Acetilcolina
| Acetilcolina | ||
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| Acetilcolina | ||
| Identificación | ||
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| Nombre IUPAC | 2-acetoxietil-trimetilamonio | |
| Sinónimos |
ACh |
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| N o CAS | ||
| N o ECHA | 100,000,118 | |
| N o CE | 200-128-9 | |
| Código ATC | S01 | |
| DrugBank | DB03128 | |
| PubChem | 187 | |
| N o E | E1001 (i) | |
| Sonrisas |
CC (= O) OCC [N +] (C) (C) C , |
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| InChI |
InChI: InChI = 1 / C7H16NO2 / c1-7 (9) 10-6-5-8 (2,3) 4 / h5-6H2,1-4H3 / q + 1 |
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| Propiedades químicas | ||
| Fórmula bruta |
C 7 H 16 N O 2 [Isómeros] |
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| Masa molar | 146,2074 ± 0,0075 g / mol C 57,5%, H 11,03%, N 9,58%, O 21,89%, |
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| Precauciones | ||
| Directiva 67/548 / CEE | ||
 Xi Símbolos : Xi : Irritante Frases R : R36 / 37/38 : Irrita los ojos, la piel y las vías respiratorias. Frases S : S36 / 37/39 : Úsese indumentaria protectora, guantes y protección para los ojos / la cara adecuados. Frases R : 36/37/38, Frases S : 36/37/39, |
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| Ecotoxicología | ||
| DL 50 |
11 mg · kg -1 (ratón, iv ) 170 mg · kg -1 (ratones, ip ) |
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| Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario. | ||
La acetilcolina , abreviada como ACh, es un neurotransmisor que juega un papel importante tanto en el sistema nervioso central , donde interviene en la memoria y el aprendizaje , como en el sistema nervioso periférico , especialmente en la actividad muscular y las funciones vegetativas . La acetilcolina es un éster producido por la enzima colina acetiltransferasa a partir de acetil-CoA , cuya acción está mediada por los receptores nicotínicos y muscarínicos . La ACh fue objeto de estudios pioneros que llevaron a la formulación de los principios fundamentales de la neurotransmisión . De hecho, en la primera mitad del XX ° siglo , ACh fue el primer neurotransmisor que se encuentra en el sistema nervioso, en primer lugar por su papel inhibitorio sobre la actividad cardíaca . Sin embargo, a nivel de la unión neuromuscular , la ACh tiene un efecto excitador y dentro del sistema nervioso central su acción combina efectos neuromoduladores sobre la plasticidad sináptica , el aprendizaje y la activación fisiológica .
Histórico
En 1914, el fisiólogo inglés Henry Hallett Dale fue el primero en aislar la acetilcolina de un organismo , el cornezuelo de centeno . La ACh era una molécula ya conocida desde que su síntesis química fue realizada en 1867 por el químico alemán Adolf von Baeyer . En 1905, el fisiólogo inglés John Newport Langley (en) demostró la actividad biológica de la ACh que, cuando se aplica a un músculo esquelético , hace que se contraiga. Asimismo, Dale demostró en 1914 la acción parasimpaticomimética de la ACh sobre órganos y tejidos periféricos.
En 1921, el farmacólogo alemán Otto Loewi demostró la existencia del primer neurotransmisor jamás descubierto. Loewi estimuló el nervio vago parasimpático ( nervio X) de un corazón de rana aislado, lo que lógicamente lo ralentizó. La aplicación del líquido de infusión de este corazón a otro corazón desnervado también lo ralentizó. Esto demostró que una sustancia que causa la acción del sistema nervioso parasimpático se liberó (y en este caso se difundió en el líquido de perfusión) durante la estimulación del nervio vago. Esta sustancia, un neurotransmisor, se llamó inicialmente " vagustoff " (término derivado de "onda"), porque no se determinó hasta mucho más tarde que en realidad era ACh. De hecho, no fue hasta 1929 que Dale y su colega el fisiólogo inglés Harold Ward Dudley (de) revelaron la existencia de ACh en organismos animales, extrayéndola del bazo de la carne de vacuno y del caballo. En 1936, Dale y sus colegas demostraron que la ACh se libera en la unión neuromuscular y, por lo tanto, es el neurotransmisor responsable de la contracción voluntaria de los músculos esqueléticos.
Otto Loewi y Henry Hallett Dale recibieron conjuntamente el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1936 por su trabajo sobre ACh.
Química
De fórmula química CH 3 COOCH 2 CH 2 N + (CH 3 ) 3y masa molar de 146,2 g · mol -1 , la acetilcolina se deriva del ácido acético CH 3 COOHy colina HOCH 2 CH 2 N + (CH 3 ) 3.
Localización
Durante los impulsos nerviosos, la acetilcolina se libera en las sinapsis de las neuronas llamadas "colinérgicas" del sistema nervioso, que transmite información nerviosa de una neurona a la siguiente. Estas sinapsis que utilizan acetilcolina como neurotransmisor se denominan sinapsis colinérgicas .
- En el sistema nervioso periférico vegetativo , la acetilcolina participa en la sinapsis preganglionar de las fibras ortosimpáticas y parasimpáticas , así como en la sinapsis neuroefectora del sistema parasimpático (Figura 2).
- La acetilcolina participa en las uniones neuromusculares que conectan las neuronas motoras con los músculos esqueléticos.
- En el sistema nervioso central , las neuronas colinérgicas suelen estar mezcladas con otras neuronas no colinérgicas. Las vías colinérgicas son difusas pero se ha localizado un grupo de neuronas colinérgicas en la región del núcleo septal medial (ubicado en la parte inferior de la cara medial del lóbulo frontal y debajo del pico del cuerpo calloso). Inervan el hipocampo y se cree que desempeñan un papel en la memorización , el aprendizaje y el control del estado de ánimo. Otro grupo, también ubicado en la zona septal y llamado núcleo basal de Meynert , inerva toda la corteza cerebral y también la amígdala . Participaría en la regulación del comportamiento y el estado de ánimo.
Por lo tanto, la acetilcolina participa a nivel central en muchas funciones, como la regulación de las habilidades motoras, alterada en la enfermedad de Parkinson, o la memoria, alterada en la enfermedad de Alzheimer.
Metabolismo de la acetilcolina
- Síntesis :
La síntesis tiene lugar en la propia fibra nerviosa a partir de la colina y la acetil-CoA . La colina proviene de la dieta o de la biosíntesis endógena de la serina . La acetil-coenzima A es una coenzima formada en las mitocondrias de la célula nerviosa a partir del metabolismo de los carbohidratos.
La síntesis de acetilcolina requiere energía pero es facilitada por una enzima: colina-acetil-transferasa . Este se sintetiza en el cuerpo celular y luego migra a la terminación nerviosa.
- Almacenamiento :
Después de su síntesis, la acetilcolina se almacena en las vesículas de la membrana presináptica. El número de vesículas con terminación presináptica, cada una de las cuales contiene entre 1.000 y 50.000 moléculas de acetilcolina, se estima en 300.000 .
- Lanzamiento :
La llegada de un potencial de acción a una terminación axonal induce la apertura de los canales de Ca ++ dependientes del potencial. La entrada subsiguiente de iones Ca ++ hace que las vesículas se fusionen con la membrana plasmática y la liberación de Ach hacia la hendidura sináptica. Luego, la ACh se difunde al otro lado de la sinapsis y, al unirse a los receptores postsinápticos, provoca un cambio en la permeabilidad iónica de la membrana (a través de los receptores ionotrópicos y / o metabotrópicos).
- Destrucción :
ACh debe desaparecer de esta sinapsis. Si el impulso nervioso debe producir una descarga de 100 Hz (100 potenciales de acción por segundo), la ACh debe destruirse en menos de una centésima de segundo. Y, de hecho, la acetilcolina sufre hidrólisis en unos pocos milisegundos por la acetilcolinesterasa , una enzima presente en la hendidura sináptica y asociada con la superficie externa de las células. La ACh se hidroliza a acetato y colina, y la neurona presináptica la vuelve a captar inmediatamente a través de un transportador transmembrana selectivo de 12 hélices.
Este es uno de los medios que tiene el mediador para detener su acción en la sinapsis. Existe un segundo medio: la ACh no se destruye sino que se difunde fuera de la sinapsis.
Receptores colinérgicos
La acetilcolina se une a los receptores en la superficie de la neurona postsináptica. Estos receptores son principalmente de dos tipos: nicotínicos y muscarínicos . Los primeros son canales de cationes activados por la acetilcolina, provocando muy rápidamente, en pocos milisegundos, la despolarización y la excitación. El segundo, los receptores muscarínicos, acoplados a proteínas G y por tanto más lentos, pueden inducir respuestas excitadoras o inhibitorias.
En el sistema nervioso vegetativo, los receptores colinérgicos son:
- nicotina en el ganglio, para el simpático y el parasimpático;
- muscarínicos en el objetivo parasimpático (fig. 2).
Receptores muscarínicos
Los receptores muscarínicos son parte de la familia de receptores metabotrópicos de siete dominios transmembrana (7TM), al igual que los receptores adrenérgicos. Están ampliamente distribuidos en el cuerpo y están ampliamente representados en el cerebro (M1, M3 y M4).
Se dividen en cinco clases (M1 a M5), derivados de distintos genes, todos clonados.
- Los receptores M1, M3 y M5 están acoplados a proteínas Gq / 11 y tienen actividad excitadora . Los receptores M1 ( sistema nervioso central , estómago y ganglios ), M3 y M5 activan una fosfolipasa C (PLC) que puede provocar contracción muscular, liberación de adrenalina o modulación de la excitabilidad de las neuronas, según los tejidos.
- Los receptores M2 y M4 están acoplados principalmente a proteínas Gi y son inhibidores . Los receptores M2 ( corazón , músculos lisos) y M4 inhiben la adenilato ciclasa mediante la activación de la subunidad alfa de una proteína Gi. También son responsables de abrir los canales de potasio creando una hiperpolarización de la membrana postsináptica.
Receptores de nicotina
Los receptores nicotínicos son parte de la familia de receptores ionotrópicos . Están presentes en el cerebro , la médula espinal , los ganglios de los sistemas nerviosos ortosimpático y parasimpático, y en la sinapsis entre las neuronas motoras y los efectores . Estos receptores pentaméricos (dos subunidades α, una β, una δ y una γ o ε) con una masa molecular de 280 kDa forman un canal con un diámetro de 6,5 Å , que no se abre hasta después de la unión de dos moléculas de acetilcolina a la α subunidades. Las dos subunidades α luego cambian su conformación para permitir que los iones pasen a través del canal de iones. La acetilcolina luego se degrada rápidamente por las acetilcolinesterasas para cerrar el canal iónico y detener los impulsos nerviosos. En 2009, se conocieron y secuenciaron 17 subunidades: α1 a α10, β 1 a β 4, γ, δ y ε. Del número bastante considerable de posibles pentámeros, solo unos diez se caracterizan actualmente.
La activación de los receptores N1 nicotínicos neuronales (sistema nervioso central y ganglios periféricos) abre canales permeables a los iones sodio Na + y potasio K + . La gran entrada de iones de sodio en la neurona postsináptica crea una rápida despolarización de la membrana y asegura la propagación de los impulsos nerviosos.
Los receptores nicotínicos del N2 de tipo muscular ubicados en las uniones neuromusculares están acoplados a los canales de sodio. Su activación provoca la entrada de Na + , lo que produce una despolarización localizada denominada potencial de placa motora (PPM). Este PPM abre los canales de Na + dependientes de voltaje y activa un potencial de acción clásico. Este viaja a través de la fibra muscular y entra en el túbulo transversal, donde estimulará la liberación de calcio contenido en el retículo sarcoplásmico. El aumento de la concentración intracelular de iones de calcio provoca la contracción de los músculos esqueléticos.
Síntesis de la acción de la acetilcolina.
| Tela | Efecto de la acetilcolina | Receptores involucrados |
| Sistema nervioso | Memorización y aprendizaje | M1 |
| Corazón | Disminución de la frecuencia cardíaca | M2 |
| Buques | Vasodilatación, descenso de la presión arterial | M3 |
| Pulmón | Contracción de bronquios, secreción. | M3 |
| Intestinos , Estómago | Contracciones, secreciones | M3 |
| Glándulas salivales | Secreción | M3 |
| Ojo | Contracción de la pupila, desgarros | M3 |
| Médula suprarrenal | Inhibe la secreción de adrenalina (que ya no es
estimulado por el sistema ortosimpático) |
NO |
| músculo esquelético | Contracción | NO |
Farmacología
- Agonistas del receptor colinérgico
- Inhibidores de la acetilcolinesterasa
- Antagonistas del receptor colinérgico
Notas y referencias
- masa molecular calculada de " pesos atómicos de los elementos 2007 " en www.chem.qmul.ac.uk .
- (en) " acetilcolina " en ChemIDplus consultado el 8 de febrero de, 2009
- Yves Landry, Jean-Pierre Gies, Farmacología De los objetivos a la indicación terapéutica , Dunod, 2009 (segunda edición)
- " Malatión - Retirada de la autorización de comercialización. » , REVISTA OFICIAL DE LA REPÚBLICA FRANCESA.
- Bruneton, J. Farmacognosia - Fitoquímica, plantas medicinales, 4 ª edición, revisada y ampliada. , París, Tec y Doc - Editorial Médica Internacional,2009, 1288 p. ( ISBN 978-2-7430-1188-8 )
enlaces externos
- Compendio suizo de medicamentos: medicamentos que contienen acetilcolina