乙酰胆碱
乙酰胆碱(英语:Acetylcholine,缩写为 ACh)在生物体内主要是做为神经传导物质,也就是将神经的动作电位讯号自上游的突触前神经元传到下一个突触后神经元的化学分子。
目录
简介
乙酰胆碱,为中枢及周边神经系统中常见的神经传导物质,于自主神经系统及体运动神经系统中参与神经传导。乙酰胆碱由轴突末梢释出之后,会穿过突触间隙和突触后神经元或运动终板的细胞膜上之受体结合。
脊椎动物的中枢神经系统(大脑与脊髓)有许多分泌乙酰胆碱的神经纤维。周边及中枢神经系统都是是一种神经调整物质(neuromodulator),是唯一的神经传导物质。
发现
乙酰胆碱于1867年得到首次报导。1914年,亚瑟·J·埃文斯(Arthur J. Ewins)首次从自然界中提取得到乙酰胆碱。1921年,奥托·洛威(Otto Loewi)通过实验证明乙酰胆碱是一种神经递质。
化学分子式
乙酰胆碱(分子式CH3COOCH2CH2N+(CH3)3)
神经递质
在周边的自主神经节的讯息传导,也是仰赖乙酰胆碱来传递讯息。副交感神经几乎都仰赖乙酰胆碱来做传递,汗腺相关控制神经,也由乙酰胆碱来做传递。而在中枢决定我们何时起床以及白天持续的专注力,都是由乙酰胆碱负责。
作用机理
乙酰胆碱也是所有自主神经节的主要神经递质。在体[[运动]神经系统,乙酰胆碱在神经肌肉连接处是控制肌肉的收缩;于副交感神经,乙酰胆碱为节前及节后神经释出的神经传导物质;于交感神经,乙酰胆碱则为节前神经释出的神经传导物质。 乙酰胆碱是自主神经系统(ANS)中许多神经递质中的一个。它同时作用于周边神经系统(PNS)和中枢神经系统(CNS)上,并且是躯体神经系统运动中,使用的唯一的神经递质。 在骨骼肌神经肌肉接头处,乙酰胆碱也表现为一种兴奋性神经递质。肌无力症是因肌肉上乙酰胆碱受体受到破坏,或有乙酰胆碱抗体的阻挠, 使神经末稍释放的乙酰胆碱和肌肉上受体的接合遭遇一些困难,肌肉无法顺利收缩而产生肌无力现象。
代谢过程
在分泌乙酰胆碱做为神经传导物质的神经元中,乙酰胆碱的代谢过程包括: 1. 首先自从呼吸作用获得乙酰辅酶 A (acetyl CoA), 2. 在乙酰胆碱转化酶 (choline acetyltransferase) 的催化下,乙酰辅酶 A 与胆碱 (choline) 合成乙酰胆碱。 3. 经由二级主动运输,乙酰胆碱由细胞质被送入突触囊泡中 (synaptic vesicles)。[1]
身体对应
睡眠障碍
一旦中枢神经系统受到伤害,乙酰胆碱浓度下降,随之而来的就是记忆力变差,这是目前阿兹海默症的主要致病理论,再则,乙酰胆碱也是深度睡眠中的快速动眼期最重要的引发物质,这也可以解释,为何像阿兹海默症这类患者,容易有睡眠困扰,甚至在发病的前几年,就陆续出现睡眠障碍的相关疾患。
记忆力
在学习及短期记忆力上,乙酰胆碱负责神经突触的可塑性,长期记忆力上,也需要乙酰胆碱,只不过主管的神经径路及大脑所在部位不同。
心脏组织
在心脏组织中的乙酰胆碱具有抑制神经传递的效果,从而降低心脏速率,如果吸入过量乙酰胆碱,可能令心脏反应过量,引致心脏过度收缩,无法放松,引致心脏麻痹致死。神经性毒剂与有机磷制剂会导致人体内乙酰胆碱堆积,进而产生毒性。
蛇毒麻痹呼吸心跳
乙酰胆碱是由乙酰胆碱水解酶(acetylcholinesterase)来分解,其作用因被乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase;AChE)分解而中止。有些神经毒素(例如蛇毒)会抑制这个酶的作用,导致乙酰胆碱在周边神经肌肉交接处过多,让肌肉持续收缩无法放松进而麻痹,尤其是跟呼吸有关及心跳的肌肉,这是被蛇咬伤致死的主因。
药物施治
重症肌无力
我们要做动作时,大脑下命令经由神经传导到与肌肉交接处的神经末稍, 此时神经末稍会释放神经传导物质乙酰胆碱(Acetylcholine),到达位于肌肉细胞上的乙酰胆碱受体, 而引起肌肉收缩。然后位于乙酰胆碱受体旁边的乙酰胆碱酵素(Acetylcholinesterase),就会将乙酰胆碱水解破坏掉,使神经肌肉交接处又恢复休息状态,准备迎接下一次收缩。 重症肌无力的主因,主要是体内的抗体自己攻击肌肉收缩的乙酰胆碱的抗体,因此,重症肌无力除借由药物缓解症状,自体免疫失调的原因最好也要找出来,功能性医学在这部份可以提供完整的评估及相关改善。
阿兹海默症
阿兹海默症的患者的大脑里制造乙酰胆碱的细胞受损,导致失智症,然而大部分的药物都只是抑制乙酰胆碱水解酶的作用。目前失智症药物作用的药物机转,主要是以抑制乙酰胆碱水解酶,试图提高乙酰胆碱浓度,延缓失智的进程为主。
抗乙酰胆碱酵素剂
科学家后来发现抗乙酰胆碱酵素剂(Anti-cholinesterase)可以抑制受体旁边的酵素, 使酵素无法很快地把乙酰胆碱水解破坏掉,从而延长了乙酰胆碱和受体作用的时间, 进而改善肌无力的情形,因此,抗乙酰胆碱酵素剂乃成为治疗肌无力症最常使用的症状治疗剂。
常使用的抗乙酰胆碱酵素剂,药效长短各有不同。在台湾, 最常使用口服制剂的是美定隆(Mestinon),在适当的治疗剂量下,临床症状常会得到良好的改善, 病友可以发觉眼皮下垂减轻,复视改善或消失,吞咽进步,四肢力气较恢复,可以梳头, 走路走较远…等等。[2]
不可过量
这些药物若使用过量,将会有许多不良的副作用,较常见的是在胃肠道方面,因平滑肌收缩过度会引起绞痛不适、呕吐、下痢等现象,腺体方面有口水变多、流汗增加等, 因此在使用这类药物时常合并在胃肠道和腺体作用的抗胆碱药物(Anticholinergic drug), 使副作用降低至最少。
参考资料
- ↑ 乙酰胆碱科学ONLINE
- ↑ 认识我们的好朋友-抗乙酰胆碱酵素剂(Anti-cholinesterase)