Acetylcholine là một chất dẫn truyền thần kinh, một chất được cơ thể chúng ta sản xuất để chuyển các xung thần kinh đến nhiều điểm trong hệ thống thần kinh trung ương và ngoại biên. Các tế bào thần kinh tiết ra acetylcholine được định nghĩa là cholinergic; lời nói tương tự cho các thụ thể của nó, được phân biệt trong các thụ thể nicotinic và muscarinic. Nồng độ và cấu trúc hóa học khác nhau của các thụ thể này và của các đồng phân liên quan trong các mô, gây ra các loại thuốc khác nhau can thiệp vào hoạt động của acetylcholine, có thể tạo ra các hiệu ứng bao quanh chủ yếu cho một lĩnh vực chứ không phải cho một lĩnh vực khác. Mặc dù có sự đa dạng về cấu trúc này, acetylcholine có thể liên kết với cả hai thụ thể, vì một phần của phân tử tương tác với các thụ thể muscarinic khác với nicotinic. Đây là một trong những lý do tại sao acetylcholine không được sử dụng trực tiếp cho mục đích điều trị: vì nó tác động lên tất cả các thụ thể cholinergic của sinh vật (cả muscarinic và nicotinic) hành động của nó quá phổ biến và không đặc hiệu.
Acetylcholine là chất dẫn truyền thần kinh đầu tiên được phát hiện, nhờ các nghiên cứu của Otto Loewi đăng quang vào năm 1924. Từ quan điểm hóa học, acetylcholine được hình thành bởi sự kết hợp của một phân tử choline với acetyl-coenzyme A (acetyl-coenzyme A (acetyl-coenzyme A) -CoA); đầu tiên là một phân tử nhỏ tập trung ở màng phospholipid, trong khi Acetyl-CoA đại diện cho trung gian trao đổi chất giữa quá trình glycolysis và chu trình Krebs. Quá trình tổng hợp acetylcholine bắt đầu từ hai chất này diễn ra dọc theo đầu sợi trục; Ngay sau khi được tổng hợp, nó sẽ được lưu trữ trong các túi, khi một xung thần kinh xảy ra, liên kết với màng trước sinh, làm tan chảy và giải phóng nội dung của nó bằng cách ngoại bào. Tại thời điểm này, acetylcholine được giải phóng trong khe synap có thể tự do tiếp cận các thụ thể sau synap và tương tác với chúng, khử cực tế bào và làm tăng sự hình thành tiềm năng hoạt động trong sợi thần kinh hoặc trong sợi cơ đã kích thích; ngay sau khi tương tác này, một phần tốt của acetylcholine ngay lập tức bị thoái hóa bởi acetylcholinesterase (ACHE). Nó là một enzyme được đặt gần các thụ thể cholinergic, nơi nó hoạt động bằng cách phá vỡ liên kết giữa acetate và choline; chất thứ hai dễ dàng được tái hấp thu bởi thiết bị đầu cuối trước sinh và được sử dụng để tổng hợp acetylcholine mới (nhờ enzyme choline-acetyltransferase). Hoạt động của enzyme này rất quan trọng, vì nó cho phép làm gián đoạn việc truyền xung động thần kinh.
Acetylcholine là chất truyền của tất cả các dây thần kinh điều khiển hệ cơ tự nguyện (xem mảng bám thần kinh cơ); tuy nhiên, mặc dù ở cấp độ này tạo ra hiệu ứng kích thích, trong hệ thống giao cảm, nó thực hiện chủ yếu các hoạt động ức chế (hầu hết các tế bào thần kinh giao cảm tiết ra epinephrine, trong khi hầu hết các tế bào thần kinh giao cảm đều tiết ra acetylcholine). Phân tử này gây ra nhịp tim chậm lại, đồng thời kích thích sự bài tiết của các tuyến phế quản, nước bọt, dạ dày và tuyến tụy, làm tăng nhu động ruột và nói chung là tất cả các chức năng tiêu hóa. Ngoài các mảng cơ vận động và các kết thúc sau hạch của hệ thần kinh đối giao cảm, acetylcholine có thể được tìm thấy ở cấp độ khớp thần kinh giữa các hạch thần kinh trước và hạch sau của hệ thần kinh giao cảm và giao cảm, và của tủy thượng thận, cũng như trong một số khớp thần kinh của hệ thần kinh trung ương.
Các hành động của Muscarinic tương ứng với những tác nhân gây ra bởi acetylcholine được giải phóng bởi các đầu dây thần kinh giao cảm đối giao cảm, với hai trường hợp ngoại lệ quan trọng:
Acetylcholine gây ra sự giãn mạch tổng quát, mặc dù hầu hết các mạch không được bẩm sinh bởi hệ thống giao cảm.
Acetylcholine gây ra sự bài tiết bởi các tuyến mồ hôi, được bẩm sinh bởi các sợi cholinergic của hệ thống thần kinh giao cảm.
Các hành động nicotinic tương ứng với các acetylcholine được giải phóng ở cấp độ của các khớp thần kinh của hệ thống giao cảm và đối giao cảm, của các mảng thần kinh cơ của các cơ bắp tự nguyện và các đầu dây thần kinh của các dây thần kinh liên kết xung quanh các tế bào tiết.
Như dự đoán, tác dụng tương tự như acetylcholine có thể được tạo ra bởi các chất có khả năng kích thích thụ thể cholinergic (parasympathomimetic) hoặc ngăn chặn hoạt động của acetylcholinesterase (anticholinesterase). Đồng thời, tác dụng của acetylcholine có thể bị chặn bởi các chất có thể liên kết với các thụ thể cholinergic, khiến chúng không có khả năng nhận tín hiệu được truyền bởi acetylcholine (anticholinergics). Hãy xem một số ví dụ.
Curare gây tử vong do tê liệt cơ, ngăn chặn hoạt động của acetylcholine trên màng cơ (nơi tìm thấy thụ thể nicotinic); Mặt khác, Physostigmine kéo dài tác dụng của acetylcholine bằng cách ngăn chặn cholinesterase, trong khi nọc độc của góa phụ đen kích thích sự giải phóng quá mức. Các khí thần kinh cũng ngăn chặn enzyme này, khiến acetylcholine vẫn được neo vào các thụ thể của nó; tác dụng gây chết người của các khí này rất hữu ích để nghiên cứu tác động của sự tương tác giữa acetylcholine và các thụ thể muscarinic của nó: ho, ức chế lồng ngực, tăng tiết phế quản đến phù phổi, buồn nôn, nôn, tiêu chảy, tăng tiết nước bọt, miosis và Khó nhìn, giảm nhịp tim đến khi bị bắt và tiểu không tự chủ. Do sự tích tụ acetylcholine trong các thụ thể nicotinic thay vào đó phát sinh các triệu chứng như: xanh xao da, nhịp tim nhanh, tăng huyết áp động mạch, tăng đường huyết và thay đổi hệ thống cơ xương, đặc biệt là suy nhược cơ bắp và run cơ. Do sự tích tụ của acetylcholine, cơ xương có thể bị tê liệt và tử vong có thể xảy ra do co thắt cơ bắp. Cuối cùng, các tác động lên hệ thống thần kinh trung ương bao gồm các cơn co thắt tonic-clonic thuộc loại động kinh, cho đến suy hô hấp và tử vong. Điều này thường xảy ra do ngạt do tê liệt cơ hoành và cơ liên sườn. Ngay cả botulinum, một chất độc rất độc được sử dụng ở nồng độ vô hạn trong y học thẩm mỹ, cũng phải làm với acetylcholine; với hành động của nó, trên thực tế, nó ngăn cản sự phóng thích từ các mụn nước. Theo cách này, botulinum gây ra tê liệt cơ bắp, trở nên nghiêm trọng khi liên quan nhiều đến hô hấp; theo nghĩa này, nó trái ngược với tác dụng của uốn ván, được đặc trưng bởi tê liệt co cứng, tuy nhiên độc lập với acetylcholine. Pilocarpine, một loại thuốc chủ yếu được sử dụng trong nhãn khoa để hạn chế đồng tử và kích thích sự chảy nước mắt (hữu ích trong điều trị bệnh tăng nhãn áp) là một chất chủ vận muscarinic; thực tế nó được liên kết với các thụ thể acetylcholine muscarinic. Theo nghĩa này, pilocarpine tương phản với hoạt động của atropine, mà thay vào đó là một chất đối kháng muscarinic và do đó ức chế hoạt động của giao cảm (giao cảm). Thuốc atropine ngăn chặn các thụ thể muscarinic, trong khi curaro chặn các thụ thể nicotinic.
