asetilkolin adalah sistem neurotransmitter tertentu yang sistem saraf somatik dan di sinapsis ganglion sistem saraf otonom . Ini adalah zat kimia yang memungkinkan berfungsinya sejumlah besar neuron dan, pada saat yang sama, memungkinkan kinerja berbagai aktivitas otak.
Asetilkolin adalah neurotransmitter pertama yang diisolasi, dikonseptualisasikan dan dicirikan oleh apa yang dikatakan banyak ilmuwan sebagai zat “tertua” di otak. Itu dijelaskan secara farmakologis oleh Henry Hallet Delt pada tahun 1914 dan kemudian dikonfirmasi oleh Otto Loewi sebagai neurotransmitter.
Struktur molekul asetilkolin
Aktivitas utama asetilkolin jatuh pada sistem kolinergik, yang bertanggung jawab untuk memproduksi dan mensintesis asetilkolin. Berkenaan dengan efeknya yang paling penting, ini menyoroti kontraksi otot, gerakan, proses pencernaan dan neuroendokrin, dan aktivasi proses kognitif seperti perhatian dan gairah.
Indeks artikel
Bagaimana cara kerja asetilkolin?
Di otak mamalia, informasi antar neuron ditransmisikan melalui zat kimia yang disebut neurotransmitter. Zat ini dilepaskan di sinaps sebagai respons terhadap stimulus tertentu dan, ketika dilepaskan, mengirimkan informasi tertentu ke neuron berikutnya.
Neurotransmitter yang disekresikan bekerja pada situs reseptor khusus dan sangat selektif, sehingga, karena ada berbagai jenis neurotransmiter, masing-masing bertindak dalam sistem tertentu.
Neuron kolinergik dapat menghasilkan asetilkolin (tetapi bukan jenis neurotransmiter lain), juga dapat menghasilkan reseptor spesifik untuk asetilkolin tetapi tidak untuk jenis neurotransmiter lainnya.
Pertukaran informasi yang dilakukan oleh asetilkolin dilakukan di neuron dan sistem tertentu yang disebut kolinergik.
Agar asetilkolin bekerja, diperlukan neuron pemancar untuk menghasilkan zat ini dan neuron reseptor untuk menghasilkan reseptor kolinergik yang mampu mengangkut asetilkolin ketika dilepaskan dari neuron pertama. Pada gambar berikut Anda dapat melihat bagaimana asetilkolin dilepaskan ke neurotransmiter otot:
Perpaduan
Mikrograf nukleus basalis Meynert, yang menghasilkan asetilkolin di sistem saraf pusat . Sumber: Nefron [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]
Asetilkolin disintesis dari kolin, nutrisi penting yang dihasilkan oleh tubuh. Kolin terakumulasi dalam neuron kolinergik melalui reaksi dengan actyl CoA dan di bawah pengaruh enzim choline acetyltransferase.
Ketiga unsur ini ditemukan di daerah spesifik otak di mana asetilkolin akan diproduksi, itulah sebabnya asetilkolin membuat neurotransmitter milik sistem tertentu, sistem kolinergik.
Ketika kita menemukan ketiga zat ini dalam neuron yang baru saja kita bahas, kita tahu bahwa itu terdiri dari neuron kolinergik dan akan menghasilkan asetilkolin melalui interaksi kolin dan unsur enzimatik yang sesuai.
Sintesis asetilkolin terjadi di dalam neuron, khususnya di inti sel. Setelah disintesis, asetilkolin meninggalkan nukleus neuron dan berjalan melalui akson dan dendrit, yaitu bagian neuron yang bertanggung jawab untuk komunikasi dan asosiasi dengan neuron lain.
Melepaskan
Molekul asetilkolin. Sumber: Dibuat dengan kumpulan data dan program gratis Rasmol.
Kita sudah mengetahui bahwa fungsi zat ini adalah untuk mengasosiasikan dan mengkomunikasikan neuron tertentu (kolinergik) dengan neuron spesifik lainnya (kolinergik). Untuk melakukan proses ini, asetilkolin yang ditemukan di dalam neuron harus dilepaskan untuk berjalan ke neuron penerima.
Agar asetilkolin dilepaskan, kehadiran stimulus diperlukan untuk memotivasi keluarnya asetilkolin dari neuron. Jika potensial aksi yang dilakukan oleh neuron lain tidak ada, asetilkolin tidak akan bisa keluar.
Agar asetilkolin dilepaskan, potensial aksi harus mencapai terminal saraf tempat neurotransmiter berada. Ketika ini terjadi, potensial aksi yang sama menghasilkan potensial membran, fakta yang memotivasi aktivasi saluran kalsium.
Karena gradien elektrokimia, masuknya ion kalsium dihasilkan yang memungkinkan penghalang membran terbuka dan asetilkolin dapat dilepaskan.
Seperti yang bisa kita lihat, pelepasan asetilkolin merespon mekanisme kimia di otak di mana banyak zat dan aksi molekuler yang berbeda berpartisipasi.
Penerima
Struktur reseptor nikotinik. Sumber: Opossum58 [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]
Setelah dilepaskan, asetilkolin tetap berada di tanah tak bertuan, yaitu berada di luar neuron dan berada di ruang intersinaptik. Agar sinaps dibuat dan asetilkolin memenuhi misinya untuk berkomunikasi dengan neuron yang berurutan, keberadaan zat yang dikenal sebagai reseptor diperlukan.
Reseptor adalah zat kimia yang fungsi utamanya adalah mentransduksi sinyal yang dipancarkan oleh neurotransmitter. Proses ini dilakukan secara selektif, sehingga tidak semua reseptor merespon asetilkolin.
Misalnya, reseptor neurotransmiter lain seperti serotonin , tidak akan menangkap sinyal asetilkolin, sehingga untuk bekerja harus digabungkan ke serangkaian reseptor tertentu.
Secara umum, reseptor yang merespon asetilkolin disebut reseptor kolinergik. Kita dapat menemukan 4 jenis utama reseptor kolinergik: reseptor agonis muskarinik, reseptor agonis nikotinat, reseptor antagonis muskarinik, dan reseptor antagonis nikotinat.
Fungsi asetilkolin
Pemrosesan asetilkolin pada sinapsis. Sumber: Smedlib, berdasarkan karya asli Pancrat [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]
Asetilkolin memiliki banyak fungsi baik pada tingkat fisik maupun pada tingkat psikologis atau otak. Neurotransmitter ini bertanggung jawab untuk melakukan aktivitas dasar seperti gerakan atau pencernaan dan, pada saat yang sama, berpartisipasi dalam proses otak yang lebih kompleks seperti kognisi atau memori .
Di bawah ini kita meninjau fungsi utama neurotransmitter penting ini.
Fungsi motorik
Ini mungkin merupakan aktivitas asetilkolin yang paling penting. Neurotransmitter ini bertanggung jawab untuk menghasilkan kontraksi otot, mengendalikan potensi istirahat otot usus, meningkatkan produksi paku dan memodulasi tekanan darah .
Ini bertindak dengan cara yang ringan sebagai vasodilator di pembuluh darah dan mengandung faktor relaksasi tertentu.
Fungsi neuroendokrin
Peran kunci lain dari asetilkolin adalah untuk meningkatkan sekresi vasopresin dengan merangsang lobus posterior hipofisis .
Vasopresin adalah hormon peptida yang mengontrol reabsorpsi molekul air, sehingga produksinya sangat penting untuk perkembangan dan fungsi neuroendokrin.
Demikian juga, asetilkolin menurunkan sekresi prolaktin di hipofisis posterior.
Fungsi parasimpatis
Asetilkolin memainkan peran penting dalam asupan makanan dan fungsi sistem pencernaan.
Neurotransmitter ini bertanggung jawab untuk meningkatkan aliran darah di saluran cerna, meningkatkan tonus otot gastrointestinal, meningkatkan sekresi endokrin gastrointestinal dan menurunkan denyut jantung.
Fungsi sensorik
Neuron kolinergik adalah bagian dari sistem asendens besar, sehingga mereka juga berpartisipasi dalam proses sensorik. Sistem ini dimulai di batang otak dan menginervasi area yang luas dari korteks serebral di mana asetilkolin ditemukan.
Fungsi sensorik utama yang telah dikaitkan dengan neurotransmitter ini terletak pada pemeliharaan kesadaran, transmisi informasi visual dan persepsi rasa sakit.
Fungsi kognitif
Asetilkolin telah terbukti memainkan peran penting dalam pembentukan memori, kemampuan untuk berkonsentrasi, dan pengembangan perhatian dan penalaran logis.
Neurotransmitter ini memberikan manfaat protektif dan bisa membatasi terjadinya penurunan kognitif. Faktanya, telah ditunjukkan bahwa zat utama yang terkena penyakit Alzheimer adalah asetilkolin.
Penyakit terkait
Jalur asetilkolin di sistem saraf pusat. Sumber: BruceBlaus [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]
Asetilkolin berpartisipasi dalam berbagai fungsi otak, sehingga defisit zat ini dapat tercermin dalam penurunan beberapa aktivitas yang dibahas di atas.
Secara klinis, asetilkolin telah dikaitkan dengan dua penyakit utama, penyakit Alzheimer dan penyakit Parkinson .
Alzheimer
Berkenaan dengan Alzheimer, pada tahun 1976 ditemukan bahwa di berbagai daerah otak pasien dengan penyakit ini, terdapat tingkat enzim choline acetyltransferase yang hingga 90% lebih rendah dari biasanya.
Enzim ini sangat penting untuk produksi asetilkolin, itulah sebabnya mengapa penyakit Alzheimer dapat disebabkan oleh kekurangan zat otak ini.
Saat ini, faktor ini merupakan petunjuk utama yang menunjukkan penyebab Alzheimer dan mencakup banyak perhatian ilmiah dan penelitian yang dilakukan baik pada penyakit dan pengembangan pengobatan yang mungkin.
parkinson
Berkenaan dengan Parkinson, hubungan antara penyebab penyakit dan asetilkolin kurang jelas. Parkinson adalah penyakit yang terutama mempengaruhi gerakan, itulah sebabnya asetilkolin dapat memainkan peran penting dalam asal-usulnya.
Penyebab penyakit tidak diketahui saat ini dan, di samping itu, neurotransmiter lain seperti dopamin tampaknya memainkan peran yang lebih penting dan sebagian besar obat untuk patologi ini berfokus pada fungsi neurotransmiter ini.
Namun, hubungan dekat antara dopamin dan asetilkolin menunjukkan bahwa asetilkolin juga merupakan neurotransmitter penting dalam penyakit ini.
Referensi
- Perry E, Walker M, Grace J, Perry R. Asetilkolin dalam pikiran: neurotransmitter yang berkorelasi dengan kesadaran? TINS 1999; 22-6, 273-80.
- McMahan UJ. Struktur dan regulasi agrin. Dalam: Koelle GB. Simposium pada sinaps kolinergik. Life Science, Vol.50. New York: Pergamon Press; 1992, hal. 93-4.
- Changeux JP, Devillers-Thiéry A. Chemouilli P. Reseptor asetilkolin: protein “alosterik” yang terlibat dalam komunikasi intraseluler. Sains 1984; 225: 1335-45.
- Duclert A, Chengeux JP. Ekspresi gen reseptor asetilkolin pada sambungan neuromuskular yang sedang berkembang. Physiol Rev 1995; 75: 339-68.
- Bosboom JL, Stoffers D, Wolters ECh. Peran asetilkolin dan dopamin dalam demensia dan psikosis pada penyakit Parkinson. J Neural Transm 2003; 65 (Suppl): 185-95.
- Montgomery, SA dan Jagung, TH (Eds) Psikofarmakologi Depresi Oxford University Press, Asosiasi Inggris untuk Psikofarmakologi, Monograf No. 13, 1994.