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.
