Медиатор ацетилхолин: зачем он нужен человеку и другим живым существам? Как связаны между собой ацетилхолин и никотин? Где вырабатывается ацетилхолин и как он работает?
Ацетилхолин — это один из основных медиаторов в нервной системе. Но информации про медиатор ацетилхолин, написанной понятным языком, очень мало. Википедия и другие источники рассказывают про нейромедиаторы с множеством сложных терминов, которые с первого раза тяжело понять. В этой статье мы попытаемся рассказать про ацетилхолин простым и понятным языком.
Что такое вообще нейромедиаторы? Нейромедиаторы — это такие химические вещества, которые переносят информацию в нервной системе человека. То есть информация между нервными структурами, в этом случае, передается не с помощью электрического импульса, а именно благодаря особенным молекулам, которые плавают в межклеточной жидкости. Эти молекулы и называются медиаторами.
Нужно сразу рассказать и про самые важные для человека свойства ацетилхолина. Он напрямую влияет на память и успеваемость. Чем выше уровень ацетилхолина — тем они выше. И вторая важная функция медиатора — процесс засыпания. Мы засыпаем, когда ацетилхолина у нас совсем мало. Если вы не можете уснуть, вероятно, у вас высокий уровень ацетилхолина. Это может быть связано с тем, что вы много двигались или вообще работали. Почему мы расскажем ниже.
Молекула ацетилхолина
Открытие медиатора ацетилхолина
Ацетилхолин стал первым медиатором, который открыли ученые. И сделал это немецкий фармаколог Отто Леви. В его удивительном эксперименте ацетилхолин останавливал сердце лягушки.
- Эксперимент с медиатором ацетилхолином и сердцами лягушек
Ученый взял два лягушачьих сердца и погрузил их в физиологический раствор. А особенность сердца лягушки такова, что они могут очень долго биться в особенном физиологическом растворе. Потом он начал раздражать блуждающий нерв, который выходил из одного из сердец, электрическим током. Сердце замедляло свой ритм (так и должно происходить).
После этого ученый набрал возле сердца немного жидкости в шприц, и вылил эту жидкость в сосуд, где билось второе сердце. Второе сердце тоже замедлило свой ритм.
Эксперимент Отто Леви
За открытие ацетилхолина, и вместе с ним вообще нейромедиаторов, Леви наградили Нобелевской премией. Говорят, что опыт с лягушками приснился ему ночью. Причем сон повторялся два раза, с первого раза ученый не понял, что это такое ему привиделось.
Ацетилхолин и никотин
Нейромедиатор ацетилхолин важен в том плане, что именно его молекулу копирует никотин. Вообще, почти все наркотики похожи по строению молекул на разные нейромедиаторы.
- Никотин подменяет ацетилхолин.
- Опиум и героин копируют другой медиатор — дофамин, который еще называют «гормоном счастья».
- Экстази заменяет собой серотонин — один из гормонов удовольствия.
- Алкоголь не заменяет своей молекулой никакой медиатор, но воздействие его на обменные процессы в мозге очень сильное. Из-за алкоголя повышается уровень дофамина, хотя и не так сильно, как из-за опиума. А еще алкоголь усложняет работу ГАМК — нейромедиатора, который отвечает за спокойствие, сосредоточенность и обучение. То есть алкоголь «отключает мозг» и воздействует сразу на две системы медиаторов.
Существует препарат, которое блокирует тягу к никотину — это Табекс с активным веществом цитизином. Есть и более современный препарат Чемпикс с действующим веществом варениклин. Молекулы этих веществ соединяются с ацетилхолиновыми рецепторами в тех местах, куда крепятся ацетилхолин у здоровых людей или никотин у курильщиков. В итоге, тяга к никотину исчезает. Впрочем, лекарства тем, кто хочет бросить курить не обязательны, в человеческом организме есть все, чтобы справиться самостоятельно с этой проблемой.
Кроме курительного есть еще жевательный, нюхательный и даже сосательный табак. Никотин может впитываться через кожу. На этом основано действие никотиновых пластырей. Бывает еще никотиновый спрей и жвачки.
Молекулу ацетилхолина копирует не только никотин из табака. К примеру, вещества агонисты или «заменители» ацетилхолина есть еще в белладонне и дурмане. Действие этих растений на человеческий организм еще разрушительнее, чем у табака.
Дурман может вызвать галлюцинации, тахикардию, светобоязнь.
Но любой яд в маленьких дозировках становится лекарством, и препараты из дурмана и белладонны используют для снятия боли, спазмов, для проверки зрения и в некоторых других целях. К примеру, основное назначение препарата Белластезин — обезболивание при язве желудка. Но с такими лекарствами все-таки следует быть предельно осторожными и стараться их избегать. Кроме множества побочных эффектов они вызывают стойкую зависимость.
Препарат, который дублирует ацетилхолин
А вообще никотин и похожие на него вещества в растениях — это токсины. Растения используют их как нервно-паралитический яд от жуков и других вредителей, которые хотят ими полакомиться. На насекомых никотин действует, как смертельный яд, они меньше и уязвимей, чем люди. В небольшом количестве никотин есть даже в спелых помидорах, чуть больше его в листьях томатов и листьях картофеля. А чтобы насекомые не покушались на огородные растения можно использовать перетертый в порошок табак. Его применяют и как удобрение.
Основные функции
Ацетилхолин является нейротрансмиттером, который может быть возбуждающим или ингибирующим в зависимости от рецепторов и места, в котором он высвобождается. Он может действовать в разных местах и выполнять разные функции для организма, являясь одними из основных из следующих.
Управление двигателем
Добровольное движение мышц для этого требуется действие ацетилхолина, которое вызывает мышечные сокращения, необходимые для движения. В этом аспекте функционирование ацетилхолина имеет возбуждающий тип, действуя через ионотропные рецепторы.
Активность вегетативной нервной системы
Ацетилхолин является одним из основных компонентов, с помощью которых наш организм может быть подготовлен к действию против различных раздражителей или дезактивирован после прекращения угрозы. Этот нейротрансмиттер действует на преганглионарном уровне, то есть в передача нервных импульсов между продолговатым мозгом и ганглием как в симпатической системе, так и в парасимпатической системе.
В парасимпатической системе это действие также происходит на постганглионарном уровне между органом-мишенью и ганглием. В случае парасимпатической системы мы можем наблюдать, как действие ацетилхолина оказывает ингибирующий эффект. Среди других действий позволяет уменьшить частоту сердечных сокращений , а также усиление действия кишечника и висцерального функционирования.
Парадоксальный сон
Парадоксальный сон или быстрый сон зависит от действия ацетилхолина, который участвует в структуре сна и придает ему различные отличительные характеристики.
Статья по теме: «5 фаз сна: от медленных волн до быстрого сна»
Производство и управление гормонами
Ацетилхолин также имеет нейроэндокринная функция в гипофизе , поскольку его действие вызывает увеличение синтеза вазопрессина или уменьшение пролактина.
Может быть, вам интересно: «Гипофиз (гипофиз): связь между нейронами и гормонами»
5
Осведомленность, внимание и обучение. Способность человека к обучению через восприятие в значительной степени опосредована действием ацетилхолина, а также фактом поддержания внимания и даже уровня сознания
Причины ацетилхолина что кора головного мозга остается активной и позволяет учиться
Способность человека к обучению через восприятие в значительной степени опосредована действием ацетилхолина, а также фактом поддержания внимания и даже уровня сознания. Причины ацетилхолина что кора головного мозга остается активной и позволяет учиться .
Формирование памяти
Ацетилхолин также является очень важным веществом, когда дело доходит до формировать воспоминания и настраивать нашу память , участвуя в управлении гиппокампа из этой области.
Библиографические ссылки:
Гомес, М. (2012). Психобиология. CEDE Подготовка руководства PIR.12. СЕДЕ: Мадрид.
Холл, J.E. & Guyton, A.C. (2006). Учебник медицинской физиологии. 11-е издание. Филадельфия, Пенсильвания: Elsevier.
Кандел Е.Р .; Шварц, J.H. И Джесселл, Т.М. (2001). Принципы нейробиологии. Четвертое издание. McGraw-Hill Interamericana. Мадрид.
Кацунг Б. (2007). Базовая и клиническая фармакология, 10-е издание. Mc Graw Hill Medical.
Мартин, А. М. и Гонсалес, Ф. Я. А. (1988). Сборник психонейрофармакологии. Ediciones Díaz de Santos.
Где вырабатывается ацетилхолин?
Ацетилхолин вырабатывается в нервно-мышечных синапсах возле позвоночника. И вырабатывается он в ответ на движение, в ответ на стресс, и вообще практически постоянно. То есть если вы решили пошевелить пальцем, то по вашим нервным волокнам прошли сигналы. К примеру, сигнал прошел, от пальца до позвоночника (аксоны или отростки нервных клеток действительно иногда такие длинные). В ответ на это нервный синапс возле позвоночника выработал медиатор ацетилхолин, который заставил согнуться ваш палец.
Выводов из этого простого описания можно сделать много:
- Самый простой вывод — активные движения и работа повышают уровень ацетилхолина и мешают заснуть.
- Еще один вывод — ацетилхолин мобилизует организм. Поэтому если вам нужно выполнить важную работу, даже умственную, то вам помогут физические нагрузки.
- Интересно, что ацетилхолин вырабатывается не только тогда, когда вы сознательно решили подвигаться, но и у нервных и беспокойных особ. Чем тревожнее человек, тем выше у него уровень ацетилхолина.
- Если вы решили бросить курить, то занятия спортом сделают ваш процесс отвыкания быстрее, но ощутимее. То чем мы не пользуемся — атрофируется. И у курильщика ацетилхолина вырабатывается мало. Если вы будете много двигаться, то дадите большую нагрузку на эту систему.
Создание и разрушение ацетилхолина
Рецепторы внимания
Рисунок 7. Многообразие ацетилхолиновых рецепторов (nAChR) в слоях префронтальной коры головного мозга. Рисунок из .
Для обучения важен не только интеллект или объем памяти, но и внимание. Без внимания даже самый успешный ученик будет двоечником
Ацетилхолин участвует также в процессах, регулирующих внимание.
Внимание — сфокусированное восприятие или обдумывание проблемы — сопровождается повышенной активностью в префронтальной коре. Ацетилхолиновые волокна направляются в лобную кору из глубоких отделов мозга
В связи с тем, что часто нам требуется быстрое переключение внимания, вполне логично, что в регуляции внимания участвуют никотиновые (ионотропные) рецепторы ацетилхолина, а не мускариновые, которые вызывают более медленные и преимущественно структурные изменения в нейронах. Повреждение ацетилхолиновых структур глубоких отделов мозга снижает активность медиальной префронтальной коры и нарушает внимание . Кроме того, взаимодействие глубоких ацетилхолиновых структур с префронтальной корой не ограничивается восходящими сигналами. Нейроны лобной коры также отправляют свои сигналы в нижележащие отделы, что позволяет создавать саморегулирующуюся систему поддержания внимания . Внимание поддерживается за счет воздействия ацетилхолина на пресинаптические и постсинаптические рецепторы (рис. 7).
При разговоре о никотиновых рецепторах и внимании возникает вопрос об улучшении когнитивных функций при помощи курения, то есть введения дополнительной дозы никотина, пусть и в виде сигаретного дыма . Ситуация здесь довольно ясная, и результаты не дают курильщикам лишнего аргумента в пользу их пагубного пристрастия. Никотин, пришедший извне, нарушает нормальное развитие мозга, что может приводить к расстройствам внимания (на долгие годы) . Если сравнивать курильщиков и некурящих, то у первых показатели внимания хуже, чем у их оппонентов . Улучшение внимания у курильщиков возникает в случае выкуривания сигареты после долгого воздержания, когда их плохое настроение и когнитивные проблемы улетучиваются вместе с дымом.
Жизненный цикл ацетилхолина
Объясним некоторые термины на предыдущей схеме:
Холинацетилаза — это фермент, который катализирует, то есть ускоряет и усиливает реакцию возникновения ацетилхолина. Создается он из двух веществ уксусной кислоты и холина. Выделить холинацетилазу в чистом виде ученым пока не удалось. О ее количестве можно судить по косвенным признакам: количеству ацетилхолина и скорости его накопления.
В выработке холиацетилазы очень важную роль играет витамин B1, который еще называют тиамином. Тиамин, как лекарственное средство, показано применять при его дефиците, иногда при беременности, при сердечной недостаточности, тяжелых болезнях печени и других нарушениях. Тиамин поддерживает процессы, связанные с работой инсулина и стимулирует выработку медиатора ацетилхолина.
Тиамин выпускается в форме раствора для инъекций и в форме таблеток в комбинации с другими витаминами группы B. Эти витамины показаны при неврологических нарушениях, физических повреждениях нервных тканей, алкоголизме, химических отравлениях и некоторых других состояниях.
Препарат с тиамином
M и N холинорецепторы. Рецепторы — это структуры которые ловят определенное вещество, в нашем случае медиатор ацетилхолин. Так часто бывает, что медиатор один, а рецепторов, на которые он воздействует, сразу несколько. Ацетилхолин воздействует на никотиновые и мускариновые рецепторы.
- Никотиновые рецепторы есть в скелетных мышцах и в вегетативных ганглиях. Агонист, то есть вещество, заменяющее в них ацетилхолин — это никотин. Полностью блокируются эти рецепторы смертельно опасным змеиным ядом курарином.
- Мускариновые рецепторы в большом количестве можно найти в гладких мышцах и в мозге. Подменить собой ацетилхолин в них может мускарин — яд мухоморов, белены и других пасленовых растений. А блокирует эти рецепторы ядовитый атропин.
Продукты питания
Содержание холина в разных продуктах:
| Продукты | % от суточной нормы холина |
| 25 г говяжьей печени | 65 |
| 1 вареное яйцо | 27 |
| 85 г говяжьей вырезки | 21 |
| 85 г обжаренных соевых бобов | 19 |
| 85 г вареной куриной грудки | 13 |
| 85 г трески | 13 |
| 75 г грибов вешенок | 11 |
| 128 г консервированной стручковой фасоли | 8 |
| 185 г киноа | 8 |
| 240 мл 1% молока | 8 |
| 245 г йогурта | 7 |
| 78 г вареной брокколи | 6 |
| 78 г вареной брюссельской капусты | 6 |
Ацетилхолин и равновесие эмоций
Курильщики знают, что сигарета им нужна, чтобы успокоиться, чтобы взбодриться утром. Никотин помогает им думать над сложными задачами и наоборот начать активную физическую работу, при которой не нужно много думать. Такую же роль в организме человека выполняет и медиатор ацетилхолин.
Интересно, что помимо химических веществ, на выработку ацетилхолина влияют и гены. Кому то достались ферменты и синапсы, которые обеспечивают их большим количеством ацетилхолина. А у кого-то этого нейромедиатора относительно мало. Перекос и в ту, и в другую сторону — это не очень хорошо.
- При избытке ацетилхолина у человека отличная память и живой ум. Но при этом он не может быстро успокоиться, его мучит бессонница.
- При недостатке ацетилхолина человек спокойней и сдержанней. Но может показаться, что ему не хватает живости ума и быстроты реакции.
Уровень ацетилхолина зависит не только от генов. Свою роль играет образ жизни. Особенно физическая активность. Психологические установки, особенно тревожность и сильные стрессы, тоже играют свою важную роль.
Ацетилхолин выполняет такую же роль, как моторное масло в двигателе
Примеры добавок
В аптеках и в интернет-магазинах довольно широкий выбор пищевых добавок, содержащих холин:
| Бренд | Описание | Цена, руб. |
| Jarrow Formulas, Citicoline, CDP Choline | Содержит 250 мг цитиколина, 120 капсул, рекомендуется принимать по 1 капсуле 2 раза в день. Во время беременности, планирования беременности, кормления грудью, при приеме лекарств принимать добавку не рекомендуется. | 2770 |
| Country Life, Choline 100 таблеток | Содержит холиновый битартрат 293 мг в 1 таблетке. Рекомендовано принимать по 1 таблетке в день. | 1013 |
| Solgar, Choline 350 mg | 100 капсул, 1 капсула содержит 350 мг битартрат холина. Рекомендованная ежедневная доза – от 1 до 3 капсул в день. | 983.5 |
| Jarrow Formulas, Alpha GPC | 60 растительных капсул, содержащих 300 мг альфа-ГФХ | 1920 |
| Канонфарма продакшн, Холитилин | Производится в России, 14 капсул, 1 капсула содержит 400 мг альфа-ГФХ. | 562 |
| Сотекс, Церетон | Производится в России, 14 капсул, 400 мг альфа-ГФХ. | 544 |
Ацетилхолин – очень важный нейромедиатор. При дисбалансе его уровня в организме возникают неврологические нарушения, характерные для синдрома Альцгеймера или болезни Паркинсона.
Здоровое питание и прием пищевых добавок помогают получать необходимый уровень холина, который под действием ферментов превращается в ацетилхолин. Перед приемом добавок, содержащих холин, необходимо посоветоваться с лечащим врачом, чтобы избежать появления нежелательных побочных реакций.
Ацетилхолин дофамин и болезнь Паркинсона
Медиатор ацетилхолин сложно рассматривать без его связей с другими медиаторами. Пример неправильного взаимодействия ацетилхолина и дофамина — симптомы болезни Паркинсона.
Болезнь Паркинсона — это неизлечимое в данный момент заболевание, которое проявляется преимущественно в пожилом возрасте. Хотя бывает и ранний паркинсонизм уже с 30 лет. Характерная черта таких больных — постоянное дрожание конечностей, сложности в координации движений. Даже сесть на стул или подняться по ступенькам для таких людей проблема.
Причина болезни Паркинсона истощение и отмирание клеток в мозге, которые вырабатывают медиатор дофамин. В результате возникают большие сложности с тем, чтобы отправить мышцам осознанный импульс, ослабляется контроль над телом. А вот активность медиатора ацетилхолина остается прежней. В результате возникает характерная для болезни Паркинсона дрожь.
Это состояние пытаются сгладить различными методами: блокируя синтез ацетилхолина или искусственно повышая уровень дофамина. Но все эти препараты серьезные и имеют много побочных эффектов. К примеру, активность ацетилхолина снижает циклодол, а дофамин повышает левадопа.
При болезни Альцгеймера, которая тоже бывает у стариков, ацетилхолина наоборот недостаточно. И для них используются повышающие ацетилхолин лекарственные средства. Эти препараты помогают бороться с деменцией и провалами в памяти у стариков.
Болезнь Паркинсона
Медиатор ацетилхолин и ВСД
Болезни, про которые мы писали выше, паркинсонизм и болезнь Альцгеймера малоизучены, и требуют дальнейших исследований. Еще одна загадочная болезнь, которая по нашему мнению связана с медиатором ацетилхолином — это ВСД или вегето-сосудистая дистония.
Диагноз ВСД терапевты ставят очень часто. По разным данным этим нарушением страдает от 25 до 70 процентов людей. Особенно часто ВСД возникает при гормональных перестройках у подростков или у женщин во время климакса.
Есть мнение, что ВСД — это болезнь, которая возникает из-за того, что у человека не совпадает «нужно» и «хочется». К примеру, вы едете в троллейбусе и сильно устали. Вы расслабляетесь на сиденье и почти засыпаете, но в следующую секунду вспоминаете, что на вас смотрят люди и заставляете себя встрепенуться. Так повторяется несколько раз. Баланс нейромедиаторов и тонус сосудов меняется. Это утомляет. В результате может возникнуть гипертония или наоборот упасть давление.
Ацетилхолин — важное звено вегетативной системы. По результатам недавних российских исследований стресс (который как считается основная причина ВСД) вызывает выброс большого количества ацетилхолина. Ацетилхолин считается нейромедиатором покоя, но после сильного возбуждения или стресса, его выбрасывается намного больше, чем обычно. Если компенсаторные системы не справляются и получается какой-то дисбаланс в вегетативной системе, то это приводит к известным симптомам ВСД. Впрочем, по поводу медиатора ацетилхолина и связей между вегетативной и нервной системой сейчас больше вопросов, чем ответов.
Возможно, вас заинтересуют другие статьи на нашем сайте о гормонах и нейромедиаторах:
- Что такое дофамин?
- 5 гормонов радости, счастья и удовольствия.
- Высокий и низкий эстроген у женщин.
- Окситоцин гормон привязанности и беременности.
- Адреналин медиатор и медицинский препарат.
Почему возникает дефицит
Существует несколько причин уменьшения уровня ацетилхолина. Одна из возможных причин – это наличие антител к рецепторам ацетилхолина, например, при таком заболевании, как тяжелая псевдопаралитическая миастения. Также есть данные, что аутоимунные реакции к рецепторам ацетилхолина имеют место при шизофрении и синдроме хронической усталости.
Инсулиновая резистентность и диабет влияют на синтез ацетилхолина. Но 2 главные причины дефицита ацетилхолина – это несоответствующее питание и прием лекарственных препаратов.
Диета с низким содержанием жира и вегетарианское питание являются основной причиной недостатка ацетилхолина. Ацетилхолин синтезируется из холина, нутриента, относящегося к витаминам группы В. 90% людей не получают достаточное количество холина из пищи. Самая богатая холином пища – это яичный желток, органическое мясо. Но любая жирная пища животного происхождения содержит холин.
В растительной пище только несколько видов растений содержат холин, и получить достаточное количество холина только из вегетарианской еды практически невозможно.
Так, в одном яйце содержится 150 мг холина. Такое же количество ацетилхолина можно получить из растительной пищи, съев 2 порции тофу, 3 картофелины, 1,5-2 порции брокколи или 6 порций бурого риса. Поэтому рацион питания, который не включает жирное мясо или яйца, приводит к недостатку холина.
Вторая основная причина дефицита холина – применение антихолинергических средств, блокирующих действие ацетилхолина.
К таким средствам относятся:
- антациды;
- антибиотики;
- антигистаминные препараты;
- антигипертензивные средства;
- антидепрессанты.
Ацетилхолин, действие на организм которого играет большую роль, содержится в антихолинергических лекарствах, большинство которых рецептурные. Ряд препаратов продается без рецептов, например, антигистаминное средство бенадрил и вещество, понижающее кислотность – пепсид АС. Бесконтрольный прием этих холиноблокаторов у пожилых людей повышает риск развития деменции.
Для увеличения ацетилхолина необходимо придерживаться диеты, содержащей жиры, ограничить прием антихолинергических средств или принимать пищевые добавки, содержащие холин.
