نوروفیزیولوژی

آشنایی و شناخت استیل کولین

5/5 - (4 امتیاز)

در این مقاله، قرار است با یک ماده‌ی شیمیایی بسیار مهم در بدن، به نام استیل کولین آشنا شویم. استیل کولین، یک انتقال‌دهنده عصبی یا همان نوروترانسمیتر است که نقش مهمی در عملکرد طبیعی مغز و بدن ایفا می‌کند. اختلال در آزادسازی و عملکرد این انتقال دهنده عصبی، می‌تواند منجر به مشکلات قابل توجهی مانند اختلال در حافظه و حرکت فرد شود. بنابراین برای آشنایی بیشتر با این ماده، در ادامه به نحوه‌ی عملکرد استیل‌کولین در بدن و همچنین چگونگی تولید آن می‌پردازیم. همچنین مواردی را که ممکن است باعث اختلال در عملکرد استیل کولین شود را نیز با هم بررسی خواهیم کرد.

استیل کولین چیست؟

استیل کولین اولین انتقال‌دهنده عصبی بود که کشف شد. این ماده در سال 1914 توسط دانشمندی به نام هنری هالت دیل (Henry Hallett Dale) کشف شد و بعدها وجود آن توسط فرد دیگری به نام اتو لووی (Otto Loewi) تایید شد. به هر دو آن‌ها در سال 1936 به خاطر کشفشان جایزه نوبل فیزیولوژی پزشکی اعطا شد.

در واقع استیل کولین (ACh)، یک ماده شیمیایی است که نقش مهمی در بسیاری از عملکردهای مختلف بدن دارد. همانطور که گفتیم، این ماده یک انتقال دهنده عصبی (نوروترانسمیتر) است که سیگنال‌های عصبی خاصی را بین نورون‌های سیستم عصبی مرکزی (CNS) و سیستم عصبی محیطی (PNS) مبادله می‌کند.

ساختار شیمیایی نوروترانسمیتر استیل کولین

نام استیل‌کولین از ساختار آن گرفته شده است. همانطور که در شکل بالا مشاهده می‌کنید، ترکیب شیمیایی این ماده از اسید استیک و کولین تشکیل شده است.

عملکرد استیل کولین

استیل کولین عملکردهای متعددی در بدن دارد. برای مثال این ماده را می‌توان در تمام نورون‌های حرکتی که ماهیچه‌ها را برای انقباض تحریک می‌کنند، یافت. از حرکات معده و قلب تا یک پلک به هم زدن و تقریبا همه حرکات بدن، تحت تاثیر اعمال این انتقال‌دهنده عصبی مهم است.

استیل‌کولین در بسیاری از نورون‌های مغز یافت می‌شود و نقش مهمی در فرآیندهای ذهنی مانند حافظه و شناخت ایفا می‌کند.

جالب است بدانید که برخی از سلول‌های بدن، دارای سیناپس‌های کولینرژیک هستند. در واقع این سیناپس‌ها منجر به آزاد شدن استیل‌کولین در فضای سیناپسی می‌شوند که سپس با گیرنده‌های استیل کولین در نورون پس‌سیناپسی تعامل می‌کنند و پیام الکتریکی جدیدی را در نورون پس‌سیناپسی ایجاد می‌کنند.

عملکرد استیل کولین در دستگاه عصبی محیطی (PNS)

در PNS، استیل‌کولین نقش تحریک کننده‌ای ایفا می‌کند که منجر به فعال شدن ارادی عضلات می‌شود.

به صورت کلی، استیل کولین تعدادی از عملکردهای دستگاه عصبی محیطی (PNS) را با اثر گذاشتن بر نورون‌های سیستم سمپاتیک و پاراسمپاتیک، کنترل می‌کند. همچنین این ماده در انقباض ماهیچه‌های صاف و گشاد شدن رگ‌های خونی نیز نقش دارد و می‌تواند باعث افزایش ترشحات بدن و کندتر شدن ضربان قلب شود.

به عنوان مثال، مغز ممکن است سیگنالی برای حرکت بازوی راست ارسال کند. این سیگنال توسط رشته‌های عصبی به اتصالات عصبی عضلانی، منتقل می‌شود و سپس پیام عصبی در سراسر این اتصال، توسط ناقل عصبی استیل‌کولین، منتقل می‌شود و باعث ایجاد پاسخ مطلوب در آن عضله خاص می‌شود.

از آنجایی‌که استیل کولین نقش مهمی در عملکرد ماهیچه‌ها ایفا می‌کند، داروهایی که بر این انتقال دهنده عصبی تأثیر می‌گذارند، می‌توانند درجات مختلفی از اختلالات حرکتی را ایجاد کنند و یا سبب فلج شدن فرد شوند.

عملکرد استیل کولین در مغز و دستگاه عصبی مرکزی (CNS)

استیل کولین در مکان‌های مختلفی از دستگاه عصبی مرکزی (CNS) فعالیت می‌کند. برای مثال در یک مکان می‌تواند به عنوان یک انتقال دهنده عصبی و در مکان دیگر به عنوان یک تعدیل کننده عصبی عمل کند.

استیل‌کولین، در انگیزه، توجه، یادگیری، حافظه و همچنین ارتقاء خواب، نقش دارد.

نکته: اگر میزان طبیعی استیل‌کولین در بدن فرد مختل شود، ممکن است نشان‌دهنده‌ی یک عارضه در بدن، مانند بیماری آلزایمر باشد.

نگاهی بر مدار کولینرژیک

سیستم کولینرژیک، به تمام بخش‌های مختلف سیستم عصبی گفته می‌شود که فعالیت آن‌ها وابسته به آزادسازی استیل کولین می‌باشد. همانطور که در مقاله . در واقع این سلول‌های عصبی، توسط استیل‌کولین فعال می‌شوند و یا خود حاوی استیل کولین هستند و در زمان انتشار یک پیام عصبی در فضای سیناپسی آزاد می‌شوند. سیستم کولینرژیک وظیفه تنظیم تعدادی از عملکردهای شناختی از جمله حافظه، توجه و پردازش هیجانی را دارد.

سنتز و متابولیسم استیل‌کولین

برای سنتز استیل کولین، به کولین، که یک آمین طبیعی موجود در غشای سلولی است و استیل کوآنزیم A (استیل-CoA)، که یک تیواستر مورد استفاده در واکنش‌های متابولیک می‌باشد، نیاز است. این مولکول‌ها توسط آنزیمی که فقط در سلول‌های استیل‌کولینرژیک یافت می‌شود به نام کولین استیل ترانسفراز، کاتالیز می‌شوند، تا استیل کولین را تولید کنند.

 تفاوت کولین و استیل‌کولین

همانطور که گفته شد، کولین، پیش ماده سنتز استیل‌کولین است. به عبارتی بدن از کولین، برای تولید استیل‌کولین استفاده می‌کند.

کمبود کولین، می‌تواند بر توانایی کبد در تجزیه چربی‌ها، تأثیر بگذارد. این امر خطر ابتلا به سرطان کبد و دیابت را افزایش می‌دهد. کودکانی که در طول مراحل حساس رشد، در رژیم غذایی خود کولین مصرف نمی‌کنند، ممکن است در آینده در عملکرد ذهنی-شناختی دچار اختلال شوند.

بنابراین از آنجایی که بدن ما نمی‌تواند به تنهایی کولین کافی تولید کند، این ماده باید از طریق غذا نیز تامین شود. منابع غذایی حاوی کولین عبارتند از:

  • گوشت، ماهی، لبنیات و تخم مرغ
  • غلات کامل، حبوبات، آجیل و دانه‌ها
  • کلم بروکلی، سیب و نارنگی

مصرف روزانه کافی کولین 550  میلی‌گرم در روز برای مردان و 425 میلی گرم در روز برای زنان بالای 19 سال است.

نکته: در هنگام قاعدگی، به علت اینکه استروژن به تحریک سنتز کولین کمک می‌کند، نیاز به مصرف غذایی کولین وجود ندارد.

اختلالات عملکردی مرتبط با استیل کولین

عملکرد استیل کولین در بدن می‌تواند به دلایل مختلفی از جمله بیماری و سموم مختل شود. عدم تعادل در این انتقال‌دهنده عصبی مهم، می‌تواند برای سلامتی انسان پیامدهایی داشته باشد، که بسیاری از آن‌ها بر حافظه و کنترل عضلات تأثیر می‌گذارد.

آلزایمر

 همانطور که می‌دانید بیماری آلزایمر، باعث مشکلات حافظه و تفکر می‌شود. امروزه علت دقیق این بیماری مشخص نیست، اما طبق گزارش‌ها، این بیماری، استیل کولین را تحت تأثیر قرار می‌دهد و منجر به کاهش سطح آن در بدن می‌شود.

میاستنی گراویس (MG)

 میاستنی گراویس (MG)  وضعیتی است که در آن بیمار دچار ضعف عضلانی می‌شود. این بیماری بر عضلات بازوها، پاها، گردن، دست‌ها و انگشتان تاثیر می‌گذارد. میاستنی گراویس یک بیماری خود ایمنی مزمن است. در این بیماری سیستم ایمنی بدن به گیرنده های استیل‌کولین حمله می‌کند.

 پارکینسون

بیماری پارکینسون، یک بیماری عصبی دژنراتیو (فرسایشی تخریبی) است، که باعث لرزش و حرکات غیرارادی در فرد مبتلا می‌شود. علت دقیق این وضعیت به طور کامل شناخته نشده است اما اعتقاد محققان بر این است که عدم تعادل سطوح استیل کولین در بدن، در این امر نقش دارد.

تاثیر سموم و آفت‌کش‌ها بر عملکرد استیل کولین

برخی از سموم می‌توانند بر سطح استیل کولین در بدن و ساختار آن تأثیر بگذارند و استیل‌کولین را افزایش یا کاهش دهند یا با آن تعامل برقرار کنند. این امر می‌تواند منجر به علائمی مانند تاری دید، ضعف عضلانی، اسهال و فلج شدن شود.

به عنوان مثال زهر عنکبوت بیوه سیاه با استیل کولین تعامل دارد. هنگامی که فردی توسط یک عنکبوت بیوه سیاه گزیده می‌شود، سطح استیل‌کولین او به طور چشمگیری افزایش می‌یابد و منجر به انقباضات شدید عضلانی، اسپاسم، فلج و حتی مرگ می‌شود.

برای درمان چنین افرادی معمولا از داروهای آنتی‌کولینرژیک (مهارکننده‌های استیل کولین) استفاده می‌شود، که مانع از فعالیت استیل کولین در بدن می‌شوند.

جمع‌بندی

در این مقاله، ابتدا به بررسی ساختار کلی استیل‌کولین و نحوه تولید آن پرداختیم، سپس عملکرد آن در دستگاه عصبی محیطی و مرکزی را شناختیم و دانستیم اختلال در سطوح استیل‌کولین سبب بروز چه بیماری‌هایی در بدن انسان می‌شود.

امیدواریم که از مطالعه این مقاله لذت برده باشید.

سوالات متداول

استیل کولین چیست؟

استیل کولین، یک انتقال دهنده عصبی (نوروترانسمیتر) است که سیگنال‌های عصبی خاصی را بین نورون‌های سیستم عصبی مرکزی (CNS) و سیستم عصبی محیطی (PNS) مبادله می‌کند.

2- استیل کولین چه نقشی در بدن ایفا میکند؟

این ماده را می‌توان در تمام نورون‌های حرکتی که ماهیچه‌ها را برای انقباض تحریک می‌کنند، یافت. از حرکات معده و قلب تا یک پلک به هم زدن و تقریبا همه حرکات بدن، تحت تاثیر اعمال این انتقال‌دهنده عصبی مهم است.استیل کولین در بسیاری از نورون‌های مغز یافت می‌شود و نقش مهمی در فرآیندهای ذهنی مانند حافظه و شناخت ایفا می‌کند.

3- نقش استیل کولین در ماهیچه‌ها چیست؟

در سیستم عصبی محیطی، استیل کولین نقش تحریک کننده‌ای ایفا می‌کند که منجر به فعال شدن ارادی عضلات می‌شود.

یاسمن خمینه

دانشجوی کارشناسی ارشد زیست شناسی تکوینی و سلولی دانشگاه شهید بهشتی

نوشته های مشابه

یک دیدگاه

  1. مطلب استیل کولین واقعا عالی بود، من نمیدونستم در این همه چیز میتونه دخیل باشه
    ممنون

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دکمه بازگشت به بالا