Acetylocholina - klucz do pamięci

Acetylocholina - klucz do pamięci

Zastanówmy się na chwilę nad takimi funkcjami psychicznymi jak pamięć i uwaga. Dodajmy do tego fizjologiczne wskaźniki odpoczynku i regeneracji i dołączmy jeszcze miarę sprawnego funkcjonowania naszych mięśni. Co może łączyć te wszystkie rzeczy? Przede wszystkim fakt, że wszystkie z nich w dużej mierze opierają się na działaniu acetylocholiny.
 

Kiedy odkryto acetylocholinę?

Acetylocholina jest neuroprzekaźnikiem, który odkryty i opisany został najwcześniej. Już na początku XX wieku dokonał tego Henry Hallett Dale, a kilka lat później austriacki farmakolog Otto Loewi nadał odkrytej substancji nazwę vagusstoff, podkreślając tym samym jej zdolność do symulacji działania nerwu błędnego. Odkrycia obu badaczy zostały w 1936 roku uhonorowane Nagrodą Nobla. Acetylocholina syntezowana jest z choliny i reszty kwasu octowego. Tym, co wyróżnia ją spośród reszty neurotransmiterów jest fakt, że jej aktywność w synapsie kończy się rozkładem przez specjalny enzym. Działa zarówno w ośrodkowym jak i obwodowym układzie nerwowym.

Wyróżnia się dwa typy receptorów cholinergicznych:

  • nikotynowe (nazwane tak z tego względu, że pobudzane są przez nikotynę) - występują głównie w zwojach autonomicznego układu nerwowego i na złączach nerwowo mięśniowych, rzadziej w ośrodkowym układzie nerwowym;
  • muskarynowe (swoją nazwę zawdzięczają temu, że pobudzane są przez muskarynę, substancję obecną w niektórych muchomorach) - powszechnie występują w ośrodkowym układzie nerwowym, znajdują się także w zwojach autonomicznych i połączeniach neuroefektorowych.

Rola acetylocholiny w obwodowym układzie nerwowym

Acetylocholina jest neuroprzekaźnikiem somatycznego układu nerwowego, który jest układem odpowiedzialnym za kontakt ze środowiskiem zewnętrznym. Unerwia on mięśnie szkieletowe i w celu ich pobudzania wykorzystuje acetylocholinę uwalnianą w płytkach nerwowo-mięśniowych.
W części autonomicznej obwodowego układu nerwowego acetylocholina uwalniana jest w przedzwojowych neuronach układu współczulnego oraz w przed- i zazwojowych neuronach układu przywspółczulnego. Jest także neurotransmiterem w rdzeniu nadnerczy i w gruczołach potowych. Jej rola sprowadza się głównie do pełnienia funkcji charakterystycznych dla przywspółczulnego układu nerwowego. Są to więc czynności związane z odpoczynkiem i regeneracją organizmu. W takim stanie nasze źrenice się zwężają, akcja serca jest wolniejsza, oddychamy spokojnie i głęboko. Rozszerzają się też naczynia krwionośne, co w efekcie prowadzi do spadku ciśnienia krwi. Poprawiają się także funkcje trawienne układu pokarmowego. Dzieje się tak dzięki temu, że zrelaksowany organizm nie musi przeznaczać energii na walkę bądź ucieczkę i może ją spożytkować na aktywności związane z trawieniem. Dodatkowo kurczy się pęcherz moczowy i wzrasta ilość wydzielanej insuliny.
 

Acetylocholina w ośrodkowym układzie nerwowym

Acetylocholina ma także wpływ na istotne funkcje ośrodkowego układu nerwowego. W skład układu cholinergicznego mózgowia wchodzi szereg ważnych struktur, wśród których warto wyróżnić:

  • neurony jąder nakrywki i jąder międzykonarowych – są umiejscowione najbardziej „z tyłu” mózgu i wchodzą w skład tworu siatkowatego, którego zadaniem jest regulacja funkcji wegetatywnych, czuwania, snu i świadomości,
  • jądra przodomózgowia – położone w podstawnej części kresomózgowia (wlicza się w nie jądro podstawne Meynerta, którego integralność jest warunkiem sprawnego funkcjonowania pamięci),
  • część przyśrodkową przegrody, hipokampa, ale także neurony kory mózgowej oraz interneurony prążkowia i jądra półleżącego.

Pamięć, uwaga i choroba Alzheimera

Układ cholinergiczny zaangażowany jest więc przede wszystkim w funkcje związane z pamięcią i uwagą. Kieruje przepływem impulsów, pracą motoryczną, nauką oraz pełni zasadniczą rolę w organizacji ludzkiej świadomości. Postępujące z wiekiem osłabienie pamięci związane jest właśnie między innymi ze spadkiem jakości transmisji cholinergicznej. Neurony cholinergiczne występujące w jądrze Meynerta mają tendencję do zmian aktywności podczas wykonywania zadań związanych z prezentacją bodźców wzmacniających. Acetylocholina wywołuje „torowanie” neuronów kory nowej i hipokampa przez co ułatwia pobudzanie związane z nagrodą oraz uczenie się asocjacyjne (przez skojarzenia). Okazuje się, że podniesienie poziomu acetylocholiny zwiększa jakość wykonania testów pamięciowych i inteligencji.

Rola acetylocholiny w niektórych zaburzeniach

Aby w pełni docenić rolę acetylocholiny wystarczy wspomnieć, że jej niedobór ma wpływ na rozwój takich schorzeń jak choroba Alzheimera czy miastenia (łac. myasthenia gravis). Z chorobą Alzheimera jest związany typowy zanik ośrodkowych dróg cholinergicznych. Natomiast miastenia to autoimmunologiczna choroba, w której przeciwciała atakują nikotynowe receptory cholinergiczne na płytce nerwowo-mięśniowej. Skutkuje to ogólnym zmęczeniem i osłabieniem mięśniowym, problemami z przełykaniem, opadaniem powiek a nawet podwójnym widzeniem i trudnościami z oddychaniem.
Jako pierwszy odkryty neuroprzekaźnik, w przeciągu ostatnich lat acetylocholina i związane z nią mechanizmy zostały dokładnie zbadane i opisane. Dzięki temu doceniamy jej rolę zarówno w fizjologii naszego organizmu, jak i w przebiegu wyższych funkcji psychicznych. Acetylocholina jest kluczem do zrozumienia patogenezy wielu schorzeń, a wiele leków użytecznych klinicznie działa właśnie za pośrednictwem układu cholinergicznego.

Łucja Kudła
 
Literatura:
  • Longstaff A., Neurobiologia. Krótkie wykłady. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2012
W naszym społeczeństwie niewiele mówi się o Zespole Kruchości - schorzeniu, które dotyka osoby w wieku geriatrycznym. Zazwycz... czytaj więcej
Czy moc generowana przez elektrownie jądrowe w USA jest przyczyną utonięć w basenie, a rosnąca liczna prawników w Portoryko -... czytaj więcej
Czym jest synestezja? Synestezja bywa często rozumiana jako proste „poplątanie” zmysłów lub mechanizmów odpowiedzialnych za p... czytaj więcej
Mózgowy zespół utraty soli (ang. cerebral salt-wasting syndrome, CSWS) to zaburzenie, którego istotą jest obniżenie poziomu s... czytaj więcej