Ацетилхолин и его роль в нервной системе¶

Ацетилхолин — органическое соединение, сложный эфир уксусной кислоты и холина, относящийся к классу нейромедиаторов. Это один из первых открытых медиаторов нервной системы: его роль в передаче нервного импульса установил в 1921 году австрийский фармаколог Отто Лёви, что позднее принесло ему Нобелевскую премию по физиологии и медицине (1936). Ацетилхолин синтезируется в нейронах из холина и ацетилкоэнзима А при участии фермента холинацетилтрансферазы и разрушается ацетилхолинэстеразой.

¶Химическая природа и метаболизм

Молекула ацетилхолина состоит из остатка холина и ацетильной группы. Синтез происходит в цитоплазме нервных окончаний, после чего медиатор запасается в синаптических везикулах. Выброс в синаптическую щель происходит при поступлении потенциала действия и входе ионов кальция в пресинаптическое окончание. Действие медиатора кратковременно: ацетилхолинэстераза гидролизует его на холин и уксусную кислоту, а холин возвращается в нейрон для повторного синтеза.

¶Рецепторы

Рецепторы к ацетилхолину делятся на два основных типа:

• Никотиновые (N-холинорецепторы) — ионотропные, то есть сами образуют ионный канал. Расположены в нервно-мышечных синапсах, вегетативных ганглиях и центральной нервной системе. Активируются никотином.
• Мускариновые (M-холинорецепторы) — метаботропные, связаны с G-белками. Преобладают в гладких мышцах, сердечной мышце, железах и мозге. Активируются мускарином.

Мускариновые рецепторы подразделяются на подтипы M1–M5, различающиеся локализацией и функциями.

¶Роль в нервной системе

Ацетилхолин участвует в передаче сигналов как в периферической, так и в центральной нервной системе.

В периферической нервной системе он обеспечивает:

• передачу возбуждения с двигательного нерва на скелетную мышцу (нервно-мышечный синапс);
• работу парасимпатической нервной системы — замедление сердечного ритма, сужение зрачка, усиление секреции желёз, стимуляцию перистальтики;
• передачу импульсов в вегетативных ганглиях (симпатических и парасимпатических).

В центральной нервной системе ацетилхолин влияет на процессы обучения, памяти, внимания и сна. Холинергические нейроны сосредоточены в базальных ядрах переднего мозга, стволе и гиппокампе.

¶Клиническое значение

Нарушения холинергической передачи связаны с рядом заболеваний. При болезни Альцгеймера наблюдается дегенерация холинергических нейронов и снижение уровня ацетилхолина в коре и гиппокампе, поэтому в терапии применяют ингибиторы ацетилхолинэстеразы (донепезил, галантамин, ривастигмин). При миастении гравис аутоантитела разрушают никотиновые рецепторы нервно-мышечного синапса, что ведёт к мышечной слабости.

¶Фармакология

Вещества, влияющие на холинергическую систему, делятся на группы:

Курареподобные вещества блокируют нервно-мышечную передачу и используются в анестезиологии. Отравления фосфорорганическими соединениями (инсектициды, боевые отравляющие вещества) связаны с необратимым угнетением ацетилхолинэстеразы и накоплением медиатора, что требует введения атропина и реактиваторов холинэстеразы.

¶Значение в физиологии

Ацетилхолин остаётся классическим объектом изучения синаптической передачи. На его примере были сформулированы базовые принципы химической передачи сигнала: квантовый выброс медиатора, роль везикул, механизмы рецепции и инактивации. Эти данные легли в основу современной нейрофармакологии.