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Acetilcolina

Funzioni e meccanismo d'azione dell'acetilcolina

L’acetilcolina (ACh) è un neurotrasmettitore.

Struttura dell’acetilcolina.

Funzioni dell’acetilcolina

L’acetilcolina, essendo uno dei principali neurotrasmettitori presenti nell’organismo, esplica e regola numerose funzioni:

  • stimola la secrezione di tutte le ghiandole;
  • determina broncocostrizione;
  • porta a miosi (restringimento della pupilla);
  • determina la contrazione muscolare;
  • causa vasodilatazione;
  • determina un effetto cronotropo negativo (diminuzione della frequenza cardiaca);
  • determina un effetto dromotropo negativo (riduzione della velocità di conduzione a livello cardiaco);
  • determina un effetto inotropo negativo (riduzione della forza di contrazione cardiaca);
  • aumenta la motilità del sistema gastrointestinale;
  • stimola le funzioni digestive;
  • stimola la salivazione.

Meccanismo d’azione dell’acetilcolina

L’acetilcolina esplica le sue funzioni, legando due diversi tipi di recettori: i muscarinici e i nicotinici.

I recettori muscarinici sono recettori metabotropici (accoppiati a proteina G).

I recettori muscarinici sono suddivisi in 2 famiglie: i recettori della famiglia M1 (M1, M3, M5) e i recettori della famiglia M2 (M2, M4).

I recettori della famiglia M1 sono accoppiati a proteina Gq, quindi, in seguito al legame dell’acetilcolina, attivano la fosfolipasi C.

Quindi, si verifica un aumento della concentrazione di inositolo trifosfato (IP3) e diacilglicerolo (DAG).

Questo determina l’apertura dei canali al calcio e l’attivazione della proteina chinasi C (PKC), che porta a depolarizzazione e stimolazione dell’eccitazione neuronale.

Nel complesso, questi recettori sono localizzati nel sistema nervoso centrale e periferico, nei muscoli lisci e nelle ghiandole.

I recettori della famiglia M2 sono accoppiati a proteina Gi.

Essi, in seguito al legame con l’acetilcolina, portano all’inibizione dell’adenilato ciclasi.

Così, si ha una riduzione della concentrazione di cAMP, un aumento delle correnti al potassio e riduzione delle correnti al calcio.

Questi eventi portano a iperpolarizzazione e, quindi, riduzione dell’eccitazione neuronale.

Questi recettori sono presenti prevalentemente nel sistema nervoso centrale, nei muscoli lisci e nel cuore.

I recettori nicotinici, invece, sono recettori-canale, costituiti da 5 sub-unità.

Il legame di due molecole di acetilcolina a un recettore determina l’apertura del canale ionico, che permette l’ingresso nella cellula di ioni sodio (Na+) e calcio (Ca2+), che porta a depolarizzazione ed eccitazione cellulare.

I recettori nicotinici sono presenti prevalentemente nella giunzione neuromuscolare del muscolo scheletrico, nel sistema nervoso centrale, nei gangli autonomi e nella porzione midollare del surrene.

In base alla localizzazione del recettore nicotinico, esso può essere classificato in muscolare e neuronale.

Sintesi, trasporto e degradazione dell’acetilcolina

L’acetilcolina, nell’organismo, viene sintetizzata a partire dalla colina (che deriva dalla fosfatidilcolina presente nei fosfolipidi di membrana oppure viene sintetizzata nel fegato a partire dalla serina) e dall’acetil-coenzima A.

Questa reazione è catalizzata dall’enzima colina acetiltransferasi.

La disponibilità di colina è il fattore limitante la sintesi di acetilcolina.

Biosintesi dell’acetilcolina

Biosintesi dell’acetilcolina.

Una volta sintetizzata, l’acetilcolina viene trasportata e immagazzinata nelle vescicole sinaptiche, per mezzo del trasportatore vescicolare dell’acetilcolina vAChT.

L’acetilcolina viene trasportata sfruttando il gradiente protonico.

Le vescicole contengono, oltre all’acetilcolina, anche ATP e ioni calcio e magnesio.

In seguito a stimolazione, l’acetilcolina viene rilasciata dalle vescicole per giungere nella terminazione sinaptica, dove può svolgere le sue funzioni.

Infine, dopo aver svolto la sua attività a livello della sinapsi, l’acetilcolina deve essere degradata.

Essa viene scissa in colina e acetato. Tale reazione di idrolisi è catalizzata dall’enzima acetilcolinesterasi.

Questa reazione essa può essere catalizzata, seppur con minor efficienza, anche dall’enzima butirrilcolinesterasi.

Degradazione dell’acetilcolina

Degradazione dell’acetilcolina.

Acetilcolina come farmaco

Farmacologicamente l’acetilcolina è un agonista muscarinico e nicotinico e viene definita un farmaco parasimpaticomimetico.

L’acetilcolina è utilizzata durante gli interventi per la cataratta, poiché determina il restringimento della pupilla.

Essa viene utilizzata a livello locale e somministrata per via interoculare.

Non ha applicazioni se somministrata per altre vie. Infatti, essa viene idrolizzata rapidamente nel sangue da acetilcolinesterasi e, in parte, butirrilcolinesterasi.

Pertanto, essa non riesce a raggiungere concentrazioni adeguate nei siti d’azione per svolgere un effetto farmacologico.

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