Acetylcholin er en neurotransmitter, et stof produceret af vores krop til at overføre nerveimpulser til flere punkter i det centrale og perifere nervesystem. De neuroner, der udskiller acetylcholin kaldes cholinergics; analog tale for dets receptorer, der adskiller sig i nikotiniske og muscarinreceptorer. De forskellige koncentrationer og kemiske konformation af disse receptorer og af de relaterede isoformer i vævene betyder, at de forskellige lægemidler, der forstyrrer acetylcholinens virkning, kan fremkalde virkninger, som generelt er begrænset til en sektor snarere end en anden. På trods af denne strukturelle mangfoldighed er acetylcholin i stand til at binde til begge receptorer, da den del af molekylet, som interagerer med muscarinreceptorer, er forskellig fra de nikotinreceptorer. Dette er en af grundene til, at acetylcholin ikke anvendes direkte til terapeutiske formål: da det virker på alle kroppens cholinerge receptorer (både muskarin og nikotin) er dets virkning for udbredt og ikke særlig specifik.
Acetylcholin var den første neurotransmitter, der blev opdaget takket være undersøgelser fra Otto Loewi, som blev kronet i 1924. Fra kemisk synspunkt dannes acetylcholin ved forening af et cholinmolekyle med et af acetylco-enzym A (acetyl -COA); den første er et lille molekyle koncentreret i phospholipidmembranerne, medens acetyl-CoA repræsenterer det metaboliske mellemprodukt mellem glycolyse og Krebs-cyklen. Syntese af acetylcholin fra disse to stoffer sker langs den aksonale terminal; umiddelbart efter at være blevet syntetiseret, opbevares den derefter i vesikler, der binder til den presynaptiske membran, når en nervøs impuls ankommer, fusionerer og frigiver dens indhold ved hjælp af exocytose. På dette tidspunkt er acetylcholin frigivet i det synaptiske klet fri til at nå de postsynaptiske receptorer og at interagere med dem, depolarisere cellen og give mulighed for dannelse af et aktionspotentiale i nervfiber eller muskelfiber, der har stimuleret; umiddelbart efter denne interaktion nedbrydes det meste af acetylcholin umiddelbart ved acetylcholinesterase (ACHE). Det er et enzym placeret nær de kolinerge receptorer, hvor det virker ved at bryde bindingen mellem acetat og cholin; sidstnævnte stof genabsorberes let af den presynaptiske terminal og anvendes til syntesen af ny acetylcholin (takket være enzymet cholin-acetyltransferase). Virkningen af dette enzym er meget vigtigt, da det tillader at afbryde transmissionen af den nervøse impuls.
Acetylcholin er transmitteren af alle nerverne der styrer frivillig muskulatur (se neuromuskulær plaque); Selv om det på dette niveau producerer en excitatorisk effekt, udfører det inden for det parasympatiske system primært hæmmende virkninger (de fleste sympatiske neuroner udskiller epinephrin, medens de fleste parasympatiske neuroner udskiller acetylcholin). Dette molekyle medfører en sænkning af hjertefrekvensen, samtidig med at den stimulerer udskillelsen af bronchiale, spytkirtler, mavesår og pankreatiske kirtler, øger intestinal peristaltik og generelt alle fordøjelsesfunktioner. Såvel som på niveauet af skeletmuskulærernes motivplader og af det parasympatiske nervesystems post-ganglioniske terminering kan acetylcholin findes på niveau med synapser mellem pre-ganglioniske fibre og post-ganglioniske neuroner i det sympatiske og parasympatiske nervesystem og af binyrens medulla såvel som i nogle synaps af centralnervesystemet.
De muskariniske virkninger svarer til dem, der induceres af acetylcholin frigivet af post-ganglioniske parasympatiske nerveender, med to betydelige undtagelser:
Acetylcholin forårsager en generaliseret vasodilation, skønt de fleste af karrene ikke er inderveret af det parasympatiske system.
Acetylcholin forårsager udskillelse af svedkirtlerne, som er inderveret af kolinerge fibre i det sympatiske nervesystem.
Nikotiniske virkninger svarer til de af acetylcholin frigivet ved niveauet af ganglioniske synapser af sympatiske og parasympatiske systemer, af neuromuskulær plaque af frivillige muskler og af nerveender af splanchniske nerver, der omgiver de sekretoriske celler af adrenalmedulla.
Som forventet kan virkninger, der ligner acetylcholin, fremstilles af stoffer, der er i stand til at stimulere cholinerge receptorer (parasympatomimetika) eller blokere virkningen af acetylcholinesterase (anticholinesterase). Parallelt kan effekterne af acetylcholin blokeres af stoffer, der er i stand til at binde til kolinerge receptorer, hvilket gør dem utilgængelige til at afhente det signal, der overføres af acetylcholin (anticholinergika). Lad os se på nogle eksempler.
Curare forårsager død ved muskelforlamning, blokering af acetylcholinens virkning på muskelmembraner (hvor der findes nikotinreceptorer); physostigmin forlænger på den anden side acetylcholinens virkning ved at blokere kolinesterase, medens den svane enke's gift stimulerer en overskydende frigivelse. Nervegasser blokerer også dette enzym, hvilket bevirker, at acetylcholin forbliver forankret til dets receptorer; Den gængse virkning af disse gasser er nyttig til undersøgelse af virkningerne af interaktionen mellem acetylcholin og dets muscarinreceptorer: hoste, brysttæthed, bronkial hypersekretion til lungeødem, kvalme, opkastning, diarré, øget spytning, miose og synsvanskeligheder, nedsat hjertefrekvens indtil anholdelse og urininkontinens. På grund af akkumulering af acetylcholin i nikotinreceptorer forekommer derimod symptomer som: hudpall, takykardi, arteriel hypertension, hyperglykæmi og ændringer, der påvirker muskuloskeletalsystemet, især asteni og nem muskeludmattelse, rysten og kramper. Til akkumulering af acetylcholin kan skelemuskulaturen lamme og døden ved lammelse af muskelsammentrækningen kan forekomme. Endelig indbefatter virkningerne på centralnervesystemet tonic-kloniske sammentrækninger af epileptiform type, op til depression af åndedrætscentrene og til døden. Dette sker normalt på grund af asfyksi på grund af lammelse af membran og mellemgående muskler. Botox, et giftigt toksin, der anvendes i infinitesimale koncentrationer i æstetisk medicin, har også at gøre med acetylcholin; Faktisk forhindrer det med sin virkning at frigøre det fra vesiklerne. På denne måde forårsager botoxen en slap lammelse af musklerne, bliver dødelig, når det tungt involverer de respiratoriske dem; i denne forstand er det imod virkningen af stivkrampe, karakteriseret ved spastisk lammelse, som dog er uafhængig af acetylcholin. Pilocarpine, et lægemiddel, der hovedsagelig anvendes i oftalmologi for at indsnævre pupillen og stimulere øjets lakrimation (nyttig til behandling af glaukom) er en muskarinagonist; Faktisk binder den sig til muscarinske acetylcholinreceptorer. I denne forstand modvirker pilocarpin virkningen af atropin, som i stedet er en muscarinisk antagonist og som sådan hæmmer aktiviteten af den parasympatiske (parasympatolytiske). Atropin blokerer muskarinreceptorer, mens curare blokerer nikotinreceptorer.
