responsável pela transmissão de um impulso nervoso ao coração, que ele inicialmente chamou de substância vago e que Henry H. Dale posteriormente identificou como acetilcolina.
O que é acetilcolina?
Existem várias moléculas que podem transmitir sinais entre as células nervosas . As substâncias mensageiras das células nervosas (neurônios) em nosso corpo são chamadas de neurotransmissores . Um exemplo disso é a acetilcolina .
Entre outras coisas, desempenha um papel importante no controle de funções corporais importantes, como batimentos cardíacos e respiração. Além disso, a substância mensageira também transmite sinais do nervo para as células musculares.
A acetilcolina é uma amina com a fórmula molecular C 7 H 16 NO 2 . É composto de ácido acético e colina .
A acetilcolina é o transmissor mediador entre a terminação nervosa e a fibra muscular. Na placa motora, os potenciais de ação que chegam liberam acetilcolina na fenda sináptica. A ACh liga-se aos receptores de acetilcolina da membrana pós-sináptica e causa o influxo de íons sódio e cálcio pela abertura de canais iônicos dependentes de voltagem. Desta forma, a excitação é passada para a célula muscular e, posteriormente, para a contração muscular. Todos os músculos do corpo humano funcionam de acordo com este princípio.
Além disso, a acetilcolina também está envolvida no controle do sistema nervoso autônomo: pressão arterial, batimentos cardíacos, respiração, digestão, metabolismo e até atividades cerebrais são controladas pelo transmissor. A este respeito, a acetilcolina desempenha um papel não insignificante, senão mesmo central, particularmente nas doenças degenerativas do cérebro, como a doença de Alzheimer.
A acetilcolina, por exemplo, medeia a transmissão de impulsos entre nervo e músculo na junção neuromuscular. Além disso, representa o transmissor que medeia a transmissão da primeira para a segunda das duas células nervosas consecutivas no sistema nervoso autônomo, ou seja, tanto no sistema nervoso simpático quanto no parassimpático. Na parte parassimpática do sistema nervoso autônomo, também é o transmissor da segunda célula nervosa no órgão final. Além disso, a ACh é um importante transmissor no sistema nervoso central, muitos processos cognitivos estão ligados à acetilcolina como mensageiro. Na doença de Alzheimer, por exemplo, há uma falta de acetilcolina como resultado da morte de células nervosas que produzem principalmente acetilcolina. Tenta-se compensar esta deficiência com medicamentos usando Os inibidores da acetilcolinesterase inibem essa enzima que degrada a acetilcolina, aumentando assim a concentração de acetilcolina nas sinapses. Outra forma é através da administração de tais precursores. B. deanol e meclofenoxato, para aumentar o nível de atenção. Depois do ácido γ-aminobutírico (GABA) e da glicina , a acetilcolina é um dos neurotransmissores mais comuns no cérebro.
Parece comprovado que desempenha um papel crucial nos processos de aprendizagem. Por outro lado, as ideias de que também tem influência sobre a pulsão são vagas até agora, pois ainda estão pendentes estudos empíricos abrangentes sobre isso.
A acetilcolina atua em diferentes receptores. Alguns desses receptores também são estimulados pela nicotina . Eles são, portanto, chamados de receptores nicotínicos de acetilcolina . O efeito da nicotina é mediado por eles. Outros receptores de acetilcolina são estimulados pela toxina fúngica muscarina . Estes são, portanto, chamados de receptores muscarínicos de acetilcolina . Ambos têm subtipos diferentes. Existem também substâncias que podem aumentar indiretamente o efeito da ACh em seus receptores ( substâncias colinérgicas indiretas). Estes incluem os vários inibidores da colinesterase(na verdade, inibidores da acetilcolinesterase). Estas são substâncias inibitórias muito diferentes. As drogas mencionadas acima, que são usadas na doença de Alzheimer, pertencem ao grande grupo dessas substâncias. Alguns causam inibição temporária, enquanto outros bloqueiam permanentemente a enzima. Tais inibidores de colinesterase de actuação irreversível são vários ésteres de ácido organofosfórico, e. B. o conhecido paration inseticida (E 605), mas também os agentes de guerra química sarin , tabun e muitos outros que, em quantidades mínimas, causam superestimulação letal das sinapses colinérgicas. Numerosas substâncias também bloqueiam a ação da acetilcolina em seus receptores (principalmente nos receptores muscarínicos); isso é então chamado de efeito anticolinérgico. Certos alcalóides têm um efeito anticolinérgico, por exemplo atropina ou hiosciamina ou escopolamina .
O paration também é usado como antídoto para o curare . O curare bloqueia os locais de ancoragem da acetilcolina e, assim, paralisa o sistema nervoso, o que leva à morte por asfixia. Como os ingredientes ativos do curare são bloqueadores competitivos, eles podem ser eliminados pela grande quantidade de acetilcolina. Se o paration agora bloquear a acetilcolinesterase, mais acetilcolina permanece e a transmissão funciona novamente. No entanto, como o paration também é um veneno, muitas vezes é necessário o pós-tratamento com atropina.
Biossíntese e Metabolismo
A acetilcolina é montada a partir de acetil-CoA e colina pela enzima colina acetiltransferase . É captado do citosol para vesículas de armazenamento neurossecretoras por meio de um antiportador próton/acetilcolina integrado à membrana da vesícula. Cada vesícula contém de 5.000 a 10.000 moléculas de acetilcolina, o que corresponde a um pacote quântico. Existem 1 milhão de vesículas de armazenamento por sinapse.
Depois de ser liberada na fenda sináptica e se ligar ao receptor de acetilcolina , a enzima acetilcolinesterase pode dividi-la novamente em colina e ácido acético (ou acetato) e torná-la ineficaz.
Na síntese de acetilcolina, a colina representa o fator limitante da taxa (fator determinante da taxa da sintese) e pode ser ingerida através dos alimentos (por exemplo, gema de ovo, muitos tipos de vegetais). Como as enzimas necessárias estão sempre disponíveis nas células, muitas doenças (senilidade) pela deficiência de ACh podem ser aliviadas simplesmente mudando uma dieta.
Fornecimento dos iniciais iniciais para a formação de acetilcolina:
A colina ser levada de volta sinapse da fenda sinapse da fenda por meio de um portador de saída-colina e é um produto de degradação da acetilcolina liberada por último.
O piruvato é o produto final da glicólise nas mitocôndrias. A enzima piruvato desidrogenase catalisa a conversão do piruvato em acetil-coenzima A. Como o acetil-CoA não pode passar pela membrana mitocondrial interna, ele é alimentado no ciclo do citrato e convertido em citrato por reação com oxaloacetato (catálise pela citrato sintase). O citrato atravessa a mitocondrial e é dividido em acetil-CoA e oxaloacetato pela citrato liase. Acetil-CoA está disponível o mais rápido possível para uma forma de acetilcolina.
Ocorrência de acetilcolina
O neurotransmissor acetilcolina ocorre tanto no
Isso significa que ele medeia sinais no cérebro (SNC), mas também no resto do nosso corpo (PNS). No sistema nervoso periférico, a acetilcolina é a substância mensageira da placa motora – ou seja, entre as células nervosas e as células musculares . Desta forma, a molécula causa movimento tensionando nossos músculos.
Também atua como transmissor no sistema nervoso autônomo . Mais especificamente, no simpático e parassimpático . No sistema nervoso parassimpático atua em todos os pontos de contato dos neurônios, enquanto no sistema nervoso simpático é encontrado apenas nos neurônios pré-ganglionares (antes do gânglio).
efeito da acetilcolina
Os neurotransmissores atuam como substâncias mensageiras no ponto de contato entre duas células nervosas – a sinapse . Sinta-se à vontade para assistir ao nosso vídeo sinapse para atualizar seu conhecimento sobre sua estrutura e função.
A célula nervosa na frente da sinapse (pré-sinapse) inicialmente armazena os neurotransmissores em sacos envoltos por membrana ( vesículas ). Até que um sinal elétrico faça com que as substâncias mensageiras sejam liberadas no espaço sináptico (intervalo entre as duas células nervosas). Em seguida, os transmissores podem se ligar aos receptores na membrana pós-sináptica. Lá eles garantem que os íons possam fluir através da membrana. Como resultado, eles ativam ou inibem a célula nervosa subsequente.
Existem dois tipos de receptores de membrana na sinapse colinérgica aos quais a acetilcolina pode se ligar:
- receptor muscarínico de acetilcolina : um receptor acoplado à proteína G (receptor metabotrópico); após a ligação da acetilcolina, o efeito é regulado por outras moléculas sinalizadoras
- receptor nicotínico de acetilcolina : um canal iônico controlado por ligante (receptor ionotrópico); a ligação da acetilcolina garante a abertura do canal para íons positivos de sódio (Na + ), potássio (K + ) e cálcio (Ca 2+ )
Síntese e degradação da acetilcolina
Agora vamos ver como o neurotransmissor é feito, armazenado e decomposto no sistema colinérgico.
Síntese de acetilcolina
A molécula acetilcolina é produzida nos botões terminais das células nervosas. Para fazer isso, a enzima colina acetiltransferase une acetil-CoA e colina. Isso cria um éster de ácido acético e a colina de álcool .
Em seguida, as acetilcolinas podem ser armazenadas em vesículas antes de serem liberadas por um sinal elétrico.
Acetilcolinabau
Depois que a acetilcolina se liga aos receptores na membrana pós-sináptica, a substância mensageira é novamente quebrada na fenda sináptica.
A enzima acetilcolinesterase está envolvida nisso. Ele divide o composto em ácido acético (acetato) e colina. O botão do terminal pode retomar a colina através de transportadores especiais. Assim, ele pode usar a molécula novamente para produzir acetilcolina novamente.
A degradação da acetilcolina pode ser retardada por inibidores da acetilcolinesterase. Os médicos usam isso, por exemplo, no tratamento da doença de Alzheimer.
Toxinas de sinapses
Mas também existem inibidores naturais da acetilcolinesterase. Eles podem bloquear a enzima de forma permanente e irreversível. Estes incluem, por exemplo, o inseticida E605 ou os agentes de guerra sarin e tabun.
Eles garantem um excesso de acetilcolina. Isso leva à superativação da célula nervosa, que muitas vezes termina fatalmente. Existem também substâncias com efeito anticolinérgico. Eles têm o efeito oposto e inibem o neurotransmissor. As substâncias que interrompem a transmissão às células nervosas são chamadas de toxinas sinapses .
Não deixe de conferir nosso vídeo! Então você aprenderá como as toxinas nervosas de aranhas e sapos podem ser mortais mesmo em pequenas quantidades.
- A acetilcolina é o neurotransmissor mais importante do organismo humano.
- A acetilcolina controla tanto a transmissão da excitação das fibras nervosas para as fibras musculares quanto as funções vegetativas (incluindo batimentos cardíacos, respiração e digestão).
- Na doença de Alzheimer (termo genérico: demência) há uma falta de acetilcolina no cérebro.