Asetilkolin Nedir, Beyinde ve Vücutta Ne Yapar?

Asetilkolin ismine muhtemelen aşinasınızdır. 100 yılı aşkın bir süre önce Henry Hallett Dale tarafından kalp dokusunda keşfedildi. Daha sonra Otto Loewi onun bir nörotransmitter olduğunu gösterdi. İki bilim insanı da Nobel ödülüne layık görüldü. Asetilkolin keşfedilen ilk nörotransmitter olduğu için gönlümüzde ayrı bir yeri vardır.

Asetilkolin (ACh), beyninizden vücudunuza sinir hücreleri aracılığıyla mesajlar taşıyan bir kimyasal olan bir nörotransmiterdir. Uyarıcı bir nörotransmitterdir. Bu, sinir hücresini “heyecanlandırdığı” ve onun “mesajı göndermesine” neden olduğu anlamına gelir. Asetilkolin adını, yapıldığı iki maddeden alır: bir asetil grubu (şeker molekülü glikozdan gelen asetil koenzim A) ve besin maddesi kolin. Kolin, yumurta sarısı, soya, karaciğer, sebze tohumları ve baklagiller gibi gıdalarda doğal olarak bulunur. Kolin ayrıca karaciğerinizde de yapılır. Asetilkolin vücudunuzdaki birçok önemli fonksiyonda rol oynar. Vücudunuzun her yerindeki gönüllü kas hareketinde önemli bir rol oynar. Bu kontrol ettiğiniz kas hareketidir. Sinir hücreleri kas sinir hücrelerini uyararak kasların kasılmasına neden olur. Ayrıca beyindeki sinir hücrelerinde hafıza, düşünme ve öğrenme gibi süreçlerde de önemli rol oynar.

Asetilkolinin görev yaptığı yerler beyin dokusuyla sınırlı değildir. Nöronların yanı sıra kaslarda ve salgı bezlerinde çok önemli görevler üstlenir. İsmini kimyasal yapısından alır: Asetik asidin esteri ve kolin molekülleri. Bir yerde kolinerjik ismini duyarsanız bilin ki asetilkolinden bahsediliyordur. Örneğin kolinerjik nöronlar. Bu nöronlar asetilkolini kullanarak iletişim kurarlar. Motor nöronlar ile kaslar arasındaki iletişimde çok önemli görevler üstlenir. Asetilkolinin nöronlardan salgılanması çizgili kasları uyarır ve kasılmalarını sağlar. Bu yüzden kolinerjik sistemi etkileyebilecek ilaçların çok tehlikeli etkileri vardır. Sizi bir anda titreme nöbetlerine de sokabilir, felce de götürebilir.

Asetilkolin Nasıl Üretilir ve Salgılanır?

Asetilkolinin üretilmesinde kolin asetiltransferaz enzimi kilit roldedir. Gerekli bileşenler sağlandıktan sonra belirli nöronlarda asetilkolinin üretimi sürekli devam eder. Bu nörotransmitter serotonin veya dopamin gibi hücreye geri taşınmaz. Kullanılır ve parçalanarak geri dönüştürülür. Bu görevi de asetilkolinesteraz enzimi üstlenir. Eğer bu enzim çalışmazsa birçok kas sorunları meydana gelir. Bazı toksinler bu enzimin çalışmasını engelleyerek felce, soluk almanın durmasına bile yol açabilirler. Kalp kasları çalışmayıp kalp atışı durabilir.

Şimdiye kadar asetilkolinin hayati görevlerine odaklandık ancak hem beyinde hem de vücutta çok daha fazla işlevi vardır. Asetilkolin merkezi sinir sisteminde ve çevresel sinir sisteminde görev alır. Beyinde bazal ön beyinden serebral kortekse ve hipokampusa kadar çok sayıda bölgede bulunur. Beynin ön bölgesindeki nöronlar bilişsel işlevlere yoğunlaştığı için asetilkolinin de bilişsel işlevlerde rolü vardır. Çevresel sinir sisteminde ise yukarıda bahsettiğimiz gibi kasları ve salgı bezlerini etkiler. Vücuttaki çoğu kasa nüfuz edebildiğinden otonom sinir sisteminin kurmay askerlerinden biridir.

Asetilkolin Reseptörleri

Akşam işten eve geldiniz, çok yorgunsunuz. Hemen eve girip kanepeye uzanmak istiyorsunuz. Evin kapısına geldiğinizde anahtarınızın kilide uymadığınız farkediyorsunuz. Meğer sabah yazlık evin anahtarlarını almışsınız. Hücresel ölçekte aktif maddeler de anahtar kilit ilkesine bağlı olarak çalışır. Elinizde ne kadar asetilkolin olursa olsun, uygun reseptör yoksa hiçbir işe yaramaz. Asetilkolinin bağlandığı birkaç reseptör çeşidi vardır. Bunlar temel olarak muskarinik ve nikotinik olarak adlandırılırlar.

Nikotin bildiğiniz gibi tütünün içindeki bir maddedir. Muskarin de doğal olarak Amanita muscaria mantarında bulunur. Reseptörlerin adları bu kimyasal maddelerin onları etkinleştirmesinden dolayı verilmiştir. Nikotin reseptörleri iyon kanallarıdır. Asetilkolinin bu reseptörlere bağlanması hücre içine sodyum, potasyum ve kalsiyum gibi iyonların girmesini sağlar. Hem kaslarda hem de nöronlarda bu reseptörler bulunur. Muskarinik reseptörler ise hücre içi sinyal mekanizmasını etkiler. Türüne göre hücrenin uyarılmasını ve durmasını sağlayan sinyal zincirini başlatır.

Asetilkolini Engelleyen Maddeler Nelerdir?

Asetilkolinin beyinde ve vücuttaki görevlerinden kısaca bahsettik. Beyinde, özellikle ön beyinde bilişsel işlevlerde rol alıyor. Ancak belki en önemli görevi vücutta kasların kasılması için uyarmaktır. Bu molekülün doğru çalışmaması halinde de felç, titreme nöbeti gibi sorunlar oluşuyor. Hatta solunum ve kalp durması bile görülebilir. Asetilkolin mekanizması kolay kolay durmuyor ancak engelleyen bazı şeyler var. Örneğin klindamisin ve polimiksin gibi antibiyotikler sorun oluşturuyor. Magnezyum, P tipi kalsiyum kanallarını inhibe ettiği için asetilkolinin çalışmasını engelliyor. Bunun yanında hipokalsemi, idrar söktürücü ilaçlar ve Botulinum toksini de mekanizmaya zarar veriyor.

Asetilkolin (ACh) Ne İşe Yarar?

Asetilkolinin birçok rolü vardır.

Muskarinik reseptörlere bağlandığında:

• Kalp kasılmalarını ve kan basıncını düzenler, kalp atış hızını azaltır.
• Bağırsak kaslarını kasarak ve mide ve bağırsak salgılarını artırarak yiyecekleri bağırsaklarınızdan geçirir.
• Bezlerin gözyaşı, tükürük, süt, ter ve sindirim suları gibi maddeleri salgılamasına neden olur.
• İdrar çıkışını kontrol eder.
• Yakın görmeyi kontrol eden kasları kasar.
• Ereksiyona neden olur.

Nikotinik reseptörlere bağlandığında:

• İskelet kasının kasılmasını sağlar.
• Adrenal bezlerinizden adrenalin ve norepinefrin salınımına neden olur.
• Norepinefrin salınımı ile sempatik sisteminizi harekete geçirir.
• Her iki reseptör türü de uzun süreli ve çalışma hafızası, hafıza oluşumu, pekiştirilmesi ve geri getirilmesi dahil olmak üzere hafızada rol oynar.

Beyninizde asetilkolin aynı zamanda motivasyon, uyarılma, dikkat, öğrenme ve hızlı göz hareketi (REM) uykusunu desteklemede de rol oynar.

Asetilkolin (ACh) Nerede Bulunur?

Asetilkolin hem merkezi sinir sisteminizde (CNS), beyninizde ve omuriliğinizde hem de periferik sinir sisteminizde (CNS’nizden çıkan ve kaslar ve organlar dahil vücudunuzun diğer tüm bölümlerine bağlanan sinirler) salınır. Beyninizde asetilkolin iki ana yerden kaynaklanır: Bazal ön beyin ve mezopontin tegmentum alanı. Periferik sinir sisteminizde asetilkolin nöromüsküler kavşakta salınır. Sinirlerin kas hücreleriyle buluştuğu yer burasıdır. Asetilkolin ayrıca periferik sinir sisteminizin bir dalı olan otonom sinir sisteminizde de önemli bir rol oynar. Otonom sinir sisteminiz, iç organlarınızın düzgün çalışması gibi vücudunuzun birçok otomatik fonksiyonunu düzenler. Asetilkolin ayrıca bağışıklık sisteminizde de rol oynar ve T lenfositleri tarafından salgılanır. T lenfositleri bir tür vücut koruyucu beyaz kan hücresidir.

Düşük asetilkolin (ACh) Seviyeleri ile Hangi Tıbbi Durumlar İlişkilidir?

Asetilkolinin düşük seviyeleri (eksikliği) çeşitli hastalıklarda önemli bir rol oynar; en yaygın olanı:

• Alzheimer hastalığı. Alzheimer hastalığı olan kişilerin beyinlerinde yeterli miktarda asetilkolin yoktur.
• Lambert-Eaton miyastenik sendromu. Bu bozukluğa sinir hücrelerinden asetilkolin salınımının azalması neden olur.
• Miyastenia gravis. Bu, tekrarlanan kullanımdan sonra iskelet kaslarının hızlı bir şekilde zayıflamasına neden olan bir otoimmün bozukluktur. Vücudun bazı antikorları nöromüsküler kavşaktaki asetilkolin reseptörlerine müdahale eder.

Başka Hangi Maddeler Asetilkolini (ACh) Kesintiye Uğratır?

Ne yazık ki asetilkolinin vücutta nasıl çalıştığına dair bilgi, zarar vermek için kullanılıyor. Sarin gibi sinir gazları ve pestisitler, asetilkolini parçalayan enzim olan asetilkolinesterazı inhibe eder. Sinapsta asetilkolin birikmesi kasları felç eder ve bu da ölüme yol açabilir. Bir örümcek türü insanlara benzersiz bir şekilde zarar verir. Kara dul örümceğinin ısırmasından kaynaklanan zehir, asetilkolin seviyesini önemli ölçüde yükselterek ciddi kas kasılmalarına, spazmlara, felce ve olası ölüme neden olur.

Hangi ilaçlar asetilkolini (ACh) hedef alır?

Kolinesteraz inhibitörleri, asetilkolinin asetilkolinesteraz enzimi tarafından parçalanmasını bloke ederek asetilkolin reseptörlerindeki aktiviteyi arttırır. Bu enzimin bloke edilmesinin sonucu, sinapsta asetilkolin birikmesi ve kolinerjik reseptörlerin sürekli aktivasyonudur. Kolinesteraz inhibitörleri Alzheimer hastalığı ve miyastenia gravis tedavisinde kullanılır. Her iki durumda da asetilkolin reseptörü uyarım miktarında ciddi bir azalma vardır. Donepezil (Aricept®), rivastigmin (Exelon®) ve galantamin (Razadyne®) dahil olmak üzere kolinesteraz inhibitörleri, sinapstaki kolinesterazı inhibe ederek kolinerjik iletimi arttırır. Bu eylem, demanslı bazı kişilerde mütevazı semptomatik faydalar sağlar. Kas spastisitesini, kozmetik kırışıklıkları ve migreni tedavi etmek için kullanılan botulinum toksini, sinir hücrelerinin ucundan asetilkolin salınımını önleyerek çalışır.

Hazırlayan: Çağlayan Taybaş

Kaynaklar

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK11143/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3466476/