Ацетилхолін

Ацети́лхолі́н, скорочено АХ^[2][3] (англ. ACh) — хімічна речовина, естер оцтової кислоти та холіну, нейромедіатор як у периферичній, так і у центральній нервовій системі багатьох живих організмів, включаючи людину. Перший відкритий фізіологами нейротрансмітер.

Ацетилхолін
Систематична назва	2-(ацетилокси)-N, N,N-триметилетанамін
Ідентифікатори
Номер CAS	51-84-3
Номер EINECS	200-128-9
DrugBank	DB03128
KEGG	C01996
Назва MeSH	D02.092.211.111
ChEBI	15355
Код ATC	S01EB09
SMILES	CC(=O)OCC[N+](C)(C)C[1]
InChI	InChI=1S/C7H16NO2/c1-7(9)10-6-5-8(2,3)4/h5-6H2,1-4H3/q+1
Номер Бельштейна	1764436
Номер Гмеліна	326108
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Хімічні властивості

Ацетилхолін — це естер оцтової кислоти та холіну з хімічною формулою CH₃COOCH₂CH₂N⁺(CH₃)₃.

За систематикою IUPAC має назву 2-(ацетилокси)-N, N,N-триметилетанамін (лат. 2-(acetyloxy)-N,N,N-trimethylethanaminium).

Фізіологічна роль

Є нейромедіатором, який передає нервове збудження через синаптичну щілину у парасимпатичній нервовій системі.

Зв'язування ацетилхоліну з ацетилхоліновим рецептором на волокнах посмугованих м'язів відкриває канали у мембрані. Йони натрію заходять до саркоплазми волокна, викликаючи появу потенціалу дії і стимулюючи м'язове скорочення. Ацетилхолін є збудливим медіатором у головному мозку. Травні залози, що отримують імпульси від парасимпатичної частини автономної нервової системи стимулюються таким же чином. Разом з тим ацетилхолін є гальмівним медіатором для серця, судин, залоз шкіри.

Біосинтез і деградація

Ацетилхолін синтезується в деяких нейронах за допомогою ензиму Холінацетилтрансфераза з молекул холіну та ацетил-КоА, гідролізується ферментом ацетилхолінестеразою. Органічні сполуки ртуті добре зв'язуються з тіоловими групами, що пояснює їх ефект блокування роботи холінацетилтрансферази. Це блокування може привести до ацетилхолінової недостатності та вплинути на роботу м'язів.

Зазвичай фермент ацетилхолінестераза перетворює ацетилхолін на неактивні метаболіти холін та оцтову кислоту. Різкий ефект нервових агентів^{[джерело?]} зумовлений блокуванням цього ензиму, призводить до безперервної стимуляції м'язів, залоз та центральної нервової системи.

Деякі інсектициди ефективні завдяки блокуванню цього ферменту в комах. Недостатній синтез ацетилхоліну у мозку спостерігається при хворобі Альцгеймера, тому блокатори ацетилхолінестерази (руйнівника ацетилхоліну) вважаються потенційними лікарськими засобами проти цієї хвороби^{[джерело?]}.

Секреторні зони

Ацетилхолін виділяється в:

• ЦНС нейронах у трьох ключових зонах
  • Дорзолатеральний міст, який має багато цілей у всьому мозку та включений у ШРО-сон
  • Базальний передній мозок, основне джерело холінергічної іннервації кортексу, що бере участь у полегшенні навчання
  • Прозора перегородка^[en] (лат. septum pellucidum), що проектується на значну частину лімбічної системи, та може викликати ритмічну активацію у гіпокампі, важливу для навчання
  • багато асоціативних нейронів базальних гангліїв також холінергічні
• деякі нейрони ПНС, включаючи
  • мотонейрони соматичної нервової системи, які викликають скорочення посмугованих м'язів
  • автономна нервова система:
    • пре- та пост-гангліонарні парасимпатичні нейрони
    • прегангліонарні симпатичні нейрони (та також постгангліонарні судинорухові нейрони, тобто ті, що контролюють виділення поту)

Токсин ботулізму пригнічує виділення ацетилхоліну, а отрута павука чорна вдова (Latrodectus mactans) має зворотний ефект.^{[джерело?]}

Фармакологія

Існують два основних класи холінорецепторів (AChR): нікотинові та мускаринові. Вони так названі за токсинами, які є лігандами та активаторами кожного з класів — нікотином (присутній у пасльонових рослин) і мускарином (токсином мухомору).

Нікотинові рецептори

Докладніше: Нікотиновий ацетилхоліновий рецептор

Нікотинові AChR'и є іонотропними рецепторами, пропускаючи іони натрію, калію та хлору. Вони стимулюються нікотином та блокуються отрутою кураре. Усі периферичні AChR'и нікотинові, наприклад, ті що у серці чи на нейром'язових з'єднаннях. Вони також знайдені у мозку, але в невеликій кількості.^{[джерело?]}

Мускаринові рецептори

Докладніше: Мускариновий ацетилхоліновий рецептор

Мускаринові рецептори метаботропні, належать до класу рецепторів, спряжених із G-білками та діють довше, активуються мускарином та блокуються атропіном. Екстракти цієї рослини містять цю речовину, та її дія на мускаринові AChR'и що викликають розширення зіниці раніше застосувалися у багатьох європейських країнах. Тепер ACh інколи використовується при хірургії катаракти щоб викликати швидке розширення зіниці. Він повинен бути доставлений інтраокулярно, тому що холінестераза рогової оболонки метаболізує ацетилхолін з поверхні до того, як він може дифундувати в око. Препарат продається під торговельною маркою «Міокол-Е» (Miochol-E, CIBA Vision)^{[джерело?]}. Подібні ліки використовуються, щоб викликати мідріаз (розширення зіниці) при кардіопульмонарній реанімації (CPR) та багатьох інших ситуаціях.^{[джерело?]}

Патології і використання у медицині

Міастенія, що характеризується слабкістю м'язів та втомою виникає тоді, коли тіло виробляє автоантитіла проти ацетилхолінових рецепторів, і тому пригнічує відповідну передачу ацетилхолінових сигналів. Ліки ефективні проти цього захворювання — блокатори ацетилхолінестерази (наприклад, неостигмін та піридостігмін).

Блокування чи стимулювання дії ацетилхоліну широко використовується в медицині.

Інгібітори ацетилхолінестерази підвищують дію ацетилхоліну, затримуючи його розпад; деякі використовуються як нервові агенти або пестициди. Клінічно застосування щоб звернути дію м'язових релаксантів, щоб лікувати міастенію та хворобу Альцгеймера (рівастигмін, що підвищує холінергічну активність мозку).

Агоністи ACh-рецепторів

• карбахол^[en]

Антагоністи ACh-рецепторів

• суругатоксін^[en]
• триметафан^[en]
• мекаміламін^[en]

У рослин

Зустрічається у жалючому соку листя кропиви жалкої (Urtica urens L.). Разом з гістаміном, потрапляючи до ранки на шкірі, діють на нервові закінчення, викликаючи печію та свербіж.^[4]

Історія відкриття

Ацетилхолін (ACh) був уперше виділений у 1914 Генрі Галлетом Дейлом по його дії на серцеву тканину. Підтверджений як нейротрансмітер Отто Леві, який спершу дав йому ім'я «ваґусштоф» (vagusstoff) за латинською назвою блукаючого нерва, звідки його було виділено.

Обидва вчені отримали Нобелівську премію з медицини (1936).

Див. також

• Нейрохімія
• Молекулярна нейронаука
• Нейромедіатори

Примітки

1. acetylcholine

   d:Track:Q278487
2. Н. О. Сибірна, Г. Я. Гачкова, І. В. Бродяк та ін. (2018). Функціональна біохімія. Львів: Видавництво Львівського національного університету імені Івана Франка. с. 9. ISBN 978-617-10-0351-4. {{cite book}}: Явне використання «та ін.» у: |last= (довідка)
3. Шевчук В. Г. та ін. Фізіологія. 2-ге видання: Підручник для ВМНЗ IV р.а. Нова Книга. с. 12. ISBN 9789663825328. Архів оригіналу за 3 грудня 2018. Процитовано 2 грудня 2018. {{cite book}}: Явне використання «та ін.» у: |last= (довідка)
4. М. Л. Рева, Н. Н. Рева Дикі їстівні рослини України / Київ, Наукова думка, 1976—168 с. — С. 23

Література

• Basic Neurochemistry: Molecular, Cellular and Medical Aspects (8th ed.) / Edited by Scott T. Brady, George J. Siegel et al. — Academic Press, 2012. ISBN 978-0-12-374947-5
• Molecular biology of the cell (6th ed) / Alberts B. Johnson A. Lewis J. Morgan D. Raff M. C. Roberts K. Walter P. Wilson J. H. & Hunt T. Garland Science Taylor and Francis Group, 2015.
• From Molecules to Networks An Introduction to Cellular and Molecular Neuroscience. / John H. Byrne, Ruth Heidelberger and M. Neal. Academic Press, 2014. ISBN 978-0-12-397179-1
• Principles of neural science (6th ed.) / Kandel, E. R., Schwartz, J. H., & Jessell, T. M. McGraw-Hill, Health Professions Division, 2019.
• Brenner, G. M. (2000). Pharmacology. Philadelphia, PA: W.B. Saunders Company. ISBN 0-7216-7757-6
• Canadian Pharmacists Association (2000). Compendium of Pharmaceuticals and Specialties (25th ed.). Toronto, ON: Webcom. ISBN 0-919115-76-4
• Carlson, NR (2001). Physiology of Behavior-7th ed. Needham Heights, MA: Allyn and Bacon. ISBN 0-205-30840-6

Посилання

• АЦЕТИЛХОЛІН [Архівовано 10 березня 2016 у Wayback Machine.] Фармацевтична енциклопедія
• Текст з Університету Толедо
• Текст з Університету Вашингтона (Ст. Луїс)