Zajímavosti ze světa organické chemie
Deriváty - organické sloučeniny dusíku:
Acetylcholin
Acetylcholin je ester cholinu a kyseliny octové (ethanové). Je to bílá krystalická látka, která je dobře rozpustná ve vodě. Jedná se o neurotransmiter, který se nachází v centrální i v periferní nervové soustavě člověka a dalších živočichů. Je to také jeden z nejstarších známých neurotransmiterů, který byl objeven již v roce 1914. Je to jeden z nejdůležitějších neurotransmiterů v lidském těle a hraje roli v mnoha různých funkcích, včetně:
• Kognitivní funkce: Acetylcholin je nezbytný pro učení, paměť a pozornost.
• Motorická funkce: Acetylcholin je zodpovědný za řízení svalové kontrakce, neboť přenáší vzruchy z nervů na svaly.
• Autonomní funkce: Acetylcholin reguluje srdceční frekvenci, krevní tlak, trávení a další autonomní funkce.
V rámci periferní nervové soustavy je acetylcholin jedním z celé řady neurotransmiterů ve vegetativním systému. Ovšem jediným neurotransmiterem v systému somatickém (somatická nervová soustava ovládá kosterní svaly a řídí aktivní pohyb).
Acetylcholin přenáší nervové vzruchy mezi presynaptickými vlákny parasympatiku a sympatiku a postsynaptickými vlákny parasympatiku, jak ukazuje obrázek níže. V centrální nervové soustavě je to právě acetylcholin, který ovládá vylučování celého spektra dalších neurotransmiterů. Mezi ně patří dopamin, glycin a glutamát. Úloha acetylcholin je mezi neuropřenašeči nenahraditelná. Pokud by totiž došlo k poruše acetylcholinových drah v mozku, může dojít k úplnému rozpadu osobnosti se všemi důsledky s tím spojenými.
Syntéza a degradace acetylcholinu
Acetylcholin je syntetizován v cholinergních neuronech z cholinu a acetyl-CoA. Cholin je získáván z potravy nebo syntetizován v játrech. Acetyl-CoA je syntetizován v mitochondriích.
Acetylcholin je uvolňován z cholinergních neuronů do synaptické štěrbiny. Tam se váže na acetylcholinové receptory na postsynaptických neuronech. Aktivace acetylcholinových receptorů vyvolává různé účinky, v závislosti na typu receptoru.
Acetylcholin je rychle degradován acetylcholinesterázou. Acetylcholinesterase je enzym, který rozkládá acetylcholin na acetyl-CoA a cholin.
Účinky acetylcholinu v mozku
V mozku je acetylcholin zodpovědný za mnoho různých funkcí, včetně:
- Kognitivní funkce: Acetylcholin je nezbytný pro učení, paměť a pozornost.
- Emocionální funkce: Acetylcholin hraje roli v emocích, jako je strach a úzkost.
- Spánek a bdělost: Acetylcholin reguluje cyklus spánku a bdělosti.
Transport
Acetylcholin je transportován do synaptických váčků, kde je uložen až do okamžiku, kdy je vylučován do synaptické štěrbiny.
Efekty
Acetylcholin působí na dva typy receptorů: nikotinové a muskarinové. Nikotinové receptory jsou ionotropní receptory, které otevírají ionové kanály, což způsobuje depolarizaci postsynaptické buňky. Muskarinové receptory jsou metabotropní receptory, které aktivují signální kaskády, které vedou k různým účinkům, jako je změna propustnosti ionových kanálů, fosforylace proteinů a syntéza genů.
Poruchy acetylcholinu
Poruchy acetylcholinu mohou způsobit řadu zdravotních problémů, včetně:
- Alzheimerova choroba: Alzheimerova choroba je neurodegenerativní onemocnění, které je charakterizováno úbytkem acetylcholinu v mozku.
- Parkinsonova choroba: Parkinsonova choroba je neurodegenerativní onemocnění, které je charakterizováno nedostatkem dopaminu v mozku. Dopaminergní neurony jsou však také cholinergní, což znamená, že využívají acetylcholin.
- Myasthenia gravis: Myasthenia gravis je autoimunitní onemocnění, které způsobuje slabost svalů. Acetylcholin je důležitý pro kontrakci svalů, takže jeho nedostatek může vést k svalové slabosti.
Zvýšení hladiny acetylcholinu
Hladinu acetylcholinu lze zvýšit několika způsoby, včetně:
- Strava: Některé potraviny a doplňky stravy mohou pomoci zvýšit hladinu acetylcholinu, například ořechy, semena, zelená listová zelenina a doplňky stravy s cholinem.
- Cvičení: Cvičení může pomoci zvýšit hladinu acetylcholinu v mozku.
- Terapie: Existují některé druhy terapie, které mohou pomoci zlepšit kognitivní funkce a zvýšit hladinu acetylcholinu, například kognitivně-behaviorální terapie a terapie poznávací stimulací.
Závěr
Acetylcholin je důležitý neurotransmiter, který hraje roli v mnoha různých funkcích v mozku a těle. Poruchy acetylcholinu mohou mít závažné důsledky. Existuje několik způsobů, jak zvýšit hladinu acetylcholinu, včetně stravy, cvičení, redukce stresu a případně léčby.
Zdroje:
[1] L. Polák, „U psychiatra.cz,“ 14 9 2012. [Online]. Available: http://www.upsychiatra.cz/srozumitelne/neurony-neurotransmitery-a-synapse/. [Přístup získán 8 6 2013].
[2] C. Loer, „Neurotransmitters in Caenorhabditis elegans, in WormAtlas.,“ 2010. [Online]. Available: http://www.wormatlas.org/neurotransmitterstable.htm. [Přístup získán 8 6 2013].