Asetyylikoliini | ||
Asetyylikoliini | ||
Henkilöllisyystodistus | ||
---|---|---|
IUPAC-nimi | 2-asetoksietyyli-trimetyyliammonium | |
Synonyymit |
ACh |
|
N o CAS | ||
N o ECHA | 100 000 118 | |
N O EY | 200-128-9 | |
ATC-koodi | S01 | |
Huumeiden pankki | DB03128 | |
PubChem | 187 | |
N o E | E1001 (i) | |
Hymyilee |
CC (= O) OCC [N +] (C) (C) C , |
|
InChI |
InChI: InChI = 1 / C7H16NO2 / c1-7 (9) 10-6-5-8 (2,3) 4 / h5-6H2,1-4H3 / q + 1 |
|
Kemialliset ominaisuudet | ||
Raaka kaava |
C 7 H 16 N O 2 [Isomeerit] |
|
Moolimassa | 146,2074 ± 0,0075 g / mol C 57,5%, H 11,03%, N 9,58%, O 21,89%, |
|
Varotoimenpiteet | ||
Direktiivi 67/548 / ETY | ||
Xi Symbolit : Xi : Ärsyttävät R-lausekkeet : R36 / 37/38 : Ärsyttää silmiä, hengityselimiä ja ihoa. S-lausekkeet : S36 / 37/39 : Käytä sopivaa suojavaatetusta, käsineitä ja silmien- tai kasvonsuojainta. R-lausekkeet : 36/37/38, S-lausekkeet : 36/37/39, |
||
Ekotoksikologia | ||
DL 50 |
11 mg · kg -1 (hiiri, iv ) 170 mg · kg -1 (hiiret, ip ) |
|
SI- ja STP- yksiköt, ellei toisin mainita. | ||
Asetyylikoliinin , lyhennettynä ACh on välittäjäaine , jolla on tärkeä rooli sekä keskushermostossa , jossa se on mukana muistiin ja oppimiseen , kuten ääreishermoston , erityisesti lihasten toimintaa ja vegetatiivista toimintoja . Asetyylikoliini on esteri tuottama entsyymi koliiniasetyylitransferaasin päässä asetyyli-CoA , jonka toiminta välittää nikotiini- ja muskariinireseptoreihin . ACh: stä tehtiin uraauurtavia tutkimuksia, jotka johtivat neurotransmissioiden pääperiaatteiden muotoiluun . Itse asiassa ensimmäisellä puoliskolla XX : nnen vuosisadan ACH oli ensimmäinen välittäjäaine löydetty hermostoon, ensin sen estävää roolia liiketoiminnan sydämeen . Kuitenkin on tasolla hermolihasliitoksessa , ACh on kiihottavien vaikutus ja sisällä keskushermostossa sen toiminta yhdistää neuromodulatorinen vaikutus on synaptisen plastisuuden , oppiminen ja fysiologisen aktivoitumisen .
Vuonna 1914 englantilainen fysiologi Henry Hallett Dale eristää ensimmäisenä asetyylikoliinin organismista , ruis torasta . ACh oli molekyyli, joka tunnettiin jo sen kemiallisen synteesin jälkeen, kun saksalainen kemisti Adolf von Baeyer suoritti sen vuonna 1867 . Vuonna 1905 englantilainen fysiologi John Newport Langley (vuonna) osoitti ACh: n biologisen aktiivisuuden , joka luurankolihakseen levitettynä saa sen supistumaan. Samoin Dale osoitti vuonna 1914 ACh: n parasympatomimeettisen vaikutuksen perifeerisiin elimiin ja kudoksiin.
Saksalainen farmakologi Otto Loewi osoitti vuonna 1921 ensimmäisen koskaan löydetyn välittäjäaineen olemassaolon . Loewi stimuloi parasympaattisen Kiertäjähermo (X hermo) sellaisen eristetyn sammakon sydämen , joka loogisesti hidasti se alas. Infuusionesteen levittäminen tästä sydämestä toiseen denervoituneeseen sydämeen myös hidasti sitä. Tämä osoitti, että parasympaattisen hermoston toiminnasta vastuussa oleva aine vapautui (ja diffusoitui tässä tapauksessa perfuusionesteessä) vagushermoston stimulaation aikana. Tätä ainetta, välittäjäainetta, kutsuttiin alun perin " vagustoffiksi " (termi johdettu "aallosta"), koska vasta myöhemmin määritettiin, että se oli itse asiassa ACh. Vasta vuonna 1929 Dale ja hänen kollegansa englantilainen fysiologi Harold Ward Dudley (de) paljastivat ACh: n olemassaolon eläinorganismeissa uuttamalla sen naudanlihan ja hevosen perna . Vuonna 1936 Dale ja hänen kollegansa osoittivat, että ACh vapautuu hermo-lihasliitoksessa ja on siten välittäjäaine, joka on vastuussa luurankolihasten vapaaehtoisesta supistumisesta.
Otto Loewi ja Henry Hallett Dale saivat yhdessä fysiologian tai lääketieteen Nobelin palkinnon vuonna 1936 ACh-työstään.
On kemiallinen kaava CH 3 COOCH 2 CH 2 N + (CH 3 ) 3ja moolimassa on 146,2 g · mol -1 , asetyylikoliinin on johdettu etikkahaposta CH 3 COOHja koliini HOCH 2 CH 2 N + (CH 3 ) 3.
Aikana hermoimpulssien, asetyylikoliini vapautuu synapseissa ja neuronien nimeltään "kolinerginen" hermostoa, lähettävät hermostunut tietoja yhdestä neuroni seuraavaan. Näitä asetyylikoliinia välittäjäaineina käyttäviä synapseja kutsutaan kolinergisiksi synapseiksi .
Asetyylikoliini on sen vuoksi mukana keskustasolla monissa toiminnoissa, kuten motoristen taitojen, Parkinsonin taudissa häiriintyneiden tai Alzheimerin taudissa häiriintyneiden muistien säätelyssä.
Synteesi tapahtuu itse hermokuidussa koliinista ja asetyyli-CoA: sta . Koliini tulee joko ruokavaliosta tai seriinin endogeenisestä biosynteesistä . Asetyyli-koentsyymi A on koentsyymi, joka muodostuu hermosolun mitokondrioissa hiilihydraattien metaboliasta.
Asetyylikoliinin synteesi vaatii energiaa, mutta sitä helpottaa entsyymi: koliini-asetyylitransferaasi . Tämä syntetisoidaan solurungossa ja siirtyy sitten hermopäähän.
Synteesin jälkeen asetyylikoliini varastoidaan presynaptisen kalvon rakkuloihin. Määrä rakkuloita, joiden presynaptisen päättäminen, joista kukin sisältää 1000 ja 50000 -molekyylien asetyylikoliini, on arvioitu olevan 300000 .
Toimintapotentiaalin saapuminen aksonaaliseen päätteeseen aiheuttaa potentiaaliriippuvien Ca ++ -kanavien avautumisen . Seuraava Ca ++ -ionien pääsy aiheuttaa rakkuloiden fuusion plasmamembraaniin ja Ach: n vapautumisen synaptiseen rakoon. Sitten ACh diffundoituu synapsin toiselle puolelle ja sitoutumalla postsynaptisiin reseptoreihin se aiheuttaa muutoksen kalvon ionipermeabiliteetissa (ionotrooppisten ja / tai metabotrooppisten reseptorien kautta).
ACh: n täytyy kadota tästä synapsista. Jos hermoimpulssin on tarkoitus tuottaa 100 Hz: n purkaus (100 toimintapotentiaalia sekunnissa), ACh on tuhottava alle sadasosassa sekunnissa. Ja todellakin, asetyylikoliini hydrolysoituu muutamassa millisekunnissa asetyylikoliiniesteraasilla , entsyymillä, joka on läsnä synaptisessa halkeamassa ja liittyy solujen ulkopintaan. ACh hydrolysoituu asetaatiksi ja koliiniksi, presynaptinen hermosolu ottaa sen takaisin takaisin selektiivisen 12-heliksisen transmembraanitransporterin kautta.
Tämä on yksi keino välittäjälle lopettaa toimintansa synapsiin. Toinen keino on olemassa: ACh ei tuhoutu, vaan diffundoituu synapsin ulkopuolella.
Asetyylikoliini sitoutuu postsynaptisen neuronin pinnalla oleviin reseptoreihin. Nämä reseptorit ovat pääasiassa kahta tyyppiä: nikotiini- ja muskariinireseptorit . Ensimmäiset ovat asetyylikoliinin aktivoimia kationikanavia, jotka aiheuttavat depolarisaation ja virityksen hyvin nopeasti, muutamassa millisekunnissa. Toinen, muskariinireseptorit, kytkettyinä G-proteiineihin ja siten hitaammin, voivat indusoida kiihottavia tai estäviä vastauksia.
Vegetatiivisessa hermostossa kolinergiset reseptorit ovat:
Muskariinireseptorit ovat osa seitsemän transmembraanidomeenin (7TM) metabotrooppista reseptoriperhettä , aivan kuten adrenergiset reseptorit. Ne ovat levinneet laajalti kehossa ja edustettuina laajalti aivoissa (M1, M3 ja M4).
Ne on jaettu viiteen luokkaan (M1 - M5), jotka ovat peräisin erillisistä geeneistä, kaikki kloonatut.
Nikotiinireseptorit ovat osa ionotrooppisten reseptorien perhettä . Niitä on läsnä aivoissa , selkäytimessä , ortosympaattisen ja parasympaattisen hermoston ganglioissa sekä motoristen hermosolujen ja efektorien välisessä synapsissa . Nämä pentameeriset reseptorit (kaksi α-alayksikköä, yksi β, yksi δ ja yksi γ tai ε), joiden molekyylipaino on 280 kDa, muodostavat kanavan, jonka halkaisija on 6,5 Å , joka avautuu vasta kahden asetyylikoliinimolekyylin sitoutumisen jälkeen α: han alayksiköt. Sitten kaksi a-alayksikköä muuttavat konformaatiotaan, jotta ionit kulkevat ionikanavassa. Sitten asetyylikoliiniesteraasit hajottavat asetyylikoliinin nopeasti ionikanavan sulkemiseksi ja hermoimpulssien pysäyttämiseksi. Vuonna 2009 tunnettiin ja sekvensoitiin 17 alayksikköä: α1 - α10, β1 - β4, γ, δ ja ε. Melko huomattavasta määrästä mahdollisia pentameerejä vain tällä hetkellä on tyypillisiä kymmenelle.
Neuronaalisten nikotiinisten N1-reseptorien (keskushermosto ja perifeeriset ganglionit) aktivaatio avaa natrium Na + - ja kalium K + -ioneille läpäisevät kanavat . Natriumionien suuri pääsy postsynaptiseen neuroniin luo membraanin nopean depolarisoitumisen ja varmistaa hermoimpulssien etenemisen.
Nikotiinireseptorien lihas-tyypin N2 sijaitsee lihasliitoksen on kytketty natriumkanavien. Niiden aktivaatio aiheuttaa Na +: n sisäänpääsyn , joka tuottaa paikallisen depolarisaation, jota kutsutaan moottorilevypotentiaaliksi (PPM). Tämä PPM avaa jännitteelliset Na + -kanavat ja laukaisee klassisen toimintapotentiaalin. Tämä kulkee lihaskuidun läpi ja menee poikittaisputkeen, jossa se stimuloi sarkoplasman verkkokalvon sisältämän kalsiumin vapautumista. Kalsiumionien solunsisäisen pitoisuuden kasvu aiheuttaa luurankolihasten supistumisen.
Kangas | Asetyylikoliinin vaikutus | Vastaanottimet mukana |
Hermosto | Muistaminen ja oppiminen | M1 |
Sydän | Heikentynyt syke | M2 |
Alukset | Vasodilataatio, verenpaineen lasku | M3 |
Keuhko | Keuhkoputkien supistuminen, eritys | M3 |
Suolet , vatsa | Supistukset, eritteet | M3 |
Sylkirauhaset | Eritys | M3 |
Silmä | Oppilaan supistuminen, kyyneleet | M3 |
Lisämunuaisen mulla | Estää adrenaliinin (joka ei enää ole)
eritystä ortosympaattisen järjestelmän stimuloimat) |
EI |
luurankolihas | Supistuminen | EI |