Acetilcolina

Por Débora Carvalho Meldau
A acetilcolina (ACh) é um neurotransmissor do sistema colinérgico amplamente distribuído no sistema nervoso autônomo, bem como em certas regiões cerebrais.

Este neurotransmissor é liberado por:

  • Todas as fibras pré-granglionares no sistema nervoso autônomo e aquelas da medula da adrenal;
  • Fibras pós-ganglionares parassimpáticas que se dirigem para o órgão efetor;
  • Algumas fibras simpáticas de vasos em músculos esqueléticos.

O efeito vasodilatador da acetilcolina em vasos sanguíneos isolados necessita de um endotélio intacto. Antigamente, acreditava-se que a ativação dos receptores muscarínicos resultava na liberação de uma substância vasodilatadora, denominada fator relaxante de endotélio (FRED). Por outro lado, era conhecido que vasodilatadores (que sintetizam óxido nítrico – NO), como o nitroprussiato de sódio e a nitroglicerina, não exigem a presença de células endoteliais intactas para levar ao relaxamento. Estes e outros experimentos indicavam grande similaridade entre o FRED e o NO e atualmente são considerados uma mesma substância.

Desde que foi descoberto, o NO tem sido relacionado a funções como a citotoxicidade do macrófago, relaxamento intestinal não-adrenérgico não-colinérgico, neurotoxicidade e plasticidade no hipocampo e cerebelo. Além disso, o NO libera pelo endotélio medeia a vasodilatação causada por uma série de autacóides (hormônios locais), através da ativação da guanililciclase, que eleva as concentrações do GMPc (guanosina monofosfato cíclico).

Biossíntese da Acetilcolina

A biossíntese desse neurotransmissor por parte dos neurônios colinérgicos se dá pela acetilação da colina, catalisada pela enzima colina-acetiltransferase (CAT), com acetil coenzima A (acetil-CoA) funcionando como doador de grupos acetil.

A colina é ativamente transportada para o axoplasma do neurônio a partir de sítios extraneuronais por um processo de captação de colina de alta e baixa afinidade. O sistema de alta afinidade pode sofrer inibição pelo hemicolínio.

Após a síntese, a acetilcolina é transportada para as vesículas de armazenamento. Cada vesícula pode conter de 1.000 a mais de 50.000 moléculas de acetilcolina, além de ATP e uma proteína específica denominada vesiculina, Quando o turnover de acetilcolina é alto, o transporte de colina para as terminações nervosas pode se transformar na etapa que limita a velocidade da reação.

Liberação de Acetilcolina

Acredita-se que a ACh seja liberada nas placas motoras terminais das junções neuromusculares, em quantidades constantes, ou vesículas. Quando o potencial de ação alcança a terminação nervosa motora, há liberação sincrônica de 100 ou mais vesículas de ACh.

A despolarização de uma terminação nervosa possibilita o influxo de cálcio através de canais voltagem-sensíveis. Este influxo de cálcio facilita a fusão da membrana vesicular com a membrana plasmática da terminação nervosa, resultando na extrusão do conteúdo das vesículas.

Interrupção das Ações da Acetilcolina

A acetilcolina é rapidamente hidrolisada pela enzima acetilcolinesterase (AChE). Esta última, também conhecida como colinesterase específica ou verdadeira, é encontrada em neurônios colinérgicos, nas adjacências das sinapses colinérgicas e em outros tecidos. É altamente concentrada na junção neuromuscular. A hidrólise da acetilcolina ocorre também ao redor das terminações nervosas.

O sítio ativo de AChE consiste em um sítio aniônico, que interage com um grupo nitrogênio quaternário da molécula de AChE, e um sítio esterásico, que interage com o grupo éster da ACh e o hidrolisa.

A butirilcolinesterase, também conhecida como pseudocolinesterase ou esterase sérica, está presente em diversos tipos de células gliais. É especialmente encontrada no plasma sanguíneo e no fígado.

Embora ambos os tipos de enzima sejam capazes de hidrolisar a acetilcolina, eles podem ser diferenciados por suas taxas de hidrólise da pseudocolinesterase.

Nas placas terminais motoras da musculatura esquelética, a maior parte das AChE encontra-se na superfície e nas invaginações da membrana pós-juncional.

A ação da AChE é imediata, sendo que aproximadamente 90% da ACh liberada podem ser hidrolisadas antes de chegar na membrana pós-sináptica. Os produtos de degradação são ácido acético e colina. O primeiro é rapidamente recaptado para as diferentes vias bioquímicas no interior do citoplasma, enquanto que a segunda é ativamente transportada de volta para a terminação nervosa, local onde será novamente reutilizada na síntese de ACh.

Efeitos

No sistema cardiovascular, a ACh é responsável por:

  • Vasodilatação;
  • Redução da freqüência cardíaca;
  • Diminuição da força de contração cardíaca;
  • Queda da condução nervosa no nodo sinoatrial e nodo atrioventricular.

Na mente, a ACh desempenha um importante papel nas funções cognitivas, como, por exemplo, a aprendizagem.

Os receptores neuronais de ACh encontram-se espalhados no sistema nervoso central e sistema nervoso periférico, onde atuam como receptores inotrópicos (que de acordo com a tradução da terminologia inglesa significa canais iônicos de abertura ligante-dependente), uma das duas grandes classes de receptores transmembrana.

Os receptores de ACh são divididos em duas classes:

  • Receptores nicotínicos: são canais iônicos controlados por ligantes pelo mecanismo de portões e sua ativação leva a um rápido aumento na permeabilidade celular ao Na+ e K+, despolarização e excitação (abertura rápida do canal iônico). Os receptores nicotínicos são proteínas pentaméricas compostas por, no mínimo, duas subunidades distintas (α e β). Nos humanos, oito variantes de subunidade α foram observadas e três subunidades β. Cada subunidade contém múltiplos domínios transmembrana e as subunidades individuais circundam um canal interno. Estes receptores são encontrados na periferia e na junção neuromuscular e na sinapse ganglionar, e também no cérebro, local onde a ACh é um neurotransmissor.
  • Receptores muscarínicos: estes são metabotrópicos e encontram-se associados a uma proteína G. Cinco subtipos de receptores muscarínicos foram detectados por clonagem molecular. Todavia, os receptores definidos farmacologicamente através da ação de antagonistas são três apenas (M1, M2 e M3). Os receptores M1 são encontrados nos gânglios autônomos, em neurônios do sistema nervoso central e nas células parietais gástricas e aparentemente medeiam os efeitos excitatórios da ACh. Esta excitação é gerada por redução na condutância ao K+ e pela inibição dos canais de cálcio. Os receptores M2 e M3 localizam-se nas glândulas secretoras, músculo liso e no sistema nervoso central. Relacionam-se com os efeitos excitatórios da ACh.

No aparelho respiratório, a ACh é responsável por provocar fechamento do esfíncter pós-capilar, resultando no enchimento dos sinusóides venosos e extravasamento de líquidos, aumentando o volume da submucosa e vasodilatação. Também é responsável por ativar as glândulas serosas, levando a exacerbação das secreções e conseqüente rinorréia.

Os inibidores dos receptores de ACh, como, por exemplo, a atropina, causam relaxamento na musculatura e outros efeitos, devendo ser utilizado com cautela.

A ACh também é responsável por causar os seguintes efeitos no organismo: broncoconstrição, dilatação de esfíncteres no trato gastrointestinal, sudorese, aumento da salivação e miose.

Fontes:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Acetilcolina
http://www.psiquiatriageral.com.br/cerebro/neurotransmissores.htm

Farmacologia Aplicada à Medicina Veterinária – Helenice de Souza Spinosa, Silvana Lima Górniak e Maria Martha Bernardi; 4° edição. Editora Guanabara Koogan, 2006.

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