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Fonction et mécanisme d'action de l'acétylcholine
Le acétylcholine c'est le neurotransmetteur spécifique dans les systèmes du système nerveux somatique et dans les synapses ganglionnaires du système nerveux autonome.
C'est un produit chimique qui permet le fonctionnement d'un grand nombre de neurones tout en permettant la réalisation de diverses activités cérébrales.
C'était le premier neurotransmetteur isolé, conceptualisé et caractérisé, car selon de nombreux scientifiques, c'est la substance la plus "ancienne" du cerveau.
L'acétylcholine a été décrite pharmacologiquement par Henry Hallet Delt en 1914 et confirmée par la suite par Otto Loewi en tant que neurotransmetteur.
L'activité principale de l'acétylcholine réside dans le système cholinergique, système 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, l'information entre les neurones est transmise par un agent chimique appelé neurotransmetteur.
Cette substance est libérée à la synapse en réponse à un stimulus spécifique et, à la libération, transmet une certaine information au neurone suivant.
Le neurotransmetteur qui sépare agit dans des sites récepteurs spécialisés et hautement sélectifs, de cette manière, étant donné qu'il existe différents types de neurotransmetteurs, chacun d'entre eux agit 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 dénommé cholinergique.
Pour que l'acétylcholine agisse, il faut un neurone transmetteur qui produit cette substance et un neurone récepteur qui produit un récepteur cholinergique capable de transporter l'acétylcholine lorsqu'elle est libérée du premier neurone.
Comment l'acétylcholine est-elle synthétisée?
L'acétylcholine est synthétisée à partir de la choline, un nutriment essentiel généré par l'organisme.
La choline s'accumule dans les neurones cholinergiques par une réaction avec l'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, raison pour laquelle l’acétylcholine fait 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 le composent.
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 potentiel d'action n'est réalisé par un autre neurone, l'acétylcholine ne pourra pas sortir.
Et est-ce que pour que l'acétylcholine soit libérée, un potentiel d'action doit atteindre la terminaison nerveuse dans laquelle se trouve le neurotransmetteur.
Lorsque cela se produit, le même potentiel d'action génère un potentiel membranaire, ce qui motive l'activation des canaux calciques.
En raison du gradient électrochimique, un afflux d'ions calcium est généré, ce qui permet d'ouvrir les barrières membranaires et de libérer l'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 libéré, l'acétylcholine reste dans le no man's land, c'est-à-dire hors 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 appelées récepteurs est nécessaire.
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 receveurs 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. Pour que cela fonctionne, il doit être couplé à une série de récepteurs spécifiques.
En général, les récepteurs qui répondent à l'acétylcholine sont les récepteurs cholinergiques.
On peut 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 des activités de base telles que le mouvement ou la digestion et, en même temps, participe à des processus cérébraux plus complexes tels que la cognition ou la mémoire.
Nous passons ensuite en revue les principales fonctions de cet important neurotransmetteur.
1- Fonctions du 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 sanguine.
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 est d'augmenter la sécrétion de vasopressine par la stimulation du lobe postérieur de l'hypophyse.
La vasopressine est une hormone peptidique qui contrôle la réabsorption des molécules d'eau. Sa production est donc essentielle au fonctionnement et au développement neuroendocrinien.
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 de nourriture et dans le fonctionnement du système digestif.
Ce neurotransmetteur est responsable de l'augmentation du flux sanguin du tractus gastro-intestinal, augmente le tonus musculaire gastro-intestinal, augmente les sécrétions endocriniennes gastro-intestinales et diminue la fréquence 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 innove de vastes zones du cortex cérébral où l’acétylcholine est présente.
Les principales fonctions sensorielles associées à ce neurotransmetteur résident dans le maintien de la conscience, la transmission des 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 des souvenirs, la capacité de concentration et le développement de l'attention et du raisonnement logique.
Ce neurotransmetteur offre des avantages de protection et pourrait limiter l'apparition de troubles cognitifs.
En fait, l’acétylcholine est la principale substance affectée dans la maladie d’Alzheimer.
Maladies liées
Comme nous l'avons vu, l'acétylcholine participe à diverses fonctions cérébrales. Par conséquent, le déficit de ces substances peut se traduire par la détérioration de certaines des activités décrites ci-dessus.
Sur le plan clinique, 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, en 1976, on a constaté 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 est vitale pour la production d'acétylcholine. On a donc postulé que la maladie d'Alzheimer pouvait être causée par la carence de cette substance cérébrale.
Actuellement, ce facteur constitue le principal indice de la cause de la maladie d’Alzheimer et couvre une grande partie de l’attention scientifique et des recherches menées tant sur la maladie que sur la préparation des traitements possibles.
Parkinson
En ce qui concerne la maladie de Parkinson, l'association entre la cause de la maladie et l'acétylcholine est moins nette.
La maladie de Parkinson est une maladie qui affecte principalement le mouvement. C'est pourquoi l'acétylcholine pourrait jouer un rôle important dans sa genèse.
Cependant, la cause de la maladie est inconnue aujourd'hui et, en outre, un autre neurotransmetteur tel que la dopamine semble jouer un rôle plus important et la plupart des médicaments pour cette affection se concentrent sur la fonction de ce neurotransmetteur.
Cependant, la relation étroite entre dopamine et acétylcholine suggère que ce dernier 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 pouvoir communiquer entre eux pour accomplir 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 émetteur et un neurone récepteur (ou cellule).
Par conséquent, la synapse est produite par les neurotransmetteurs, car 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 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 veulent 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 neurone suivant, c'est-à-dire qu'il modifie les ondes de choc électrique du neurone avec lequel il veut communiquer.
Par conséquent, grâce à l'onde qui libère le neurotransmetteur quand il est en dehors du neurone, il est possible d'exciter ou d'inhiber (selon le type de neurotransmetteur) le neurone suivant.
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