Ацетилхолін

Ацетилхолін – це нейромедіатор, який синтезується з двох прекурсорів: холіну та ацетилкоензиму А (АсСоА). Холін є похідним внутрішніх та зовнішніх ресурсів, а АсСоА виробляється з глюкози мітохондріями нейронів. Ці два субстрати взаємодіють із ферментом холінацетилтрансферазою (САТ), який продукує нейротрансміттер ацетилхолін (ACh).

Ацетилхолін – це нейромедіатор, який синтезується з двох прекурсорів: холіну та ацетилкоензиму А

(Stephen M. Stahl., Stahl's Essential Psychopharmacology: Neuroscientific Basis and Practical Applications 4th Edition Fig. 13-17)

Дію ацетилхоліну обмежують два ферменти: ацетилхолінестераза (AChE) та бутирилхолінестераза (Butyrylcholinesterase, BuChE, іноді також зустрічаються назви "псевдохолінестераза" або "неспецифічна холінестераза"). Обидва ферменти перетворюють ацетилхолін у холін, який транспортується до пресинаптичного холінергічного нейрону для ресинтезу в ацетилхолін. Не зважаючи на те, що обидва ферменти метаболізують один субстрат, вони мають значні відмінності, адже кодуються різними генами та мають різне розповсюдження у тканинах. BuChE також представлена у ЦНС, особливо у гліальних клітинах. AChE вважається ключовим ферментом, що інактивує ацетилхолін у холінергічних синапсах. BuChE проявляє свою активність, коли ацетилхолін розповсюджується на клітини глії. AChE представлена у ШКТ, скелетних м’язах, клітинах крові. BuChE також наявна у ШКТ, плазмі крові, скелетних м’язах, плаценті та печінці. BuChE може знаходитись в деяких специфічних нейронах, а також у амілоїдних бляшках.

Дію ацетилхоліну обмежують два ферменти: ацетилхолінестераза (AChE) та бутирилхолінестераза

(Stephen M. Stahl., Stahl's Essential Psychopharmacology: Neuroscientific Basis and Practical Applications 4th Edition Fig. 13-18)

Ацетилхолін, який вивільнився з нейрона, дуже швидко руйнується AСhE, що робить його доступним для транспортування до пресинаптичного нейрону за допомогою транспортерів, подібних до транспортерів моноамінів. Як тільки холін повертається до пресинаптичного терміналу, він одразу зворотньо перетворюється у ацетилхолін і зберігається у синаптичних везикулах. До везикул він потрапляє за допомогою відповідного везикулярного транспортеру (VAChT), аналогічного до везикулярних траспортерів моноамінів.

Існує велика кількість рецепторів до ацетилхоліну. Основними підтипами є нікотинові та мускаринові субтипи холінергічних рецепторів. Мускаринові рецептори стимулюються алкалоїдом грибів - мускарином, нікотинові рецептори - алкалоїдом табаку, нікотином. Нікотинові рецептори є ліганд-залежними, швидкими, збуджуючими, блокуються курарином. Мускаринові рецептори, на відміну від нікотинових, метаботропні, можуть бути як збуджуючими, так і гальмівними. Більшість з них блокуються атропіном, скополаміном та іншими відомими холінергічними препаратами. Нікотинові та мускаринові рецептори поділені на численні підтипи.

Існує велика кількість рецепторів до ацетилхоліну

(Stephen M. Stahl., Stahl's Essential Psychopharmacology: Neuroscientific Basis and Practical Applications 4th Edition Fig. 13-19)

Мускаринові 1 (М1) рецептори – постсинаптичні, відіграють важливу роль у регуляції пам’яті. Мускаринові 2 (М2) рецептори є як постсинаптичними, так і пресинаптичними ауторецепторами. Під час активації синаптичним ацетилхоліном вони гальмують вивільнення ацетилхоліну з пресинаптичного нейрону. Інші рецептори, включаючи М3, М4 та М5 - постсинаптичні. Їх функції залишаються предметом досліджень, включно з М3 рецепторами, які поширені поза межами нервової системи і обумовлюють периферичні побічні ефекти холінергічних препаратів.

Основними підтипами є нікотинові та мускаринові субтипи холінергічних рецепторів

(Stephen M. Stahl., Stahl's Essential Psychopharmacology: Neuroscientific Basis and Practical Applications 4th Edition Fig. 13-20)

Холінергічна нейротрансмісія відбувається також за участі ліганд-залежних збуджуючих іонних каналів, відомих як нікотинові холінорецептори. Існує велика кількість підтипів рецепторів цього класу, їх назви походять від назв субодиниць, з яких вони побудовані. Два найбільш важливих - ті, що мають α7 -субодиницю та α4 β2 -субодиниці. α7 -рецептори можуть існувати пресинаптично, де вони сприяють вивільненню ацетилхоліну, або постсинаптично, де вони відіграють важливу роль у регуляції когнітивних функцій. α4 β2 -рецептори - постсинаптичні, і регулюють вивільнення дофаміну у прилягаючому ядрі (nucleus accumbens). Вважається, що саме вони є головною мішенню для нікотину.

Альфа-7 нікотинові холінорецептори можуть існувати як пресинаптично, так і постсинаптично. Постсинаптичні рецептори задіяні у важливих когнітивних функціях префронтальної кори. Коли вони присутні пресинаптично, на холінергічних нейронах, їх активація сприяє вивільненню ацетилхоліну. Крім того, α7-нікотинові рецептори представлені також на нейронах, які продукують інші нейротрансміттери: глутаматних та дофамінових. Коли ацетилхолін поширюється за межі синапсу і досягає пресинаптичних гетерорецепторів, це сприяє вивільненню нейротрансміттерів з цих нейронів (дофаміну або глутамату).

Коли ацетилхолін поширюється за межі синапсу і досягає пресинаптичних гетерорецепторів, це сприяє вивільненню нейротрансміттерів з цих нейронів (дофаміну або глутамату)

(Stephen M. Stahl., Stahl's Essential Psychopharmacology: Neuroscientific Basis and Practical Applications 4th Edition Fig. 13-21)

На малюнку представлені головні холінергічні шляхи мозку. Тіла холінергічних нейронів знаходяться в стовбурі мозку і віддають проекції в інші ділянки мозку, а саме в префронтальну кору, мигдалину та гіпокамп. Таким чином, вони є важливими для мнестичних процесів.

Тіла нейронів віддають проекції у префронтальну кору (PFC), передній мозок (BF), таламус (T), гіпоталамус (Ну), мигдалину (А), гіпокамп (Н)

(Stephen M. Stahl., Stahl's Essential Psychopharmacology: Neuroscientific Basis and Practical Applications 4th Edition Fig. 13-23)

Тіла нейронів віддають проекції у префронтальну кору (PFC), передній мозок (BF), таламус (T), гіпоталамус (Ну), мигдалину (А), гіпокамп (Н).

Холінергічна проекція з базального переднього мозку (BF) до префронтальної кори (PFC), мигдалини (А) та гіпокампу (Н) вважаються задіяними у мнестичних процесах.

(Stephen M. Stahl., Stahl's Essential Psychopharmacology: Neuroscientific Basis and Practical Applications 4th Edition Fig. 13-24)

Холінергічна проекція з базального переднього мозку (BF) до префронтальної кори (PFC), мигдалини (А) та гіпокампу (Н) вважаються задіяними у мнестичних процесах.

Переклад: Роман Бальоха

Редагування: Христина Шалак, Андрій Бондарчук

Використані джерела

Stephen M. Stahl., Stahl's Essential Psychopharmacology: Neuroscientific Basis and Practical Applications 4th Edition ch. 13

Останні статті

  • Глутамат - головний медіатор збудження в ЦНС, синтезується з прекурсору глутаміну за участю ферменту глутамінази. Після синтезу, глутамат упаковується до синаптичних везикул за допомогою везикулярного транспортеру глутамату VgluT. Глутамат вивільняється з пресинаптичного нейрона внаслідок потенціалу дії.

  • Дофамін - моноаміновий нейромедіатор, який продукує як збуджуючі так і гальмівні потенціали, в залежності від постсинаптичних рецепторів. Дофамін приймає участь у таких важливих функціях як рухова активність, увага, навчання, та підсилює ефект деяких речовин якими люди схильні зловживати.

  • Селективні інгібітори зворотного захоплення серотоніну (СІЗЗС) (Selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs) – фармакологічна група препаратів, які використовуються, як для лікування депресії та тривожних розладів, так і деяких інших станів. Група СІЗЗС включає в себе 6 агентів