Neuroprenášač po prvýkrát opísal Henry Hallet Dale v roku 1914.
V motorických neurónoch zabezpečuje acetylcholín sťahovanie všetkých svalov. Od pohybov žalúdka a srdca až po mihnutie oka. Ilustrácia: Michaela Mašánová
Mozgové bunky sa volajú neuróny a komunikujú medzi sebou aj s inými bunkami prostredníctvom chemických látok, takzvaných neuroprenášačov. O tejto vete dnes už nikto nepochybuje, pretože jej pravdivosť ukázal nejeden výskum.
Pred sto rokmi však šlo o odvážne tvrdenie. Jedným z prvých vedcov, ktorý sa pohrával s myšlienkou, že prenos informácií v ľudskom tele zabezpečujú chemické látky, bol britský biochemik Henry Hallett Dale.
Pri svojom bádaní objavil acetylcholín – látku, ktorá mala na telo podobný účinok ako podráždenie parasympatického nervového systému. Odborníci tento systém nazývajú aj nerv pokoja, pretože sa stará o oddych a šetrenie organizmu.
Dale špekuloval, že acetylcholín by mohol naozaj byť bájnym neuroprenášačom – látkou, ktorá sa uvoľňuje z nervových zakončení pri ich dráždení a ovplyvňuje fungovanie ďalších orgánov v tele.
Jeho hypotézu potvrdil o sedem rokov neskôr, teda v roku 1921, rakúsko-americký fyziológ Otto Loewi.
Pri experimente spojil žabie srdce s mozgovým kmeňom. Následne srdce elektricky stimuloval a zaznamenával počet i silu jeho úderov. Zistil, že oba parametre sa menili podľa toho, ktoré nervové vlákna dráždil.
Avšak tým sa Loewiho experimenty nekončili. Vedec preniesol tekutinu, ktorú srdce pumpovalo von do ďalšieho srdca. Ukázal tak, že dráždené nervové vlákna spôsobujú uvoľnenie látok, ktoré môžu ovplyvňovať srdcovú činnosť.
Obaja vedci získali za svoj objav v roku 1936 Nobelovu cenu za fyziológiu a medicínu.
Kyselina octová a cholín = acetylcholín
Acetylcholín sa tak stal prvým objaveným neuroprenášačom.
Za názov vďačí svojej štruktúre. Keďže ho tvorí kyselina octová a cholín, vedci sa pravdepodobne dlho netrápili a vznikol názov acetylcholín.
Synapsie, ktoré sprostredkovávajú prenos tohto neuroprenášača, sú v odbornej literatúre nazývané ako cholinergné.
Nájsť acetylcholín v mozgu nie je ťažké. Nachádza sa v centrálnej nervovej sústave (CNS), ktorú tvorí mozog a miecha, a v periférnej nervovej sústave (PNS), ktorá pozostáva z nervov a neurónov umiestnených mimo CNS.
V motorických neurónoch zabezpečuje sťahovanie všetkých svalov. Od pohybov žalúdka a srdca až po mihnutie oka. Podieľa sa aj na sťahovaní hladkých svalov a rozširovaní ciev. Okrem toho môže podporovať zvýšené vylučovanie tela a spomaľovať srdcovú frekvenciu.
Prenášač, ktorý motivuje aj vzrušuje
Acetylcholín pôsobí na rôznych miestach v CNS, kde môže fungovať ako neuroprenášač aj ako neuromodulátor.
Ako neuroprenášač pôsobí na dva typy receptorov: nikotínové acetylcholínové receptory a muskarínové acetylcholínové receptory.
Oba typy receptorov sa nachádzajú v mozgu vo veľkom množstve najmä v mozgovej kôre, hipokampe, thalame, hypothalame, mozgovom kmeni a tiež v PNS a v iných častiach tela.
Acetylcholín hrá dôležitú úlohu pri motivácii, vzrušení, pozornosti, učení a pamäti. Podieľa sa aj na podpore najhlbšieho, takzvaného REM spánku, počas ktorého dochádza k sneniu.
Nervosvalové spojenie
Keď mozog vyšle signál, aby sa pravá ruka pohla, putuje nervovými vláknami do nervovosvalových spojov. Cez toto spojenie sa prenesie vďaka acetylcholínovým prenášačom a vyvolá požadovanú odpoveď v špecifických svaloch.
Prenos acetylcholínu z neurónu na sval však nie je vôbec jednoduchým dejom. Vyžaduje si špeciálnu štruktúru, ktorá sa nazýva nervovosvalová platnička.
Ide o chemickú synapsiu medzi motorickým neurónom a svalovým vláknom. Vďaka nej môže motorický neurón prenášať signál do svalového vlákna, čo následne spôsobí svalovú kontrakciu.
Synaptický prenos na nervovosvalom spojení sa začína vtedy, keď akčný potenciál aktivuje napäťovo riadené vápnikové kanály na motorickom neuróne. Tieto kanály umožnia vstup iónov vápnika do neurónu. Potom sa ióny vápnika naviažu na senzorické proteíny (konkrétne synaptotagmín), čím spôsobia, že drobné vačky v motorickom neuróne naplnené acetylcholínom sa vylejú do synaptickej štrbiny.
Acetylcholín putuje cez synaptickú štrbinu a viaže sa na nikotínové acetylcholínové receptory na bunkovej membráne svalového vlákna, ktoré je tiež známe ako sarkolema. Väzba neuroprenášača na receptor spôsobí sled reakcií, ktorý nakoniec vedie k svalovej kontrakcii.
Nervovosvalová platnička. Zdroj: iStockphoto.com
Nekonečný kolobeh?
Po tom, ako acetylcholín splní svoju úlohu, ho veľmi rýchlo odbúravajú acetylcholínesterázy na acetát a cholín.
Väčšina cholínu je odchytávaná do presynaptického zakončenia, kde sa z neho opäť vyrába acetylcholín.
Narušenie funkcie acetylcholínu a zníženie počtu cholinergných neurónov je často spájané s Alzheimerovou chorobou, pri ktorej dochádza k poškodeniu pamäti a ďalších kognitívnych funkcií alebo k poruchám hybnosti, ako je tras, strnulosť či stereotypné pohyby.
Lieky a látky, ktoré prerušujú funkciu acetylcholínu, môžu mať na telo negatívne účinky, a môžu dokonca viesť k smrti. Medzi tieto látky patria niektoré pesticídy a nervové plyny.
Zdroje
DOI: 10.1016/j.crvi.2006.03.012
DOI: 10.2174/1570159X13666150716165726
Miroslav Orel, Věra Facová a kolektív: Člověk, jeho mozek a svět. Grada, 2009. 256 s.
