Ацетилхолин

Ацетилхолин (АХ) - Нейромедиатор, играющий ключевую роль в передаче нервных импульсов в центральной (ЦНС) и периферической нервной системе (ПНС).

Он участвует в регуляции мышечных сокращений, памяти, обучения, а также вегетативных функций (например, сердечный ритм, пищеварение).

Ацетилхолин синтезируется в нервных окончаниях и действует локально, что отличает его от гормонов, которые разносятся кровью.

1. Химическая структура и синтез

Структура:

• Эфир холина и уксусной кислоты (C₇H₁₆NO₂⁺). 

Синтез:

• Образуется в нервных терминалях из холина и ацетил-КоА под действием фермента холинацетилтрансферазы (ChAT).
• Холин поступает с пищей (яйца, печень) или рециркулируется после распада ацетилхолина.

Метаболизм: Быстро разрушается ферментом ацетилхолинэстеразой (AChE) в синаптической щели до холина и ацетата. 

2. Функции в нервной системе

2.1. Периферическая нервная система (ПНС)

Нервно-мышечные соединения:

• Передает сигналы от двигательных нейронов к скелетным мышцам, вызывая их сокращение.
• Блокировка ацетилхолина приводит к параличу (например, под действием яда кураре).

Вегетативная нервная система (ВНС):

Парасимпатический отдел:

• Замедляет сердечный ритм, стимулирует перистальтику кишечника, усиливает секрецию слюны и пищеварительных ферментов.
• Сужает зрачки и бронхи.

Симпатический отдел:

• Участвует в передаче сигналов в потовых железах и мозговом веществе надпочечников.

2.2. Центральная нервная система (ЦНС)

Когнитивные функции:

• Участвует в процессах обучения и памяти (гиппокамп, кора головного мозга).
• Дефицит ацетилхолина связан с болезнью Альцгеймера и деменцией.

Сон и бодрствование:

• Активирует кору мозга во время быстрой фазы сна (REM-сон).
• Регулирует внимание и сознание.

Нейропластичность:

• Способствует формированию новых нейронных связей.

3. Типы ацетилхолиновых рецепторов

Ацетилхолин действует через два класса рецепторов:

Никотиновые (nAChR):

Локализация:

• Нервно-мышечные соединения, вегетативные ганглии, ЦНС.

Структура:

• Ионные каналы, открывающиеся при связывании АХ.

Функции:

• Быстрая передача сигналов (мышечные сокращения, возбуждение нейронов).

Мускариновые (mAChR):

Локализация:

• Сердце, гладкие мышцы, железы, ЦНС.

Структура:

• Связаны с G-белками, опосредуют медленные метаболические эффекты.

Функции:

• Регуляция сердечного ритма, секреции, перистальтики.

4. Патологии, связанные с ацетилхолином

Болезнь Альцгеймера:

• Дегенерация холинергических нейронов → снижение уровня АХ → нарушения памяти.

Миастения гравис:

• Аутоиммунная атака на никотиновые рецепторы → мышечная слабость и утомляемость.

Синдром Ламберта-Итона:

• Нарушение выброса АХ из нервных окончаний (связано с онкологией).

Отравления:

• Ингибиторы ацетилхолинэстеразы (пестициды, нервно-паралитические газы) → избыток АХ → судороги, остановка дыхания.

5. Лекарства и препараты, влияющие на ацетилхолин

Агонисты:

• Пилокарпин (мускариновый агонист) - для лечения глаукомы.
• Никотин (никотиновый агонист) - стимулирует ЦНС (вызывает зависимость).

Антагонисты:

• Атропин (мускариновый блокатор) - расширяет зрачки, лечит брадикардию.
• Тубокурарин (никотиновый блокатор) - миорелаксант.

Ингибиторы ацетилхолинэстеразы:

• Донепезил, галантамин - замедляют распад АХ, улучшая память при деменции.
• Пиридостигмин - применяется при миастении.

6. Заключение

Ацетилхолин - ключевой нейромедиатор, обеспечивающий связь между нейронами и мышцами, регуляцию вегетативных функций и высших когнитивных процессов.

Его дисбаланс лежит в основе тяжелых неврологических и аутоиммунных заболеваний.

Препараты, модулирующие уровень или действие ацетилхолина, используются в лечении деменции, миастении, глаукомы и отравлений.

Поддержание холинергической системы требует здорового питания (источники холина: яйца, орехи) и своевременной диагностики нарушений.

Понимание роли ацетилхолина помогает в разработке методов борьбы с нейродегенеративными болезнями и улучшения качества жизни пациентов.