ACETYLCHOLINE: หน้าที่การสังเคราะห์กลไกการออกฤทธิ์ - ไซโค - 2026

acetylcholineเป็นสารสื่อประสาทในระบบที่เฉพาะเจาะจงและร่างกายประสาทไซแนปส์ระบบปมประสาทของระบบประสาทอัตโนมัติ เป็นสารเคมีที่ช่วยให้เซลล์ประสาทจำนวนมากทำงานได้และในเวลาเดียวกันก็ช่วยให้การทำงานของสมองต่างๆมีประสิทธิภาพ

อะซิทิลโคลีนเป็นสารสื่อประสาทชนิดแรกที่แยกได้มีแนวคิดและมีลักษณะตามที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนกล่าวว่าเป็นสารที่ "เก่าแก่ที่สุด" ในสมอง Henry Hallet Delt อธิบายทางเภสัชวิทยาในปีพ. ศ. 2457 และภายหลังได้รับการยืนยันจาก Otto Loewi ว่าเป็นสารสื่อประสาท

โครงสร้างโมเลกุลของ Acetylcholine

กิจกรรมหลักของ acetylcholine อยู่ในระบบ cholinergic ซึ่งมีหน้าที่ในการผลิตและสังเคราะห์ acetylcholine เกี่ยวกับผลกระทบที่สำคัญที่สุดจะเน้นการหดตัวของกล้ามเนื้อการเคลื่อนไหวกระบวนการย่อยอาหารและระบบประสาทและการกระตุ้นกระบวนการรับรู้เช่นความสนใจและความตื่นตัว

acetylcholine ทำงานอย่างไร?

ในสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมข้อมูลระหว่างเซลล์ประสาทจะถูกส่งผ่านสารเคมีที่เรียกว่าสารสื่อประสาท สารนี้ถูกปล่อยออกมาที่ไซแนปส์เพื่อตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้นที่เฉพาะเจาะจงและเมื่อปล่อยออกมาจะส่งข้อมูลบางอย่างไปยังเซลล์ประสาทถัดไป

สารสื่อประสาทที่หลั่งออกมาทำหน้าที่ในไซต์ตัวรับเฉพาะทางและมีการคัดเลือกสูงดังนั้นเนื่องจากมีสารสื่อประสาทหลายประเภทซึ่งแต่ละชนิดจะทำหน้าที่ในบางระบบ

เซลล์ประสาท cholinergic สามารถผลิต acetylcholine (แต่ไม่ใช่สารสื่อประสาทประเภทอื่น) เช่นเดียวกันก็สามารถผลิตตัวรับเฉพาะสำหรับ acetylcholine แต่ไม่สามารถสร้างสารสื่อประสาทประเภทอื่นได้

การแลกเปลี่ยนข้อมูลที่ดำเนินการโดย acetylcholine จะดำเนินการในเซลล์ประสาทและระบบที่เรียกว่า cholinergic

เพื่อให้ acetylcholine ทำหน้าที่ต้องใช้เซลล์ประสาทตัวส่งในการผลิตสารนี้และเซลล์ประสาทตัวรับเพื่อสร้างตัวรับ cholinergic ที่สามารถขนส่ง acetylcholine ได้เมื่อปล่อยออกจากเซลล์ประสาทตัวแรก ในภาพต่อไปนี้คุณจะเห็นว่า acetylcholine ถูกปล่อยออกไปยังสารสื่อประสาทของกล้ามเนื้ออย่างไร:

สังเคราะห์

Micrograph ของนิวเคลียส basalis ของ Meynert ซึ่งสร้าง acetylcholine ในระบบประสาทส่วนกลาง ที่มา: Nephron

อะซิทิลโคลีนสังเคราะห์จากโคลีนซึ่งเป็นสารอาหารที่ร่างกายสร้างขึ้น โคลีนสะสมในเซลล์ประสาท cholinergic ผ่านปฏิกิริยากับ actyl CoA และภายใต้อิทธิพลของเอนไซม์ของโคลีนอะซิติลทรานสเฟอเรส

องค์ประกอบทั้งสามนี้พบได้ในบริเวณเฉพาะของสมองที่จะผลิต acetylcholine ซึ่งเป็นสาเหตุที่ acetylcholine สร้างสารสื่อประสาทที่เป็นของระบบเฉพาะคือระบบ cholinergic

เมื่อเราพบสารทั้งสามนี้ในเซลล์ประสาทที่เราเพิ่งพูดถึงเรารู้ว่าประกอบด้วยเซลล์ประสาท cholinergic และเซลล์ประสาทนี้จะผลิต acetylcholine ผ่านการทำงานร่วมกันของโคลีนและองค์ประกอบของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้อง

การสังเคราะห์อะซิทิลโคลีนเกิดขึ้นภายในเซลล์ประสาทโดยเฉพาะในนิวเคลียสของเซลล์ เมื่อสังเคราะห์แล้ว acetylcholine จะออกจากนิวเคลียสของเซลล์ประสาทและเดินทางผ่านแอกซอนและเดนไดรต์นั่นคือส่วนของเซลล์ประสาทที่รับผิดชอบในการสื่อสารและเชื่อมโยงกับเซลล์ประสาทอื่น ๆ

ปล่อย

โมเลกุลของอะซิทิลโคลีน ที่มา: สร้างด้วยชุดข้อมูลและโปรแกรมฟรี Rasmol

เรารู้แล้วว่าการทำงานของสารนี้ประกอบด้วยการเชื่อมโยงและสื่อสารเซลล์ประสาทเฉพาะ (cholinergic) กับเซลล์ประสาทเฉพาะอื่น ๆ (cholinergic) ในการดำเนินกระบวนการนี้ต้องปล่อย acetylcholine ที่อยู่ภายในเซลล์ประสาทเพื่อเดินทางไปยังเซลล์ประสาทของผู้รับ

เพื่อให้ acetylcholine ถูกปลดปล่อยจำเป็นต้องมีสิ่งกระตุ้นที่กระตุ้นให้ออกจากเซลล์ประสาท หากไม่มีการกระทำที่อาจเกิดขึ้นโดยเซลล์ประสาทอื่น acetylcholine จะไม่สามารถออกไปได้

เพื่อให้ acetylcholine ถูกปล่อยออกมาศักยภาพในการออกฤทธิ์ต้องไปถึงขั้วประสาทซึ่งเป็นที่ตั้งของสารสื่อประสาท เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นศักยภาพในการกระทำเดียวกันจะสร้างศักยภาพของเมมเบรนซึ่งเป็นแรงกระตุ้นให้เกิดการกระตุ้นช่องแคลเซียม

เนื่องจากการไล่ระดับสีด้วยไฟฟ้าเคมีจึงมีการสร้างแคลเซียมไอออนที่ไหลบ่าเข้ามาซึ่งช่วยให้อุปสรรคของเมมเบรนเปิดและสามารถปล่อยอะซิทิลโคลีนได้

อย่างที่เราเห็นการปล่อย acetylcholine ตอบสนองต่อกลไกทางเคมีในสมองซึ่งมีสารหลายชนิดและการกระทำของโมเลกุลที่แตกต่างกัน

ตัวรับสัญญาณ

โครงสร้างของตัวรับนิโคติน ที่มา: Opossum58

เมื่อได้รับการปลดปล่อยแล้ว acetylcholine จะยังคงอยู่ในดินแดนของมนุษย์นั่นคือมันอยู่นอกเซลล์ประสาทและอยู่ในช่องว่างระหว่างซินแนปติก เพื่อให้ไซแนปส์ได้รับรู้และเพื่อให้อะซิทิลโคลีนบรรลุภารกิจในการสื่อสารกับเซลล์ประสาทที่ติดต่อกันจำเป็นต้องมีสารที่เรียกว่าตัวรับ

ตัวรับคือสารเคมีที่มีหน้าที่หลักในการถ่ายทอดสัญญาณที่ปล่อยออกมาจากสารสื่อประสาท กระบวนการนี้ทำโดยการคัดเลือกดังนั้นผู้รับบางคนไม่ตอบสนองต่ออะซิทิลโคลีน

ตัวอย่างเช่นตัวรับของสารสื่อประสาทอื่นเช่นเซโรโทนินจะไม่รับสัญญาณของอะซิติลโคลีนดังนั้นจึงจะทำงานได้จึงต้องเชื่อมต่อกับชุดของตัวรับเฉพาะ

โดยทั่วไปตัวรับที่ตอบสนองต่ออะซิทิลโคลีนเรียกว่า cholinergic receptors เราสามารถพบ cholinergic receptors 4 ประเภทหลัก ๆ ได้แก่ muscarinic agonist receptors, nicotinic agonist receptors, muscarinic antagonist receptors และ nicotinic antagonist receptors

ฟังก์ชัน Acetylcholine

การประมวลผล Acetylcholine ที่ไซแนปส์ ที่มา: Smedlib จากผลงานต้นฉบับของ Pancrat

Acetylcholine มีหน้าที่มากมายทั้งในระดับร่างกายและในระดับจิตใจหรือสมอง สารสื่อประสาทนี้มีหน้าที่ทำกิจกรรมพื้นฐานเช่นการเคลื่อนไหวหรือการย่อยอาหารและในขณะเดียวกันก็มีส่วนร่วมในกระบวนการทางสมองที่ซับซ้อนมากขึ้นเช่นการรับรู้หรือความจำ

ด้านล่างเราจะตรวจสอบหน้าที่หลักของสารสื่อประสาทที่สำคัญนี้

ฟังก์ชั่นมอเตอร์

อาจเป็นกิจกรรมที่สำคัญที่สุดของอะซิติลโคลีน สารสื่อประสาทนี้มีหน้าที่สร้างการหดตัวของกล้ามเนื้อควบคุมศักยภาพในการพักผ่อนของกล้ามเนื้อลำไส้เพิ่มการผลิตของเดือยและปรับความดันโลหิต

มันทำหน้าที่เป็นยาขยายหลอดเลือดในหลอดเลือดอย่างอ่อนโยนและมีปัจจัยผ่อนคลายบางอย่าง

ฟังก์ชั่น Neuroendocrine

บทบาทสำคัญอีกประการหนึ่งของ acetylcholine คือการเพิ่มการหลั่ง vasopressin โดยการกระตุ้นกลีบหลังของต่อมใต้สมอง

วาโซเพรสซินเป็นฮอร์โมนเปปไทด์ที่ควบคุมการดูดซึมกลับของโมเลกุลของน้ำดังนั้นการผลิตจึงมีความสำคัญต่อการพัฒนาและการทำงานของระบบประสาท

ในทำนองเดียวกัน acetylcholine จะลดการหลั่งของ prolactin ในต่อมใต้สมองส่วนหลัง

ฟังก์ชันพาราซิมพาเทติก

อะซิทิลโคลีนมีบทบาทสำคัญในการบริโภคอาหารและในการทำงานของระบบย่อยอาหาร

สารสื่อประสาทนี้มีหน้าที่ในการเพิ่มการไหลเวียนของเลือดในระบบทางเดินอาหารเพิ่มกล้ามเนื้อทางเดินอาหารเพิ่มการหลั่งของต่อมไร้ท่อในทางเดินอาหารและลดอัตราการเต้นของหัวใจ

ฟังก์ชั่นประสาทสัมผัส

เซลล์ประสาทโคลิเนอร์จิกเป็นส่วนหนึ่งของระบบจากน้อยไปมากดังนั้นพวกมันจึงมีส่วนร่วมในกระบวนการทางประสาทสัมผัสด้วย ระบบนี้เริ่มต้นที่ก้านสมองและทำให้บริเวณส่วนใหญ่ของเปลือกสมองที่พบอะซิติลโคลีน

ฟังก์ชั่นประสาทสัมผัสหลักที่เกี่ยวข้องกับสารสื่อประสาทนี้อยู่ในการบำรุงสติการส่งข้อมูลภาพและการรับรู้ความเจ็บปวด

ฟังก์ชั่นความรู้ความเข้าใจ

Acetylcholine แสดงให้เห็นว่ามีบทบาทสำคัญในการสร้างความจำความสามารถในการมีสมาธิและการพัฒนาความสนใจและการใช้เหตุผลเชิงตรรกะ

สารสื่อประสาทนี้ให้ประโยชน์ในการป้องกันและสามารถ จำกัด การลดลงของความรู้ความเข้าใจ ในความเป็นจริงสารอะซิติลโคลีนเป็นสารที่ได้รับผลกระทบหลักในโรคอัลไซเมอร์

โรคที่เกี่ยวข้อง

ทางเดินของ Acetylcholine ในระบบประสาทส่วนกลาง ที่มา: BruceBlaus

Acetylcholine มีส่วนร่วมในการทำงานของสมองต่างๆดังนั้นการขาดสารเหล่านี้จึงสามารถสะท้อนให้เห็นได้จากการเสื่อมสภาพของกิจกรรมบางอย่างที่กล่าวถึงข้างต้น

ในทางการแพทย์อะซิติลโคลีนมีความเกี่ยวข้องกับโรคหลัก 2 โรคคือโรคอัลไซเมอร์และโรคพาร์คินสัน

อัลไซเม

สำหรับโรคอัลไซเมอร์ในปี พ.ศ. 2519 พบว่าในบริเวณต่างๆของสมองของผู้ป่วยโรคนี้มีระดับของเอนไซม์โคลีนอะซิติลทรานสเฟอเรสสูงกว่าปกติถึง 90%

เอนไซม์นี้มีความสำคัญต่อการผลิต acetylcholine ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมีการตั้งสมมติฐานว่าโรคอัลไซเมอร์อาจเกิดจากการขาดสารในสมองนี้

ปัจจุบันปัจจัยนี้เป็นเบาะแสหลักของสาเหตุของโรคอัลไซเมอร์และครอบคลุมถึงความสนใจและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ที่ดำเนินการทั้งเกี่ยวกับโรคและการพัฒนาการรักษาที่เป็นไปได้

พาร์กินสัน

เกี่ยวกับพาร์กินสันความสัมพันธ์ระหว่างสาเหตุของโรคกับอะซิทิลโคลีนยังไม่ชัดเจน พาร์กินสันเป็นโรคที่มีผลต่อการเคลื่อนไหวเป็นหลักซึ่งเป็นสาเหตุที่อะซิติลโคลีนมีบทบาทสำคัญในการกำเนิด

ปัจจุบันยังไม่ทราบสาเหตุของโรคและนอกจากนี้สารสื่อประสาทอื่น ๆ เช่นโดพามีนดูเหมือนจะมีบทบาทสำคัญกว่าและยาส่วนใหญ่สำหรับพยาธิวิทยานี้มุ่งเน้นไปที่การทำงานของสารสื่อประสาทนี้

อย่างไรก็ตามความสัมพันธ์ใกล้ชิดระหว่างโดปามีนและอะซิทิลโคลีนชี้ให้เห็นว่าสารหลังนี้เป็นสารสื่อประสาทที่สำคัญในโรค

อ้างอิง

1. Perry E, Walker M, Grace J, Perry R. Acetylcholine อยู่ในใจ: สารสื่อประสาทสัมพันธ์กับจิตสำนึกหรือไม่? กระป๋อง 2542; 22-6, 273-80.
2. แมคมาฮาน UJ. โครงสร้างและระเบียบของ agrin ใน: Koelle GB. การประชุมวิชาการเกี่ยวกับ cholinergic synapse วิทยาศาสตร์ชีวภาพฉบับ 50 นิวยอร์ก: Pergamon Press; 2535 หน้า 93-4
3. Changeux JP, Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. ตัวรับ acetylcholine: โปรตีน "allosteric" ที่เกี่ยวข้องกับการสื่อสารภายในเซลล์ วิทยาศาสตร์ 2527; 225: 1335-45
4. Duclert A, Chengeux JP. การแสดงออกของยีนตัวรับ Acetylcholine ที่จุดเชื่อมต่อประสาทและกล้ามเนื้อที่กำลังพัฒนา Physiol Rev 1995; 75: 339-68
5. Bosboom JL, Stoffers D, Wolters ECh. บทบาทของอะซิทิลโคลีนและโดปามีนในภาวะสมองเสื่อมและโรคจิตในโรคพาร์คินสัน J Neural Transm 2003; 65 (Suppl): 185-95.
6. Montgomery, SA และ Corn, TH (Eds) Psychopharmacology of Depression Oxford University Press, British Association for Psychopharmacology, Monographs No. 13, 1994