Acetylcholin är en neurotransmittor, en substans som produceras av vår kropp för att överföra nervimpulser till flera punkter i centrala och perifera nervsystemet. De neuroner som utsöndrar acetylkolin kallas kolinergika; analogt tal för dess receptorer, vilka utmärks av nikotiniska och muskarinreceptorer. Den olika koncentrationen och kemiska konformationen av dessa receptorer och av de relaterade isoformerna i vävnaderna betyder att de olika läkemedlen som stör verkan av acetylkolin kan ge effekter som i allmänhet är begränsade till en sektor snarare än en annan. Trots denna strukturella mångfald kan acetylkolin binda till båda receptorerna, eftersom delen av molekylen som interagerar med muskarinreceptorer skiljer sig från de nikotinreceptorer. Detta är en av anledningarna till att acetylkolin inte används direkt för terapeutiska ändamål: eftersom det verkar på alla kroppens kolinerga receptorer (både muskarin och nikotin) är dess verkan för utbredd och inte särskilt specifik.
Acetylcholin var den första neurotransmittorn som skulle upptäckas tack vare studier av Otto Loewi som kronades 1924. Från kemisk synpunkt bildas acetylkolin genom föreningen av en kolinmolekyl med ett acetylko-enzym A (acetyl -CoA); Den första är en liten molekyl koncentrerad i fosfolipidmembranen, medan Acetyl-CoA representerar den metaboliska mellanprodukten mellan glykolys och Krebs-cykeln. Syntesen av acetylkolin från dessa två substanser sker längs axonalterminalen; omedelbart efter att den syntetiserats lagras den sedan i blåsor, vilka binder till det presynaptiska membranet när en nervös impuls kommer, sammanfogar och släpper ut innehållet genom exocytos. Vid denna tidpunkt är acetylkolin frisatt i den synaptiska klyftan fri att nå de postsynaptiska receptorerna och att interagera med dem, depolariserar cellen och ger väg till bildandet av en åtgärdspotential i nervfibern eller muskelfiber som har stimulerat; omedelbart efter denna interaktion bryts det mesta av acetylkolin omedelbart av acetylkolinesteras (ACHE). Det är ett enzym placerat nära de kolinerga receptorerna, där det verkar genom att bryta bindningen mellan acetat och kolin; den sistnämnda substansen absorberas lätt av den presynaptiska terminalen och används för syntesen av ny acetylkolin (tack vare enzymet kolin-acetyltransferas). Verkan av detta enzym är mycket viktigt, eftersom det tillåter att avbryta överföringen av nervpulsen.
Acetylcholin är sändaren av alla nerver som kontrollerar frivillig muskulatur (se neuromuskulär plack); emellertid, även om den på denna nivå ger upphov till en excitatorisk effekt, inom det parasympatiska systemet utför det huvudsakligen hämmande åtgärder (de flesta sympatiska neuronerna utsöndrar epinefrin medan de flesta av de parasympatiska neuronerna utsöndrar acetylkolin). Denna molekyl orsakar en sänkning av hjärtfrekvensen, samtidigt som den stimulerar utsöndringen av bronkial-, spottkörtel-, mag- och bukspottkörteln, ökar intestinalperistalmen och i allmänhet alla matsmältningsfunktioner. Liksom på nivån av skelettmuskulärens motivplattor och av det parasympatiska nervsystemets post-ganglioniska avslutningar kan acetylkolin hittas vid nivån av synapser mellan pre-ganglioniska fibrer och post-ganglioniska neuroner i det sympatiska och parasympatiska nervsystemet och av binjurmedulla, liksom i vissa synapser i centrala nervsystemet.
De muskariniska åtgärderna motsvarar de som induceras av acetylkolin frisläppt av post-ganglioniska parasympatiska nervändarna, med två signifikanta undantag:
Acetylkolin orsakar en generaliserad vasodilation, även om de flesta av kärlen inte är innerverade av det parasympatiska systemet.
Acetylcholin orsakar utsöndring av svettkörtlarna, vilka är innerverade av kolinerga fibrer i det sympatiska nervsystemet.
Nikotiniska verkningar motsvarar de för acetylkolin som frisätts vid nivån av ganglioniska synapser av sympatiska och parasympatiska system, av den neuromuskulära placken av frivilliga muskler och av nervändar av splanchniska nerver som omger de sekretoriska cellerna av binjurmedulla.
Som förväntat kan effekter som liknar acetylkolinhalten framställas av substanser som kan stimulera kolinerga receptorer (parasympatomimetika) eller blockera verkan av acetylkolinesteras (antikolinesteras). Parallellt kan effekterna av acetylkolin blockeras av ämnen som kan binda till kolinerga receptorer, vilket gör dem otillgängliga för att hämta signalen överförd av acetylkolin (antikolinergika). Låt oss titta på några exempel.
Curare orsakar död genom muskelförlamning, blockerar acetylkolinens verkan på muskelmembranen (där nikotinreceptorer finns); physostigmin, å andra sidan, förlänger acetylkolinens verkan genom att blockera kolinesteras, medan den svarta änkens gift stimulerar ett överskott av frisättning. Nervgaser blockerar också detta enzym, vilket gör att acetylkolin förblir förankrad till dess receptorer; den dödliga effekten av dessa gaser är användbar för att undersöka effekterna av interaktionen mellan acetylkolin och dess muskarinreceptorer: hosta, brösttäthet, bronkial hypersekretion mot lungödem, illamående, kräkningar, diarré, ökad salivation, mios och svårigheter i syn, minskning av hjärtfrekvensen upp till arrestering och urininkontinens. Å andra sidan, på grund av ackumulering av acetylkolin i nikotinreceptorer uppträder symtom som: hudlindring, takykardi, arteriell hypertoni, hyperglykemi och förändringar som påverkar muskuloskeletala systemet, särskilt asteni och lätt muskelutmattning, tremor och kramper. För ackumulering av acetylkolin kan skelettmuskulaturen förlamas och dödsfallet kan resultera i muskelsammandragning. Slutligen innefattar effekterna på centrala nervsystemet tonik-kloniska sammandragningar av epileptiform typ, upp till depression av andningsorganen och till döden. Detta uppträder generellt på grund av asfyxi på grund av förlamning av membranet och de interostala musklerna. Botox, ett giftigt toxin som används i oändliga koncentrationer i estetisk medicin, har också att göra med acetylkolin; Faktum är att det med sin åtgärd förhindrar att det släpps ut ur blåsorna. På så sätt orsakar botoxen en fläckig förlamning av musklerna, blir dödlig när den tungt involverar andningsorganen; I detta avseende står det emot verkan av stubbkramp, som kännetecknas av spastisk förlamning, som dock är oberoende av acetylkolin. Pilokarpin, ett läkemedel som huvudsakligen används i oftalmologi för att begränsa eleven och stimulera ögatens lacrimation (användbart vid behandling av glaukom) är en muskarinagonist; i själva verket binder den till muskarinacetylkolinreceptorer. I detta avseende motverkar pilokarpin verkan av atropin, som istället är en muskarinantagonist och som sådan hämmar aktiviteten hos den parasympatiska (parasympatolytiska). Atropin blockerar muskarinreceptorer, medan curare blockerar nikotinreceptorer.
