L'acétylcholine: fonction et mécanisme d'action
L'acétylcholine est le neurotransmetteur spécifique des systèmes du système nerveux somatique et des synapses ganglionnaires du système nerveux autonome.
Il s’agit d’une substance chimique qui permet le fonctionnement d’un grand nombre de neurones et permet simultanément la réalisation de diverses activités cérébrales.
Il s’agissait du premier neurotransmetteur isolé, conceptualisé et caractérisé, pour ce qui, selon de nombreux scientifiques, est la substance la plus "ancienne" du cerveau.
L'acétylcholine a été décrite pharmacologiquement par Henry Hallet Delt en 1914 et ensuite confirmée par Otto Loewi en tant que neurotransmetteur.
L'acétylcholine est principalement active dans le système cholinergique, responsable de la production et de la synthèse de l'acétylcholine.
En ce qui concerne ses effets les plus importants, il met en évidence la contraction musculaire, le mouvement, les processus digestifs et neuroendocriniens, ainsi que l’activation de processus cognitifs tels que l’attention et l’excitation.
Comment fonctionne l'acétylcholine?
Comme nous l'avons vu, dans le cerveau des mammifères, les informations entre neurones sont transmises via un produit chimique appelé neurotransmetteur.
Cette substance est libérée au niveau de la synapse en réponse à un stimulus spécifique et, lors de sa libération, transmet des informations déterminées au neurone suivant.
Le neurotransmetteur qui sécrète agit de la sorte dans des sites récepteurs spécialisés et hautement sélectifs, car il existe différents types de neurotransmetteurs, chacun agissant dans certains systèmes.
Ainsi, un neurone cholinergique peut produire de l'acétylcholine (mais pas d'autres types de neurotransmetteurs). De même, un neurone cholinergique peut produire des récepteurs spécifiques pour l'acétylcholine mais pas pour d'autres types de neurotransmetteurs.
Ainsi, l'échange d'informations effectué par l'acétylcholine est effectué dans les neurones et certains systèmes et est appelé cholinergique.
Pour que l'acétylcholine agisse, il faut un neurone émetteur qui produit cette substance et un neurone récepteur qui produit un récepteur cholinergique capable de transporter l'acétylcholine lorsqu'il est libéré du premier neurone.
Comment l'acétylcholine est-elle synthétisée?
L'acétylcholine est synthétisée à partir de choline, un nutriment essentiel généré par l'organisme.
La choline s'accumule dans les neurones cholinergiques lors d'une réaction avec Actil CoA et sous l'influence enzymatique de la choline acétyltransférase.
Ces trois éléments se trouvent dans des régions spécifiques du cerveau dans lesquelles l'acétylcholine sera produite. C'est pourquoi l'acétylcholine fabrique un neurotransmetteur appartenant à un système spécifique, le système cholinergique.
Lorsque nous trouvons dans un neurone ces trois substances que nous venons de commenter, nous savons qu’il s’agit d’un neurone cholinergique et qu’il produira de l’acétylcholine par l’interaction de la choline et des éléments enzymatiques qui en font partie.
La synthèse de l'acétylcholine a lieu à l'intérieur du neurone, plus précisément dans le noyau de la cellule.
Une fois synthétisée, l'acétylcholine quitte le noyau du neurone et traverse l'axone et les dendrites, c'est-à-dire les parties du neurone responsables de la communication et de l'association avec d'autres neurones.
Libération d'acétylcholine
Jusqu'à présent, nous avons vu ce que c'est, comment cela fonctionne et comment l'acétylcholine est produite dans le cerveau humain.
Ainsi, nous savons déjà que la fonction de cette substance est d’associer et de communiquer des neurones spécifiques (cholinergiques) avec d’autres neurones spécifiques (cholinergiques).
Pour effectuer ce processus, l'acétylcholine qui se trouve à l'intérieur du neurone doit être libérée pour se rendre au neurone récepteur.
Pour que l'acétylcholine soit libérée, la présence d'un stimulus qui motive sa sortie du neurone est nécessaire.
Ainsi, si aucun autre neurone ne réalise le potentiel d'action, l'acétylcholine ne pourra pas sortir.
Et est-ce que pour que l'acétylcholine soit libérée, un potentiel d'action doit atteindre le nerf terminal dans lequel se trouve le neurotransmetteur.
Lorsque cela se produit, le même potentiel d'action génère un potentiel de membrane, ce qui motive l'activation des canaux calciques.
En raison du gradient électrochimique, un afflux d'ions calcium est généré qui permet aux barrières membranaires de s'ouvrir et à la libération d'acétylcholine.
Comme nous le voyons, la libération d’acétylcholine répond aux mécanismes chimiques du cerveau auxquels participent de nombreuses substances et différentes actions moléculaires.
Récepteurs de l'acétylcholine
Une fois libérée, l’acétylcholine reste dans le no man's land, c’est-à-dire qu’elle se trouve en dehors des neurones et se situe dans l’espace intersynaptique.
Ainsi, pour que la synapse puisse être réalisée et que l'acétylcholine remplisse sa mission de communication avec le neurone consécutif, la présence de substances connues sous le nom de récepteurs est requise.
Les récepteurs sont des substances chimiques dont la fonction principale est de transduire les signaux émis par le neurotransmetteur.
Comme nous l'avons vu précédemment, ce processus est effectué de manière sélective, de sorte que tous les destinataires ne répondent pas à l'acétylcholine.
Par exemple, les récepteurs d'un autre neurotransmetteur, tel que la sérotonine, ne captureront pas les signaux de l'acétylcholine, de sorte que celui-ci puisse fonctionner pour être couplé à une série de récepteurs spécifiques.
En général, les récepteurs qui répondent à l'acétylcholine sont appelés récepteurs cholinergiques.
Nous pouvons trouver 4 types principaux de récepteurs cholinergiques: les récepteurs agonistes muscariniques, les récepteurs agonistes nicotiniques, les antagonistes des récepteurs muscariniques et les antagonistes des récepteurs nicotiniques.
Fonctions de l'acétylcholine
L'acétylcholine a de nombreuses fonctions tant physiques que psychologiques ou cérébrales.
De cette manière, ce neurotransmetteur est responsable de la réalisation d’activités de base telles que le mouvement ou la digestion et participe en même temps à des processus cérébraux plus complexes tels que la cognition ou la mémoire.
Ensuite, nous passons en revue les principales fonctions de cet important neurotransmetteur.
1- Fonctions moteur
C'est probablement l'activité la plus importante de l'acétylcholine.
Ce neurotransmetteur est responsable de la contraction musculaire, du contrôle du potentiel de repos du muscle intestinal, de l'augmentation de la production de pics et de la modulation de la pression artérielle.
Il agit comme un vasodilatateur léger dans les vaisseaux sanguins et contient un certain facteur de relaxation.
2- Fonctions neuroendocrines
Une autre fonction fondamentale de l'acétylcholine consiste à augmenter la sécrétion de vasopressine en stimulant le lobe postérieur de l'hypophyse.
La vasopressine est une hormone peptidique qui contrôle la réabsorption des molécules d'eau. Sa production est donc vitale pour le fonctionnement et le développement neuroendocriniens.
De même, l'acétylcholine diminue la sécrétion de prolactine dans l'hypophyse postérieure.
3- Fonctions parasympathiques
L'acétylcholine joue un rôle important dans l'ingestion d'aliments et dans le fonctionnement du système digestif.
Ce neurotransmetteur est responsable de l’augmentation du débit sanguin dans le tractus gastro-intestinal, de l’augmentation du tonus musculaire, des sécrétions endocrines gastro-intestinales et de la diminution du rythme cardiaque.
4- fonctions sensorielles
Les neurones cholinergiques font partie du grand système ascendant et participent donc aux processus sensoriels.
Ce système commence dans le tronc cérébral et innerve de grandes surfaces du cortex cérébral où se trouve l'acétylcholine.
Les principales fonctions sensorielles associées à ce neurotransmetteur résident dans le maintien de la conscience, la transmission d'informations visuelles et la perception de la douleur.
5- fonctions cognitives
Il a été démontré que l'acétylcholine joue un rôle essentiel dans la formation de souvenirs, la capacité de concentration et le développement de l'attention et du raisonnement logique.
Ce neurotransmetteur offre des avantages en termes de protection et pourrait limiter l'apparition de troubles cognitifs.
En fait, l'acétylcholine est la principale substance affectée par la maladie d'Alzheimer.
Maladies connexes
Comme nous l'avons vu, l'acétylcholine participe à diverses fonctions cérébrales, de sorte que le déficit en ces substances peut se traduire par une détérioration de certaines des activités décrites ci-dessus.
Cliniquement, l’acétylcholine a été associée à deux maladies majeures, la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson.
Alzheimer
En ce qui concerne la maladie d'Alzheimer, il a été constaté en 1976 que, dans différentes régions du cerveau des patients atteints de cette maladie, les taux de l'enzyme choline acétyltransférase étaient jusqu'à 90% inférieurs à la normale.
Comme nous l'avons vu, cette enzyme étant essentielle à la production d'acétylcholine, il a été postulé que la maladie d'Alzheimer pourrait être causée par une carence en substance cérébrale.
À l'heure actuelle, ce facteur constitue le principal indice qui indique la cause de la maladie d'Alzheimer et couvre une grande partie de l'attention scientifique et des recherches qui sont menées à la fois sur la maladie et sur la préparation de traitements éventuels.
Parkinson
En ce qui concerne la maladie de Parkinson, le lien entre la cause de la maladie et l'acétylcholine est moins évident.
La maladie de Parkinson affecte principalement les mouvements, raison pour laquelle l'acétylcholine pourrait jouer un rôle important dans sa genèse.
Cependant, la cause de la maladie est inconnue à ce jour et, de plus, un autre neurotransmetteur tel que la dopamine semble jouer un rôle plus important et la plupart des médicaments utilisés dans cette pathologie se concentrent sur la fonction de ce neurotransmetteur.
Cependant, la relation étroite entre la dopamine et l'acétylcholine suggère que cette dernière est également un neurotransmetteur important dans la maladie.
Qu'est-ce qu'un neurotransmetteur?
Les neurotransmetteurs sont des biomolécules qui transmettent des informations d'un neurone à un autre neurone consécutif.
Le cerveau est plein de neurones qui permettent l'activité cérébrale, cependant, ils doivent être capables de communiquer les uns avec les autres pour remplir leurs fonctions.
De cette manière, les neurotransmetteurs sont les substances clés du cerveau qui permettent leur activité et leur fonctionnalité.
La transmission d'informations entre un neurone et un autre se fait par la synapse, c'est-à-dire par le transport d'informations entre un neurone transmetteur et un neurone (ou cellule) récepteur.
Par conséquent, la synapse est faite par les neurotransmetteurs, puisque ce sont ces substances qui permettent l’échange d’informations.
Comment fonctionne un neurotransmetteur?
Lorsque la synapse se produit, un neurotransmetteur est libéré par les vésicules situées à l'extrémité du neurone présynaptique (celui qui émet l'information).
De cette façon, les neurotransmetteurs sont à l'intérieur du neurone et lorsqu'ils souhaitent communiquer avec un autre, ils sont libérés.
Une fois libéré, le neurotransmetteur traverse l’espace synaptique et agit en modifiant le potentiel d’action du prochain neurone, c’est-à-dire qu’il modifie les ondes de choc électrique du neurone avec lequel il souhaite communiquer.
Par conséquent, au moyen de l'onde qui libère le neurotransmetteur lorsqu'il se trouve en dehors du neurone, il est possible d'exciter ou d'inhiber (en fonction du type de neurotransmetteur) le neurone suivant.
