Acetylcholine adalah neurotransmitter, zat yang diproduksi oleh tubuh kita untuk mentransfer impuls saraf ke beberapa titik di sistem saraf pusat dan perifer. Neuron yang mengeluarkan asetilkolin disebut kolinergik; pidato analog untuk reseptornya, yang dibedakan dalam reseptor nikotinik dan muskarinik. Konsentrasi dan konformasi kimia yang berbeda dari reseptor ini, dan isoform terkait dalam jaringan, berarti bahwa berbagai obat yang mengganggu aksi asetilkolin dapat menghasilkan efek yang biasanya terbatas pada satu sektor daripada yang lain. Terlepas dari keragaman struktural ini, asetilkolin dapat mengikat kedua reseptor, karena bagian molekul yang berinteraksi dengan reseptor muskarinik berbeda dari reseptor nikotinik. Ini adalah salah satu alasan mengapa asetilkolin tidak digunakan secara langsung untuk tujuan terapeutik: karena asetilkolin bekerja pada semua reseptor kolinergik tubuh (baik muskarinik maupun nikotinik) aksinya terlalu luas dan tidak terlalu spesifik.
Asetilkolin adalah neurotransmitter pertama yang ditemukan, berkat penelitian oleh Otto Loewi dinobatkan pada tahun 1924. Dari sudut pandang kimia, asetilkolin dibentuk oleh penyatuan molekul kolin dengan salah satu asetil-koenzim A (asetil -CoA); yang pertama adalah molekul kecil yang terkonsentrasi di membran fosfolipid, sedangkan Acetyl-CoA mewakili perantara metabolisme antara glikolisis dan siklus Krebs. Sintesis asetilkolin dari dua zat ini terjadi di sepanjang terminal aksonal; segera setelah disintesis, kemudian disimpan dalam vesikel, yang berikatan dengan membran presinaptik ketika sebuah impuls saraf tiba, menggabungkan dan melepaskan isinya dengan eksositosis. Pada titik ini asetilkolin yang dilepaskan dalam celah sinaptik bebas untuk mencapai reseptor postsinaptik dan berinteraksi dengan mereka, mendepolarisasi sel dan memberi jalan pada pembentukan potensial aksi dalam serat saraf atau serat otot yang telah dirangsang; segera setelah interaksi ini, sebagian besar asetilkolin segera terdegradasi oleh asetilkolinesterase (ACHE). Ini adalah enzim yang ditempatkan di dekat reseptor kolinergik, di mana ia bertindak dengan memutus ikatan antara asetat dan kolin; substansi terakhir mudah diserap kembali oleh terminal presinaptik dan digunakan untuk sintesis asetilkolin baru (terima kasih kepada enzim kolin-asetil-transferase). Tindakan enzim ini sangat penting, karena memungkinkan untuk menghentikan transmisi impuls saraf.
Asetilkolin adalah pemancar semua saraf yang mengontrol otot-otot sukarela (lihat plak neuromuskuler); Namun, meskipun pada level ini menghasilkan efek rangsang, dalam sistem parasimpatis ia melakukan terutama tindakan penghambatan (sebagian besar neuron simpatis mengeluarkan epinefrin, sementara sebagian besar neuron parasimpatis mengeluarkan asetilkolin). Molekul ini menyebabkan perlambatan denyut jantung, sementara itu merangsang sekresi kelenjar bronkial, saliva, lambung dan pankreas, meningkatkan peristaltik usus dan umumnya semua fungsi pencernaan. Serta pada tingkat pelat motif otot rangka, dan pemutusan pasca-ganglionik dari sistem saraf parasimpatis, asetilkolin dapat ditemukan pada tingkat sinapsis antara serat pra-ganglionik dan neuron pasca-ganglionik dari sistem saraf simpatis dan parasimpatis, dan medula adrenal, serta dalam beberapa sinapsis sistem saraf pusat.
Tindakan muskarinik sesuai dengan yang diinduksi oleh Acetylcholine yang dilepaskan oleh ujung saraf parasimpatis pasca ganglion, dengan dua pengecualian signifikan:
Asetilkolin menyebabkan vasodilatasi umum, meskipun sebagian besar pembuluh darah tidak dipersarafi oleh sistem parasimpatis.
Asetilkolin menyebabkan sekresi oleh kelenjar keringat, yang dipersarafi oleh serat kolinergik dari sistem saraf simpatis.
Tindakan nikotinik sesuai dengan asetilkolin yang dilepaskan pada tingkat sinapsis ganglionik sistem simpatis dan parasimpatis, plak neuromuskuler otot sukarela dan ujung saraf saraf splanknik yang mengelilingi sel sekresi medula adrenal.
Seperti yang diantisipasi, efek yang mirip dengan asetilkolin dapat dihasilkan oleh zat yang mampu merangsang reseptor kolinergik (parasimpatomimetik) atau menghalangi aksi asetilkolinesterase (antikolinesterase). Secara paralel, efek asetilkolin dapat diblokir oleh zat yang dapat berikatan dengan reseptor kolinergik, membuatnya tidak tersedia untuk mengambil sinyal yang ditransmisikan oleh asetilkolin (antikolinergik). Mari kita lihat beberapa contoh.
Curare menyebabkan kematian oleh kelumpuhan otot, menghalangi aksi asetilkolin pada membran otot (di mana reseptor nikotinik ditemukan); physostigmine, di sisi lain, memperpanjang aksi asetilkolin dengan memblokir cholinesterase, sementara racun janda hitam merangsang pelepasan berlebih. Gas saraf juga memblokir enzim ini, menyebabkan asetilkolin tetap melekat pada reseptornya; efek mematikan dari gas-gas ini berguna untuk menyelidiki efek interaksi antara asetilkolin dan reseptor muskariniknya: batuk, sesak dada, hipersekresi bronkial untuk edema paru, mual, muntah, diare, peningkatan air liur, miosis dan kesulitan dalam penglihatan, penurunan denyut jantung hingga penangkapan dan inkontinensia urin. Di sisi lain, karena akumulasi asetilkolin pada reseptor nikotinik, gejala muncul seperti: pucat kulit, takikardia, hipertensi arteri, hiperglikemia dan perubahan yang mempengaruhi sistem muskuloskeletal, terutama asthenia dan kelelahan otot, tremor dan kram. Untuk akumulasi asetilkolin, otot rangka dapat lumpuh dan kematian dapat terjadi kelumpuhan kontraksi otot. Akhirnya, efek pada sistem saraf pusat termasuk kontraksi tonik-klonik tipe epileptiformis, hingga depresi pusat pernapasan dan kematian. Ini umumnya terjadi karena asfiksia karena kelumpuhan diafragma dan otot-otot interkostal. Botox, racun beracun yang digunakan dalam konsentrasi yang sangat kecil dalam kedokteran estetika, juga berkaitan dengan asetilkolin; bahkan, dengan aksinya, ia mencegah pelepasan dari vesikel. Dengan cara ini, Botox menyebabkan kelumpuhan otot-otot yang lembek, menjadi mematikan ketika sangat melibatkan yang pernapasan; dalam hal ini ia menentang aksi tetanus, ditandai dengan kelumpuhan spastik yang bagaimanapun tidak tergantung pada asetilkolin. Pilocarpine, obat yang digunakan terutama dalam oftalmologi untuk mempersempit pupil dan merangsang lakrimasi mata (berguna untuk pengobatan glaukoma) adalah agonis muskarinik; sebenarnya itu berikatan dengan reseptor muskarinik asetilkolin. Dalam pengertian ini, pilocarpine menangkal aksi atropin, yang merupakan antagonis muskarinik dan dengan demikian menghambat aktivitas parasimpatis (parasympatholytic). Atropin menghambat reseptor muskarinik, sedangkan curare memblokir reseptor nikotinik.
