Acetylcholin er et vigtigt signalstof (neurotransmitter) i kroppens nervesystem. Det var den første neurotransmitter, der blev opdaget. Acetylcholin er den mest udbredte stimulerende neurotransmitter i det perifere nervesystem, hvor den frigives af motoriske neuroner (nerveceller), og i det autonome nervesystem. I centralnervesystemet er acetylcholin særligt vigtig for opmærksomhed, læring og hukommelse.
acetylkolin, ACh
En gruppe af cholinerge nerveceller er placeret i hjernebroen (pons), som sender aksoner til thalamus og retikulærsubstansen og påvirker deres rolle i forbindelse med REM-søvn. Gruppen af cholinerge nerveceller i hjernenbroen sender også aksoner til det ventrale tegmentale område (VTA) og påvirker frigivelsen af dopamin.
En anden gruppe cholinerge nerveceller ligger i de basale (nederste) dele af forhjernen i nucleus basalis og omkringliggende kerner. Nervecellerne sender aksoner til flere områder i hjernebarken, hippocampus og amygdala og er vigtige for kognitive funktioner som opmærksomhed, læring og hukommelse samt følelser og styring af adfærd.
I nogle områder af centralnervesystemet, fx basalganglierne (striatum), forekommer cholinerge nerveceller ikke i grupper, men er i stedet spredt mellem andre typer af nerveceller. Disse kaldes interneuroner.
I centralnervesystemet har acetylcholin generelt en mere modulerende virkning på andre neuroner end fx glutamat og GABA, som er hjernens primære stimulerende og inhiberende neurotransmittere. Acetylcholin modulerer nervecellers excitabilitet, påvirker plasticitet og koordinerer responsen mellem nerveceller. I centralnervesystemet er muskarinerge receptorer den dominerende receptortype for acetylcholin, men nikotinerge receptorer er også vigtige.
I det perifere nervesystem er acetylcholin signalstoffet mellem motoriske nerveceller og muskelceller. Acetylcholin frigives fra nerveenden på motoriske nerveceller og binder til nikotinerge receptorer på skeletmuskelcellens membran. Det stimulerer muskelcellen til at trække sig sammen (kontrahere).
Acetylcholin findes også i alle autonome ganglier, hvor det frigives fra både sympatiske og parasympatiske præsynaptiske nerveceller og binder til nikotinerge receptorer på postsynaptiske nerveceller.
Postganglionære parasympatiske nerveceller frigiver acetylcholin, som binder til muskarinerge receptorer i membranen til glatte muskelceller, hjertemuskelceller og kirtelceller. Acetylcholin er også en vigtig stimulerende neurotransmitter i det enteriske nervesystem i mave-tarm-kanalen.
I glat muskulatur stimulerer acetylcholin til muskelsammentrækning. Det øger muskelaktiviteten i mave-tarm-kanalen (peristaltik), stimulerer til tømning af urinblæren og galdeblæren, samt akkommodation og pupilsammentrækning i øjet. Acetylcholin øger kirtelsekretion fra bugspytkirtlen, spytkirtlerne, tårekirtlerne og svedkirtlerne.
I hjertet vil binding af acetylcholin til receptorer på hjertemuskelceller reducere hjertefrekvensen og pumpekraften. Denne virkning af acetylcholin blev opdaget ved forsøg med frøhjerter omkring århundredeskiftet og var central for forståelsen af neurotransmitteres funktion. Det blev anerkendt med Nobelprisen i medicin til Otto Loewi og Henry Dale.
Acetylcholin virker ved at binde sig til en af to hovedgrupper af receptorer: nikotinerge receptorer og muskarinerge receptorer. Navnene på receptorerne kommer af, at plantealkaloiderne nikotin og muskarin kan imitere virkningerne af acetylcholin. Der findes flere subtyper af receptorer under hver hovedgruppe.
Nikotinreceptorer er ionotrope, hvilket betyder, at receptoren er en ligandstyret ionkanal. Når nikotin binder sig til og aktiverer receptoren, åbnes ionkanalen, og cellen stimuleres. Virkningen er hurtig. Receptoren er opbygget af fem proteiner, som hver danner en subunit, og som kan være ens eller forskellige. Der kendes til 17 forskellige subunits (α1 til α10, β1 til β4, γ, δ, og ε). Receptoren på de tværstribede muskler består af to α1, en β1, en ε eller γ og en δ subunit. Nikotinerge receptorer i centralnervesystemet består af diverse kombinationer af α og β subunits eller kun α subunits.
Muskarinerge receptorer er metabotrope, G-protein-koblede receptorer, som virker langsommere end nikotinerge receptorer. M1-, M3- og M5-receptorer er af Gq-typen. Når acetylcholin binder til disse, aktiveres cellen ved, at der frigives mere calcium. M2- og M4-receptorer er af Gi/Go typen, hvor 'i' står for 'inhiberende'. Når acetylcholin binder til M2- eller M4-receptorerne, dæmpes cellens aktivitet ved, at der dannes mindre cyklisk AMP (cAMP). Disse mekanismer er forenklede og er ikke de eneste virkninger, som receptoraktiveringen har. M1-, M4- og M5-receptorer findes primært i hjernen, og M3-receptorer findes primært i perifere organer.
Acetylcholin dannes i nerveenderne på cholinerge nerveceller i cytoplasma. Det dannes af stofferne cholin og acetylcoenzym A vha. enzymet cholin-acetyltransferase, som kun findes i de cholinerge nerveceller. Acetylcholin optages derefter i vesikler og lagres, indtil et nervesignal når nerveenden og får vesiklerne til at frigive neurotransmitteren i synapsespalten.
For at nervesignalerne kan styres effektivt, er det vigtigt, at neurotransmitteren kun er til stede kortvarigt i synapsespalten. I modsætning til mange neurotransmittere, som fjernes ved at blive genoptaget af neuronerne eller andre celler, nedbrydes acetylcholin hurtigt til cholin og acetat, som er saltet af eddikesyre, af enzymet acetylcholinesterase (AchE), som findes i synapsespalten. Cholin kan optages igen og genbruges.
Flere tilstande og sygdomme hænger sammen med acetylcholin eller kan behandles ved at påvirke acetylcholinreceptorer.
Personer med Alzheimers sygdom har et udtalt cellesvind, bl.a. i nucleus basalis, og en stærkt reduceret mængde af enzymet cholin-acetyltransferase, som er nødvendig for dannelse af acetylcholin. Det kan være med til at forklare, hvorfor personer med Alzheimers sygdom har reducerede kognitive funktioner.
Myasthenia gravis er en sjælden autoimmun sygdom, hvor der dannes antistoffer mod acetylcholinreceptorer i skeletmuskulatur. Antistofferne blokerer de nikotinerge receptorer eller bidrager til, at receptorerne ødelægges, hvilket svækker overførslen af nerveimpulser til muskelcellerne. Resultatet er muskelsvaghed (myasteni) i den ramte muskulatur.
Parkinsons sygdom er kendetegnet ved en reduceret frigivelse af dopamin i basalganglierne. Dopamin regulerer bl.a. frigivelsen af acetylcholin fra nerveceller i striatum. Ubalancen mellem dopamin og acetylcholin kan bidrage til at forklare nogle af symptomerne ved Parkinsons sygdom.
Nikotin er det aktive stof i tobak og virker stimulerende på nikotinerge receptorer i hjernen. Nikotin er et kraftigt vanedannende og afhængighedsskabende stof, og nikotinafhængighed kan opstå allerede efter kortvarig brug af nikotinprodukter.
Acetylcholins virkninger kan øges, efterlignes og dæmpes ved hjælp af lægemidler.
Antikolinerge midler virker ved binde til muskarinerge receptorer uden at aktivere dem. De virker som antagonister. Lægemidlerne konkurrerer med acetylcholin om at binde til receptorerne og hæmmer deres virkning. Det kan bl.a. føre til afslapning af glat muskulatur i lungerne, tarmen og urinblæren. Antikolinerge midler anvendes til en række formål:
Cholinesterasehæmmere er lægemidler, der hæmmer enzymet acetylcholinesterase. Ved at forhindre nedbrydning af acetylcholin øges niveauet af neurotransmitteren i kroppen, og dens effekter forstærkes. Lægemidlerne kan anvendes i behandling af Alzheimers sygdom og andre demenssygdomme, grøn stær og myasthenia gravis.
Botulinumtoksin er et meget potent giftstof, der produceres af bakterien Clostridium botulinum. Stoffet trænger ind i cholinerge nervefibre og hæmmer frigivelsen af acetylcholin. I små doser anvendes lægemidlet Botox® i behandlingen af muskelkramper, fx i øjenlåg, i ansigts- og halsmuskulaturen og ved cerebral parese. Botox® kan også bruges ved behandling af unormalt høj svedproduktion (hyperhidrose) og er et behandlingsalternativ ved kronisk migræne. I kosmetisk sammenhæng bruges Botox® til at glatte rynker i ansigtet.
Muskelafslappende midler kaldes også muskelrelaksantia og gives inden kirurgi eller elektrochokbehandling for at afslappe musklerne. Oprindeligt brugte man kurare til dette formål, men nu anvendes flere midler.
Et præparat kaldet Cobenfy™, som stimulerer M1- og M4-muskarinerge receptorer, er godkendt til behandling af skizofreni i USA.
Regeringen har nu præsenteret et udspil til en ny karakterskala, der skal erstatte den nuværende 7-trinsskala. 7-trinsskalaen har været i brug siden 2006 og er blandt andet blevet kritiseret for dens brug af den negative karakter -3.
Tyfonen Kalmaegi har været skyld i mindst 114 filippineres død siden tirsdag. Kalmaegi bevæger sig nu mod Vietnam, der allerede er ramt af massive oversvømmelser. Tyfon er betegnelsen for en tropisk cyklon dannet i det vestlige Stillehav.
USA's højesteret vil i løbet af de kommende måneder tage stilling til, om det er lovligt, at præsident Donald Trumps regering tidligere i år indførte høje toldsatser på udenlandske varer.
Kommentarer
Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.
Du skal være logget ind for at kommentere.