Az acetilkolin egy neurotranszmitter, a szervezet által előállított anyag, amely az idegimpulzusokat a központi és a perifériás idegrendszer több pontjára továbbítja. Az acetil-kolint szekretáló neuronokat kolinergikumoknak nevezik; analóg beszéde a receptorokhoz, amelyek nikotin és muszkarin receptorok között különböznek. Ezen receptorok, valamint a szövetekben lévő kapcsolódó izoformák eltérő koncentrációja és kémiai konformációja azt jelenti, hogy az acetil-kolin hatását befolyásoló különböző gyógyszerek olyan hatásokat hozhatnak létre, amelyek túlnyomórészt egy szektorra korlátozódnak, nem pedig egy másikra. A szerkezeti sokféleség ellenére az acetil-kolin képes kötődni mindkét receptorhoz, mivel a molekula azon része, amely kölcsönhatásba lép a muszkarin receptorokkal, különbözik a nikotin receptoroktól. Ez az egyik oka annak, hogy az acetil-kolint nem használják közvetlenül terápiás célokra: mivel a szervezet összes kolinerg receptorára (mind a muszkarinra, mind a nikotinra) hat, túlságosan elterjedt és nem túl specifikus.
Az acetil-kolin volt az első neurotranszmitter, amelyet Otto Loewi 1924-ben koronázott tanulmányainak köszönhetően fedeztek fel. Kémiai szempontból az acetil-kolint egy kolinmolekula és az acetil-koenzim A (acetil) összekapcsolásával képezik. -CoA); az első egy kis molekula, amely a foszfolipid membránokban koncentrálódik, míg az acetil-CoA a glikolízis és a Krebs-ciklus közötti metabolikus köztitermék. Az acetil-kolin szintézise e két anyagból az axonális terminál mentén történik; a szintetizálást követően azonnal tárolódik a preszinaptikus membránhoz kötődő vezikulákban, amikor idegimpulzus érkezik, összevonva és felszabadítva tartalmát exocitózissal. Ezen a ponton a szinaptikus hasadékban felszabaduló acetil-kolin szabadon érheti el a posztszinaptikus receptorokat, és kölcsönhatásba léphet velük, depolarizálja a sejtet, és megadja az ingerelt idegszál vagy izomrost akciós potenciáljának kialakulását; közvetlenül az interakció után az acetilkolin nagy része acetil-kolinészteráz (ACHE) segítségével azonnal lebomlik. Olyan enzim, amely a kolinerg receptorok közelében helyezkedik el, ahol az acetát és a kolin közötti kötést megszakítja; az utóbbi anyagot a preszinaptikus terminál könnyen visszaszívja és új acetil-kolin szintézisére használják (a kolin-acetil-transzferáz enzimnek köszönhetően). Ennek az enzimnek a hatása nagyon fontos, mivel lehetővé teszi az idegimpulzus átvitelének megszakítását.
Az acetil-kolin az összes olyan ideg adója, amely szabályozza az önkéntes izomzatot (lásd neuromuszkuláris plakk); ugyanakkor, bár ezen a szinten excitáló hatást fejt ki, a paraszimpatikus rendszerben főként gátló hatásokat hajt végre (a szimpatikus neuronok többsége epinefrint válthat ki, míg a paraszimpatikus neuronok többsége acetil-kolint választ ki). Ez a molekula lassítja a pulzusszámot, miközben stimulálja a hörgő-, nyál-, gyomor- és hasnyálmirigy-mirigyek szekrécióját, fokozza a bél perisztaltikáját és általában az összes emésztő funkciót. A csontvázak motívumlapjainak szintjén és a paraszimpatikus idegrendszer posztganglionális végződései mellett az acetil-kolin a szimpatikus és paraszimpatikus idegrendszer pre-ganglionos szálai és posztganglionos neuronjai közötti szinapszisok szintjén található, és mellékvesekéreg, valamint a központi idegrendszer egyes szinapszisaiban.
A muszkarin hatások megegyeznek a Ganglionos paraszimpatikus idegvégződések által felszabaduló acetil-kolin által kiváltott hatásokkal, két jelentős kivétellel:
Az acetil-kolin általánosított vazodilatációt okoz, bár az edények többségét a paraszimpatikus rendszer nem inerválja.
Az acetil-kolin a verejtékmirigyek szekrécióját idézi elő, melyeket a szimpatikus idegrendszer kolinerg rostjai beidegeznek.
A nikotin hatások megfelelnek a szimpatikus és paraszimpatikus rendszerek ganglionos szinapszisai, az önkéntes izmok neuromuszkuláris plakkjának és a mellékvesekéreg szekréciós sejtjeit körülvevő splanchnikus idegek idegvégződésének szintjén.
Amint az várható volt, az acetilkolinhoz hasonló hatások előállíthatók olyan anyagokkal, amelyek képesek kolinerg receptorok stimulálására (paraszimpatomimetikumok) vagy az acetilkolinészteráz (antikolinészteráz) hatásának gátlására. Ezzel párhuzamosan az acetilkolin hatásait blokkolhatja a kolinerg receptorokhoz kötődő anyagok, így azok nem állnak rendelkezésre az acetilkolin által továbbított jel (antikolinerg szerek) felvételére. Nézzünk néhány példát.
A curare az izom paralízis útján halált okoz, blokkolva az acetil-kolin hatását az izmos membránokra (ahol nikotin receptorok találhatók); A fizosztigmin viszont a kolinészteráz blokkolásával meghosszabbítja az acetil-kolin hatását, míg a fekete özvegy mérgezése stimulálja a felesleges felszabadulást. Az ideggázok is blokkolják ezt az enzimet, ami az acetil-kolint a receptoraihoz rögzítve marad; ezeknek a gázoknak a halálos hatása hasznos az acetil-kolin és a muszkarinreceptorok közötti kölcsönhatás hatásainak vizsgálatára: köhögés, mellkasi szorítás, pulmonalis ödéma, hányinger, hányás, hasmenés, fokozott nyálkásodás, miozis és látási nehézség, szívfrekvencia csökkentése a letartóztatásig és a vizelet inkontinenciaig. Másrészt, az acetil-kolin nikotinreceptorokba történő felhalmozódása miatt tünetek fordulnak elő, mint pl. Az acetil-kolin felhalmozódásához a csontváz izomzatát megbéníthatjuk, és az izom-összehúzódás paralízise okozhat halált. Végül a központi idegrendszerre gyakorolt hatások közé tartoznak az epileptiform típusú tónusos-klónos összehúzódások, a légutak depressziójáig és a halálig. Ez általában a diafragma és az interosztális izmok paralízise miatt bekövetkező aszfxia miatt következik be. A botox, az esztétikai gyógyászatban végtelen koncentrációkban használt mérgező toxin szintén az acetil-kolinnal kapcsolódik; Tény, hogy a hatásával megakadályozza a hólyagok felszabadulását. Ily módon a Botox az izmok halvány bénulását okozza, halálossá válik, amikor erősen beletartozik a légzőszervek; ebben az értelemben ellenzi a tetanusz hatását, amelyet spasztikus paralízis jellemez, amely azonban független az acetilkolintól. A pilokarpin, egy gyógyszer, amelyet főként szemészetben használnak a pupilla szűkítésére és a szem lacrimációjának ösztönzésére (a glaukóma kezelésére alkalmas) egy muszkarin agonista; valójában a muszkarin acetil-kolin receptorokhoz kötődik. Ebben az értelemben a pilokarpin ellensúlyozza az atropin hatását, amely inkább egy muszkarin antagonista, és ily módon gátolja a paraszimpatikus (paraszimpatikus) aktivitását. Az atropin blokkolja a muszkarin receptorokat, míg a curare blokkolja a nikotin receptorokat.
