אצטילכולין הוא מוליך עצבי, חומר המיוצר על ידי גופנו להעברת דחפים עצביים למספר נקודות של מערכת העצבים המרכזית והפריפרית. נוירונים המפרישים אצטילכולין מוגדרים ככולינרגים; באופן מקביל לקולטנים שלו, המחולקים לקולטנים ניקוטינים הריכוז השונה הקונפורמציה הכימית של קולטנים אלה ושל האיזופורמים היחסיים ברקמות, פירושה שהתרופות השונות המפריעות לפעולה של אצטילכולין יכולות לייצר השפעות המוגבלות בעיקר למגזר אחד ולא למגזר אחר. למרות הגיוון המבני הזה, האצטילכולין מסוגל להיקשר שני הקולטנים, מכיוון שחלק המולקולה המתקשר עם הקולטנים המוסקרינים שונה מאלו הניקוטיניים. זו אחת הסיבות לכך שאצטילכולין אינו משמש ישירות למטרות טיפוליות: מכיוון שהוא פועל על כל הקולטנים הכולינרגיים של האורגניזם (גם מוסקריני וגם ניקוטיני) פעולתו נפוצה מדי ואינה ספציפית במיוחד.
אצטילכולין היה המוליך העצבי הראשון שהתגלה, הודות למחקריו של אוטו לואי שהוכתר בשנת 1924. מבחינה כימית, אצטילכולין נוצר על ידי איחוד מולקולת כולין עם אחד של אצטיל -קואנזים A (אצטיל -קואא) ; הראשונה היא מולקולה קטנה המרוכזת בממברנות הפוספוליפידים, בעוד שה- Acetyl-CoA מייצג את הביניים המטבוליות בין הגליקוליזה למחזור קרבס. לאחר מכן מאוחסן בשלפוחית, אשר עם הגעתו של דחף עצבי נקשר לקרום הפרסינפטי, מתמזג ומשחרר את תוכנו על ידי אקסוציטוזה. בשלב זה, האצטילכולין המשתחרר במפרק הסינפטי פנוי להגיע לקולטנים הפוסט -סינפטיים ולתקשר איתם. , דהפולריזציה של התא והפעלת יצירת פוטנציאל פעולה בסיב העצב או בסיב השריר זחילה שעוררה גירוי; מיד לאחר אינטראקציה זו, חלק ניכר מהאצטילכולין מתפרק באופן מיידי על ידי האצטילכולין אסטראז (ACHE). זהו אנזים הממוקם ליד הקולטנים הכולינרגיים, שם הוא פועל על ידי שבירת הקשר בין אצטט לכולין; החומר האחרון נספג בקלות על ידי הטרמינל הפרסינפטי ומשמש לסינתזה של אצטילכולין חדש (הודות לאנזים כולין-אצטיל-טרנספראז). פעולת האנזים הזה חשובה מאוד, מכיוון שהיא מאפשרת להפריע להעברת הדחף העצבי.
אצטילכולין הוא המשדר של כל העצבים השולטים על השרירים ההתנדבותיים (ראו צלחת נוירו -שרירית); עם זאת, אם כי ברמה זו הוא מייצר אפקט מעורר, בתוך המערכת הפאראסימפתטית הוא מבצע פעולות מעכבות בעיקר (רוב הנוירונים הסימפתטיים מפרישים אפינפרין, בעוד שרובם נוירונים פאראסימפתיים מפרישים אצטילכולין). למעשה, מולקולה זו גורמת להאטת קצב הלב, תוך גירוי של הפרשת בלוטות הסימפונות, הרוק, הקיבה והלבלב, הגדלת פריסטליזם המעי ובכלל כל תפקודי העיכול. בנוסף ללוחות המוטוריות של שרירי השלד, והסיומים הפוסט-גנגליוניים של מערכת העצבים הפאראסימפתטית, ניתן למצוא אצטילכולין ברמת הסינפסות בין סיבים טרום-גנגליוניים לנוירונים פוסט-גנגליוניים של מערכת העצבים הסימפתטית והפאראסימפתטית. , ושל מדולת האדרנל, כמו גם בכמה סינפסות של מערכת העצבים המרכזית.
הפעולות המוסקריניות תואמות את הפעולות הנגרמות על ידי האצטילכולין ששוחרר מקצות העצב הפאראסימפתיים הפוסט -גנגליוניים, למעט שני יוצאים מן הכלל המשמעותיים:
אצטילכולין גורם להרחבת כלי דם כללית, אם כי רוב הכלי אינם עצביים על ידי המערכת הפאראסימפתטית.
אצטילכולין גורם להפרשה על ידי בלוטות הזיעה, אשר מעוכבות על ידי סיבים כולינרגיים של מערכת העצבים הסימפתטית.
ה פעולות ניקוטיות הם תואמים לאלה של אצטילכולין המשתחררים ברמה של הסינפסות הגנגליוניות של המערכות הסימפתטיות והפאראסימפתטיות, של הצלחת הנוירו -שרירית של השרירים ההתנדבותיים ושל קצות העצבים של העצבים הספלאנצ'יים המקיפים את תאי הפרשה של המדולה האדרנלית.
כצפוי, ניתן לייצר השפעות דומות לאלו של אצטילכולין על ידי חומרים המסוגלים לעורר קולטנים כולינרגיים (parasympathomimetics) או לחסום את פעולת האצטילכולין אסטראז (אנטיכולינסטרזות). יחד עם זאת, ניתן לחסום את ההשפעות של אצטילכולין על ידי חומרים המסוגלים להיקשר לקולטנים כולינרגיים, מה שהופך אותם לבלתי זמינים לקלוט את האות המועבר על ידי אצטילכולין (אנטיכולינרגיות). בואו נראה כמה דוגמאות.
Curare גורם למוות כתוצאה משיתוק שרירים, וחוסם את פעולת האצטילכולין על ממברנות השרירים (היכן שנמצאים קולטנים ניקוטינים); פיסוסטיגמין, לעומת זאת, מאריך את פעולת האצטילכולין על ידי חסימת כולינסטרז, בעוד ארס האלמנה השחורה מעורר עודף שחרור. גזים עצביים גם חוסמים את האנזים הזה וגורמים לאצטילכולין להישאר מעוגנים בקולטנים שלו; ההשפעה הקטלנית של גזים אלה מועילה לחקור את השפעות האינטראקציה בין אצטילכולין לקולטנים המוסקרינים שלו: שיעול, לחץ בחזה, הפרשת יתר של הסמפונות עד לבצקת ריאות, בחילות, הקאות, שלשולים, רוק מוגבר, מיוזה וקושי בראייה, ירידה בקצב הלב עד עצירה ובריחת שתן. עקב הצטברות אצטילכולין בקולטנים ניקוטינים, תסמינים כגון: חיוורון בעור, טכיקרדיה, יתר לחץ דם עורקי, היפרגליקמיה ושינויים. במערכת השרירים, במיוחד אסתניה ותשישות שרירים קלה, רעידות והתכווצויות. עקב הצטברות האצטילכולין, ניתן לשתק את שרירי השלד ולמות על ידי שיתוק שרירים בהתכווצות. לבסוף, ההשפעות על מערכת העצבים המרכזית כוללות התכווצויות טוניק-קלוניות מהסוג האפילפטיפורמי, עד לדיכאון במרכזי הנשימה. ומוות. זה קורה בדרך כלל בגלל חנק עקב שיתוק הסרעפת והשרירים הבין -צלעיים. אפילו בוטולינום, רעל רעיל מאוד המשמש בריכוזים אינסופיים ברפואה האסתטית, קשור לאצטילכולין; עם פעולתו, למעשה, הוא מונע את שחרורם מהשלפוחית. בדרך זו, בוטוקס גורם לשיתוק רופף של השרירים, והופך להיות קטלני כאשר הוא כרוך מאוד בנשימה; במובן זה הוא מנוגד לפעולת הטטנוס, המאופיינת בשיתוק ספסטי אשר בכל זאת אינו תלוי באצטילכולין. פילוקרפין, תרופה המשמשת בעיקר ברפואת עיניים לצמצום האישון ולעידוד קריעת העין (שימושית בטיפול בגלאוקומה) היא אגוניסט מוסקריני; למעשה הוא נקשר לקולטנים המוסקרינים של אצטילכולין. במובן זה, פילוקרפין נוגד את פעולתו של האטרופין, שהוא במקום זאת אנטגוניסט מוסקריני וככזה מעכב את הפעילות של הפאראסימפתטית (parasympatholytic). התרופה אטרופין חוסמת קולטנים מוסקרינים, ואילו curare חוסמת קולטנים ניקוטינים.
