Atsetüülkoliin

Atsetüülkoliin on neuromediaator (neurotransmitter) ehk närviimpulsse vahendav aine.

Ajalugu

Atsetüülkoliin oli esimene avastatud neuromediaator. Selle olemasolu tegi 1914. aastal kindlaks Sir Henry Hallett Dale, kes avastas atsetüülkoliini toime südamele. 1921. aastal avastas Otto Loewi, et uitnärvi (Nervus vagus) stimuleerimisel eritub teatavat ainet, millel on närvisüsteemis olulised ülesanded, ning andis sellele nimeks Vagusstoff (tõlkes Vaguse aine). Hiljem avastati, et tegu on ühe ja sama ainega. 1936. aastal sai Otto Loewi oma avastuste eest Nobeli füsioloogia- või meditsiiniauhinna, mida jagas Dale'iga.

Atsetüülkoliini sünteesimine

Atsetüülkoliini sünteesitakse organismis koliinist (vitamiin B4).

Atsetüülkoliini funktsioonid

Atsetüülkoliini leidub nii perifeerses kui kesknärvisüsteemis.

Funktsioonid perifeerses närvisüsteemis

Atsetüülkoliin on ainus neurotransmitter, mis kannab edasi impulsse lihaste liigutamiseks. Samuti on ta peamine parasümpaatilise närvisüsteemi mediaator.

Funktsioneerimine vegetatiivses närvisüsteemis

Atsetüülkoliin funktsioneerib nii vegetatiivse närvisüsteemi parasümpaatilises kui sümpaatilises osas. Atsetüülkoliini toimel skeletilihaste kontraktsioonivõime suureneb, südame oma aga väheneb. Atsetüülkoliin kutsub esile veresoonte seintes olevate silelihasrakkude lõõgastumise, põhjustades seega veresoonte laienemist.

Vabaneb järgmistes piirkondades:

• kõik parasümpaatilised pre- ja postganglionaarsed neuronid;
• kõik sümpaatilised preganglionaarsed neuronid (sümpaatilised preganglionaarsed närvikiud neerupealiste säsisse, kus toodetakse adrenaliini ja noradrenaliini);
• mõned sümpaatilised postganglionaarsed neuronid (higinäärmetesse suunduvad närvikiud).

Funktsioonid kesknärvisüsteemis

Atsetüülkoliin vahendab mälu, tähelepanu, koordinatsiooni ja tasakaalutunnetusega seotud impulsse. Samuti kutsub see esile organismi sisenemistREM-une faasi. Aju atsetüülkoliini tootva süsteemi kahjustudes tekivad mäluhäired, mida seostatakse Alzheimeri tõve tekkega.

Atsetüülkoliini funktsioneerimine närviraku ja lihasraku vahelises (neuromuskulaarses) liideses

• Närviraku membraan depolariseerub (tekib elektriline laeng ehk aktsioonipotentsiaal). Selle tagajärjel avatakse laengust sõltuvad (voltaažtundlikud) kaltsiumioonide kanalid.
• Kaltsiumioonide sisaldus närvirakus suureneb, mille tulemusel atsetüülkoliin väljub rakust sünaptilisse pilusse.
• Atsetüülkoliin seostub lihasraku pinnal olevate nikotiin-atsetüülkoliini retseptoritega, mis moodustavad naatriumikanali.
• Naatriumikanal avaneb ning naatriumioonid liiguvad lihasrakku, kutsudes esile rakumembraani depolariseerumise (aktsioonipotentsiaali tekke).
• Selle tagajärjel avanevad kaltsiumikanalid tsütoplasmavõrgustiku (sarkoplasmaatilise retiikulumi) pinnal ning kaltsiumioonid liiguvad rakuorganellide vahelisse ainesse ehk tsütosooli, kutsudes esile lihasraku kokkutõmbe.

Atsetüülkoliini retseptorid

Atsetüülkoliini funktsiooni võimaldavad täita rakumembraanil olevad retseptorid, mida on kaht tüüpi.

Nikotiin-atsetüülkoliini retseptorid

Tegu on ionotroopsete retseptoritega (moodustavad ioonkanali), mida stimuleerivad nikotiin ja atsetüülkoliin.

Neid ioonkanaleid suudavad läbida naatrium-, kaalium- ja kloorioonid.

Retseptorite tüübid:

• muskulaarsed (neid blokeerib näiteks curare);
• neuronaalsed (blokeerib näiteks heksametoonium).

Nikotiin-atsetüülkoliini retseptorid asuvad peamiselt lihasrakkudel, vegetatiivse närvisüsteemi ganglionites (närvirakkude tuumade koondumispaigad väljaspool kesknärvisüsteemi) ning kesknärvisüsteemis.

Muskariin-atsetüülkoliini retseptorid

Need on metabotroopsed retseptorid (ei moodusta ioonkanaleid, kuid on G-valkude kaudu (asuvad rakumembraanis) ioonkanalitega seotud), mida stimuleerivad muskariin ja atsetüülkoliin.

Muskariin-atsetüülkoliini retseptorid asuvad kesk- ja perifeerses süsteemis, südames, kopsudes ja mitmetes näärmetes.

Muskariin-atsetüülkoliini retseptoreid blokeerib atropiin. Atropiini kasutamine toob kaasa pupilli suurenemise, mida on minevikus mitmetes Euroopa kultuurides kasutatud atraktiivuse suurendamiseks, kasutades näiteks atropiini sisaldavat belladonnat. Atropiini kasutatakse ka kaeoperatsioonidel, kutsumaks esile silmaava laienemist. Seda tuleb manustada silmamuna sisse, sest peale kandes reageerib see koliinesteraasiga ega jõua silmamuna sisse. Atropiini kasutatakse veel elustamise käigus, et blokeerida atsetüülkoliini mõju südamelihasele.