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La acetilcolina fue el primer neurotransmisor en ser descubierto. Fue aislado en 1921 por el biólogo alemán llamado Otto Loewi, quien ganó posteriormente el premio Nobel por su trabajo. Es un éster de colina y ácido acético que funciona como neurotransmisor. La acetilcolina es sintetizada en las terminaciones axónicas por la enzima colina acetiltransferasa y luego almacenada en las vesículas sinápticas de los botones

NOTA: Los neurotransmisores son las sustancias químicas que se encargan de la transmisión de las señales desde una neurona hasta la siguiente a través de las sinapsis. También se encuentran en la terminal axónica de las neuronas motoras, donde estimulan las fibras musculares para contraerlas. Ellos y sus parientes cercanos son producidos en algunas glándulas como las glándulas pituitaria y adrenal.

La acetilcolina tiene muchas funciones:

1. Es la responsable de mucha de la estimulación de los músculos, incluyendo los músculos del sistema gastro-intestinal.

2. Se encuentra en neuronas sensoriales.

3. Se encuentra en el sistema nervioso autónomo.

4. Participa en la programación del sueño REM.

5. Regula las áreas del cerebro relacionadas con la atención, la memoria y el aprendizaje.

El famoso veneno botulina funciona bloqueando al neurotransmisor acetilcolina, causando parálisis. El derivado de la botulina llamado botox se usa por muchas personas para eliminar temporalmente las arrugas.

Existe un vínculo entre la acetilcolina y la enfermedad de Alzheimer: hay una pérdida de cerca de un 90 % de la acetilcolina en los cerebros de personas que sufren de esta enfermedad debilitante.

Los fármacos que aumentan su acción mejora la memoria de estos pacientes.

La acetilcolinesterasa es la enzima que desdobla la acetilcolina en la hendidura sináptica.

Ciertas sustancias (vasodilatadores; p.ej. acetilcolina y prostaglandinas) son liberadas al torrente sanguíneo para modular el diámetro de los vasos. Interaccionan con receptores específicos en las células endoteliales, aumentando la concentración de calcio y activando la síntesis del gas óxido nítrico (NO). El NO viaja hasta la siguiente capa de células (musculatura lisa del vaso), estimulando la síntesis de GMP cíclico. El GMP cíclico inicia una serie de eventos que dan lugar finalmente a la relajación del músculo y a la vasodilatación.

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La acetilcolina fue el primer neurotransmisor en ser descubierto. Fue aislado en 1921 por el biólogo alemán llamado Otto Loewi, quien ganó posteriormente el premio Nobel por su trabajo. Es un éster de colina y ácido acético que funciona como neurotransmisor.

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de la Acetil-Colina

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La acetilcolina es un neurotransmisor que se produce en el terminal nervioso a partir de acetil-CoA producido en las mitocondrias a partir de glucosa y la colina. No está claro cómo sale el acetil-CoA al citoplasma, pero allí la acetilcolina sintetasa o colina acetiltransferasa ( ChAT) produce finalmente la acetilcolina. Una vez sintetizada se lleva a vesículas de almacenamiento mediante gasto de ATP.

La colina para la formación de la acetilcolina puede ser adquirida en la dieta o por recaptura del espacio intercelular en la misma neurona que la usa como neurotransmisor. Esta recaptura permite un gran ahorro energético al evitar tener que sintetizar colina de novo. La afinidad de la enzima por el acetil-CoA es muy grande, por lo que se cree que la limitación de los depósitos de acetilcolina depende principalmente de las cantidades de colina disponibles.

Internalización de la colina
La colina entra a las neuronas colinérgicas por un cotransportador de alta afinidad dependiente de Na+ y Cl- (ChT). La concentración de colina es de 10 a 100 ?mol/L, y estos transportadores suelen tener una KM de 1-5 ?mol/L. Con estas concentraciones el transportador se satura, y así se limita la entrada de colina.

También existe un transportador de baja afinidad con KM de 10-100 ?mol/L, que no es saturable. No depende de Na+ y que se halla presente en todos los tejidos.

Relleno y liberación de las vesículas sinápticas con acetilcolina
Desde el citosol la acetilcolina debe pasar a la vesícula sináptica Para tal fin existen unas proteínas transportadoras de vesículas de acetilcolina ( VAChT), con características similares a otros transportadores vesiculares. Su estructura consta de 12 hélices de transmembrana, y un N-ter y C-ter en posición extracelular. Llevan acetilcolina al interior con un cotransporte antiporte con 2H+. El gradiente de pH necesario se consigue mediante la acción de una ATPasa que bombea H+ al interior contra gradiente aprovechando la energía de hidrólisis del ATP. La vesícula es ácida pero electroneutra, ya que en el interior hay un polisacárido (vesiculina) con carga negativa que neutraliza las cargas. La vesícula puede contener unas 5 000 moléculas de neurotransmisor, unas 50-100 mM.

Hay 2 tipos de vesículas de acetilcolina. Unas son pequeñas y densas, y contienen el neurotransmisor recién formado. Cuando llega un potencial de acción a la neurona son las primeras en liberarse. Además están muy cercanas a la membrana neuronal. Otras vesículas son más grandes y menos densa s, y ante la llegada del potencial de acción no se liberan al estar más alejadas de la membrana. Son vesículas de reserva que suministran acetilcolina al pool de acetilcolina de rápida liberación.

Se libera acetilcolina, vesiculina y moléculas de ATP, ya que se vacía todo el contenido vesicular. Lo interesante es la acetilcolina, que se une a receptores específicos, y después se degrada en acetato y colina. La colina puede metabolizarse a betaína y después a serina, o se puede recapturar.

La acetilcolinesterasa degrada la acetilcolina en acetato y colina. Tiene una estructura globular catalítica, que forman monómeros, dímeros o tetrámeros según los diferentes enlaces químicos que se establezcan:
* Monómeros: el grupo tiol permanece reducido
* Dímeros: dos subunidades se unen por un puente disulfuro
* Tetrámeros: dos dímeros se unen mediante fuerzas de van der Waals.

Hay una forma adicional, que se produce cuando un tetrámero se asocia a una cola de colágeno mediante dos puentes disulfuro, y se asocian tres de ellas por enlaces iónicos para dar lugar a 3 tetrámeros asociados a una triple hélice de colágeno, a modo de ramillete. En esta composición se adquiere la capacidad de anclarse a membrana en la hendidura sináptica.

Hay una secuencia de aminoácidos importante para la catálisis en la acetilcolinesterasa. La enzima tiene cargas - gracias al Glu 327 para atraer a la acetilcolina con carga +. Además hay un grupo -OH de una serina que representa un punto esterático, y que le permite interaccionar con el grupo carbocarbonilo de la acetilcolina. Se forma un complejo que luego se va a romper, y deja libre la colina y la molécula acetilada. Una molécula de H2O facilita la pérdida del acetilo.

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La acetilcolina es un neurotransmisor que se produce en el terminal nervioso a partir de acetil-CoA producido en las mitocondrias a partir de glucosa y la colina. No está claro cómo sale el acetil-CoA al citoplasma, pero allí la acetilcolina sintetasa o colina acetiltransferasa ( ChAT) produce finalmente la acetilcolina.

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¿cómo funciona?

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La acetilcolina (ACh) es una simple molécula sintetizada a partir de colina y acetil-CoA a través de la acción de la colina acetiltransferasa. Las neuronas que sintetizan y liberan de ACh se llaman neuronas colinérgicas.

Cuando un potencial de acción alcanza el botón terminal de una neurona presináptica, un canal de calcio controlado por el voltaje se abre. La entrada de iones de calcio, Ca2+, estimula la exocitosis de las vesículas sinápticas que contienen acetilcolina, que se libera en la hendidura sináptica consecuentemente. Una vez liberado, ACh se debe retirar con rapidez para permitir la repolarización se produce; este paso, la hidrólisis, se realiza por la enzima acetilcolinesterasa. La acetilcolinesterasa se encuentra en las terminaciones nerviosas ancladas a la membrana plasmática a través de un glicolípido.

Los receptores de la acetilcolina son canales de cationes controlados por ligaciones, compuesto por cuatro unidades dispuestas en los subpeptídicas en la forma[(a2) (b) (g) (d)] . Dos clases principales de receptores de la acetilcolina se han identificado sobre la base de su reactividad alcaloide, muscarina, que se encuentra en hongos y nicotina, respectivamente, los receptores muscarínicos y nicotínicos.

Ambas clases de receptores son abundantes en el cerebro humano. Los receptores nicotínicos se dividen conforme encontrados en las uniones neuromusculares y aquellas encontradas en las sinapsis neuronales. La activación del receptor por la unión de ACh acon la conexión con la ACh provoca un influjo de Na+ en la célula y una salida de K+, causando desporalización de la neurona postsináptica y el comienzo de un nuevo potencial de acción.

La acetilcolina (ACh) fue el primer neurotransmisor descubierto. Desempeña un papel importante tanto en el sistema nervioso central, como en el sistema nervioso periférico (SNP). Es un éster de ácido acético de la colina y cuya acción está mediada por receptores muscarínicos y nicotínicos. Es el neurotransmisor utilizado en el sistema nervioso somático y uno de muchos neurotransmisores en el sistema nervioso autónomo (SNA). También es el neurotransmisor en todos los ganglios autonómicos.

En el sistema nervioso somático, la contracción muscular se produce debido a la liberación de esta sustancia por las ramificaciones del axón.

De las colinas, es el más importante y controla las actividades de las áreas del cerebro relacionadas con la atención, el aprendizaje y la memoria. Por ejemplo, durante el sueño profundo (REM), la acetilcolina se libera desde el puente; en animales de laboratorio, al bloquear la liberación de acetilcolina, se crea un déficit en el aprendizaje y la memoria (en algunos casos solamente la colina es sugerida facilitar el proceso de aprendizaje y memoria); la Enfermedad de Alzheimer está asociada, en el 90% de los casos, con pérdida de neuronas colinérgicas en el prosencéfalo basal y el hipocampo.

En el sistema vascular, actúa estimulando la vasodilatación, disminuyendo la frecuencia cardíaca, la deducción de la fuerza de la contracción cardíaca y disminución de la conducción nerviosa en los nodos sinusal y atrioventricular.

La acetilcolina también produce el cierre del esfínter post-capilar, causando el llenado de las sinusoides venosas y extravasación del fluido, incrementando el volumen de la submucosa y vasodilatación. Activa las glándulas serosas, con el consiguiente aumento de las secreciones, causando la rinorrea.

En el SNC, los sistemas acetilcolinérgicos existen en el cerebelo, ascendiendo sistema reticular, el tálamo y corteza cerebral, con actividades excitatorias e inhibitorias. Las neuronas que sintetizan y liberan de ACh se llaman neuronas colinérgicas.

Cómo trabaja el ACh

Para realizar correctamente su función, la acetilcolina y otros neurotransmisores, deben ser eliminados o inactivados de acuerdo con las demandas de tiempo para cada respuesta sináptica específica pretendida. Por tanto, actúa en ese proceso y enzima acetilcolinesterasa, que cataliza la hidrolisis de la acetilcolina, liberando colina en el líquido extracelular, que puede ser reaprovechada para los procesos de síntesis neuronales.

Así, la enzima puede modular la intensidad de la respuesta sináptica, por ejemplo, se sabe, por métodos biofísicos, que el tiempo requerido para la hidrólisis de la acetilcolina en la unión neuromuscular es menos de un milisegundo, ya que la eliminación es inmediatamente necesaria para evitar la difusión lateral y la activación secuencial de los receptores involucrados. Dos clases principales de receptores de ACh se identificaron basándose en su reactividad al alcaloide, la muscarina, que se encuentra en hongos, y la nicotina. Respectivamente, los receptores muscarínicos (que tienen cinco subtipos) y los receptores nicotínicos (que también pueden subdividirse en neuronal y muscular) y las dos clases de receptores abundantes en el cerebro humano.

Los receptores nicotínicos musculares se encuentran en las uniones neuromusculares. Son receptores ionotrópicos y, por tanto, la acetilcolina actuará de forma directa, promoviendo la apertura de canales iónicos y una respuesta rápida que ocasiona la contracción muscular.

Los receptores muscarínicos, a su vez, son de tipo metabotrópico (activadores de la proteína G y la producción de un segundo mensajero), y la ACh puede actuar como neurotransmisor inhibidor o excitador, como la región de recepción. Los receptores muscarínicos se encuentran en el sistema nervioso central y los músculos controlados por la división parasimpática del sistema nervioso autónomo promoviendo la acción indirecta de la acetilcolina, excitatoria, que culmina con potenciales de acción para la contracción de los músculos lisos inervados. Aquellos encontrados en regiones determinadas del Sistema Nervioso Central y en el corazón, promovieron una acción indirecta de la acetilcolina para la inhibición de la célula postsináptica, causando hiperpolarización y el consiguiente efecto de disminución del ritmo cardíaco.

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Acetilcolina - Escuelapedia - Recursos Educativos

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La acetilcolina (ACh) es una simple molécula sintetizada a partir de colina y acetil-CoA a través de la acción de la colina acetiltransferasa. Las neuronas que sintetizan y liberan de ACh se llaman neuronas colinérgicas.

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uno de los más conocidos