Tutto sull’acetilcolina

L’acetilcolina è uno dei tanti neurotrasmettitori presenti nel corpo umano e il primo scoperto dai ricercatori. I neurotrasmettitori sono speciali sostanze chimiche che fungono da messaggeri per il corpo umano. Trasmettono segnali attraverso le sinapsi chimiche da un neurone a un altro neurone, a una cellula muscolare o a una ghiandola. L’acetilcolina svolge molte funzioni importanti, in particolare supporta le funzioni cognitive come la memoria, la vigilanza e l’apprendimento. Inoltre, aiuta i muscoli scheletrici a contrarsi e ha un ruolo nel sistema nervoso centrale e periferico.

Sistema nervoso periferico

Nel sistema nervoso periferico, l’acetilcolina opera nella giunzione neuromuscolare. Comunica tra il nervo motore e i muscoli scheletrici che l’organismo utilizza per i movimenti volontari. I motoneuroni del midollo spinale o del tronco encefalico controllano i muscoli scheletrici inviando segnali attraverso i nervi motori. Questi nervi si collegano alle fibre muscolari in corrispondenza della giunzione neuromuscolare. Quando la giunzione neuromuscolare riceve questi segnali, l’organismo avvia un processo di rilascio di acetilcolina. L’acetilcolina si lega quindi ai recettori nicotinici dei canali ionici, provocando l’apertura dei canali ionici. Gli ioni di sodio entrano nella cellula muscolare, dando luogo a una serie di fasi che producono la contrazione muscolare e il movimento.

Sistema nervoso autonomo

All’interno del sistema nervoso periferico si trova il sistema nervoso autonomo che alimenta la muscolatura liscia e le ghiandole. A differenza dei muscoli scheletrici, i muscoli lisci sono coinvolti nei movimenti muscolari involontari. In generale, il sistema nervoso autonomo è responsabile della mobilitazione del corpo per l’azione. Molti si riferiscono a questa risposta come “lotta o fuga” L’acetilcolina agisce sui neuroni pregangliari dei sistemi simpatico e parasimpatico del sistema nervoso autonomo.

Azioni in altri sistemi

Le azioni dell’acetilcolina nel sistema nervoso periferico e nel sistema nervoso autonomo hanno diversi effetti sugli altri sistemi. L’acetilcolina allarga i vasi sanguigni nel sistema cardiovascolare e diminuisce la frequenza cardiaca e la contrazione del muscolo cardiaco. Favorisce inoltre la digestione nel sistema gastrointestinale. Nel sistema urinario, l’acetilcolina contribuisce a ridurre la capacità della vescica. Inoltre, stimola la secrezione in tutte le ghiandole che ricevono impulsi nervosi parasimpatici, come le ghiandole sudoripare.

Sistema nervoso centrale

L’acetilcolina ha effetti interessanti sul sistema nervoso centrale, che consiste nel cervello e nel midollo spinale e in tutte le loro funzioni combinate. Riceve informazioni dall’intero organismo e coordina le azioni in risposta. All’interno del sistema nervoso centrale, l’acetilcolina ha diversi effetti sull’eccitazione, la ricompensa e la plasticità. In particolare, svolge un ruolo importante nel migliorare la vigilanza al risveglio dal sonno e nel mantenere l’attenzione durante la giornata. Ha anche un impatto sulla memoria e sull’apprendimento, anche se si tratta di un argomento complesso sul quale i ricercatori sono ancora a corto di informazioni.

Apprendimento e memoria

I ricercatori possono collegare l’acetilcolina all’apprendimento e alla memoria, anche se non ne comprendono appieno il ruolo. Si sa che i farmaci anticolinergici, come quelli che curano la cinetosi, possono compromettere l’acquisizione di nuove informazioni. Inoltre, negli animali, l’interruzione dell’apporto di acetilcolina può inibire la capacità di apprendere semplici compiti di discriminazione. Nell’uomo, questo potrebbe impedire l’acquisizione di informazioni concrete. Potrebbe anche portare all’amnesia anterograda.

La sintesi

L’organismo produce acetilcolina nei terminali nervosi dei neuroni colinergici. Questo processo si avvale di un enzima speciale, la colina acetiltransferasi, che aiuta a combinare i due precursori dell’acetilcolina: la colina e l’acetil-coenzima A. La colina è una vitamina essenziale del gruppo B che l’organismo produce dalla lecitina, presente nelle uova, nella soia, nel pollo e in molti altri alimenti. L’acetil-coenzima A ha funzioni in molte reazioni biochimiche del metabolismo delle proteine, dei lipidi e dei carboidrati.

Conservazione

La maggior parte dell’acetilcolina presente nelle terminazioni nervose si trova all’interno di vescicole incredibilmente piccole e trasparenti, anche se alcune fluttuano liberamente nel citosol di alcune cellule. Affinché l’acetilcolina si trasferisca in una di queste vescicole, l’organismo utilizza una pompa per acidificare la vescicola. Una volta che la vescicola è acida, un trasportatore vescicolare di acetilcolina scambia protoni con molecole di acetilcolina. In particolare, la colina acetiltransferasi contiene il gene del trasportatore vescicolare di acetilcolina, il che implica che queste due proteine colinergiche sono intimamente legate.

Impatto sull’acetilcolina

Ci sono molte malattie, condizioni e farmaci che possono avere un impatto sull’acetilcolina. Alcuni antibiotici possono diminuire il rilascio di acetilcolina da parte dell’organismo, causando problemi di movimento muscolare. Anche una carenza di calcio o un eccesso di magnesio nell’organismo possono influire sull’acetilcolina. La sindrome miastenica di Lambert-Eaton è una malattia autoimmune che si manifesta nella giunzione neuromuscolare dove opera l’acetilcolina. La malattia interferisce direttamente con i canali del calcio necessari per innescare il rilascio di acetilcolina. Senza acetilcolina, l’organismo non può contrarre correttamente i muscoli, con conseguente debolezza muscolare.

Miastenia Gravis

Occasionalmente, l’organismo di una persona può formare anticorpi che attaccano i recettori dell’acetilcolina. Si tratta della miastenia grave, i cui sintomi principali sono debolezza muscolare e affaticamento. Nel tempo, la malattia può distruggere la giunzione neuromuscolare. Per trattare la condizione, i medici prescrivono farmaci che inibiscono l’enzima acetilcolinesterasi, che aiuta a scomporre l’acetilcolina. Inibendolo, i medici possono aumentare il tempo di interazione dell’acetilcolina con i suoi recettori.

Scoperta dell’acetilcolina

Nel 1914, il farmacologo e fisiologo inglese Henry Hallett Dale fu il primo a identificare l’acetilcolina. Il suo collega e socio, Otto Loewi, confermò che l’acetilcolina era un neurotrasmettitore e la coppia condivise il Premio Nobel per la Medicina del 1936. Originariamente, Otto Loewi diede all’acetilcolina il nome di “vagusstoff” perché la scoperta avvenne durante un esperimento sul nervo vago. Inizialmente, Loewi e Dale ritenevano che l’unico scopo di questo neurotrasmettitore fosse quello di ridurre la frequenza cardiaca.