L'acétylcholine est un neurotransmetteur, une substance produite par notre corps pour transférer l'influx nerveux à de multiples points du système nerveux central et périphérique. Les neurones qui sécrètent de l'acétylcholine sont définis comme cholinergiques; parole analogue pour ses récepteurs, qui se distinguent dans les récepteurs nicotiniques et muscariniques. La concentration et la conformation chimique différentes de ces récepteurs, ainsi que des isoformes connexes dans les tissus, sont à l'origine des divers médicaments qui interfèrent avec l'action de l'acétylcholine, peuvent produire des effets limités principalement dans un secteur plutôt que dans un autre. Malgré cette diversité structurelle, l'acétylcholine est capable de se lier aux deux récepteurs, car la partie d'une molécule qui interagit avec les récepteurs muscariniques est différente de la nicotinique. C'est l'une des raisons pour lesquelles l'acétylcholine n'est pas utilisée directement à des fins thérapeutiques: puisqu'elle agit sur tous les récepteurs cholinergiques de l'organisme (muscariniques et nicotiniques), son action est trop étendue et peu spécifique.
L’acétylcholine a été le premier neurotransmetteur à être découvert grâce aux études d’Otto Loewi couronnées en 1924. Du point de vue chimique, l’acétylcholine est formée par l’union d’une molécule de choline avec un acétyl-coenzyme A CoA); la première est une petite molécule concentrée dans les membranes phospholipidiques, tandis que l’Acétyl-CoA représente l’intermédiaire métabolique entre la glycolyse et le cycle de Krebs. La synthèse de l'acétylcholine à partir de ces deux substances a lieu le long du terminal axonal; immédiatement après sa synthèse, il est ensuite stocké dans des vésicules qui, lorsqu'une impulsion nerveuse se produit, se fixent à la membrane présynaptique, fondant et libérant son contenu par exocytose. À ce stade, l'acétylcholine libérée dans la fissure synaptique est libre d'atteindre les récepteurs postsynaptiques et d'interagir avec eux, dépolarisant la cellule et donnant lieu à la formation d'un potentiel d'action dans la fibre nerveuse ou dans la fibre musculaire stimulée; Immédiatement après cette interaction, une bonne partie de l'acétylcholine est immédiatement dégradée par l'acétylcholinestérase (ACHE). C'est une enzyme placée près des récepteurs cholinergiques, où elle agit en rompant le lien entre l'acétate et la choline. cette dernière substance est facilement réabsorbée par le terminal présynaptique et utilisée pour la synthèse de nouvelle acétylcholine (grâce à l'enzyme choline-acétyltransférase). L'action de cette enzyme est très importante car elle permet d'interrompre la transmission de l'impulsion nerveuse.
L'acétylcholine est le transmetteur de tous les nerfs qui contrôlent la musculature volontaire (voir plaque neuromusculaire); toutefois, bien qu’à ce niveau, il exerce un effet excitateur, il exerce principalement, dans le système parasympathique, des actions inhibitrices (la plupart des neurones sympathiques sécrètent de l’épinéphrine, tandis que la plupart des neurones parasympathiques sécrètent de l’acétylcholine). Cette molécule provoque un ralentissement de la fréquence cardiaque tout en stimulant la sécrétion des glandes bronchiques, salivaires, gastriques et pancréatiques, augmentant le péristaltisme intestinal et généralement toutes les fonctions digestives. En plus des plaques musculaires moteur-squelettiques et des terminaisons post-ganglionnaires du système nerveux parasympathique, l’acétylcholine peut être trouvée au niveau de la synapse entre les neurones pré-ganglionnaires et post-ganglionnaires du système nerveux sympathique et parasympathique, et de la médullosurrénale, ainsi que dans certaines synapses du système nerveux central.
Les actions muscariniques correspondent à celles induites par l'acétylcholine libérée par les terminaisons nerveuses post-ganglionnaires parasympathiques, à deux importantes exceptions près:
L'acétylcholine provoque une vasodilatation généralisée, bien que la plupart des vaisseaux ne soient pas innervés par le système parasympathique.
L'acétylcholine provoque la sécrétion par les glandes sudoripares, qui sont innervées par les fibres cholinergiques du système nerveux sympathique.
Les actions nicotiniques correspondent à celles de l'acétylcholine libérée au niveau des synapses ganglionnaires des systèmes sympathique et parasympathique, de la plaque neuromusculaire des muscles volontaires et des terminaisons nerveuses des nerfs splanchniques entourant les cellules sécrétrices de la médulla surrénale.
Comme prévu, des effets similaires à ceux de l'acétylcholine peuvent être produits par des substances capables de stimuler les récepteurs cholinergiques (parasympathomimétiques) ou de bloquer l'action de l'acétylcholinestérase (anticholinestérases). En même temps, les effets de l'acétylcholine peuvent être bloqués par des substances capables de se lier aux récepteurs cholinergiques, les rendant ainsi indisponibles pour capter le signal transmis par l'acétylcholine (anticholinergiques). Voyons quelques exemples.
Le curare provoque la mort par paralysie musculaire, bloquant l'action de l'acétylcholine sur les membranes musculaires (où se trouvent les récepteurs nicotiniques); La physostigmine, au contraire, prolonge l'action de l'acétylcholine en bloquant la cholinestérase, tandis que le venin de la veuve noire stimule un excès de libération. Les gaz nerveux bloquent également cette enzyme, obligeant l’acétylcholine à rester ancrée à ses récepteurs; L'effet létal de ces gaz est utile pour étudier les effets de l'interaction entre l'acétylcholine et ses récepteurs muscariniques: toux, oppression thoracique, hypersécrétion bronchique jusqu'à l'œdème pulmonaire, nausées, vomissements, diarrhée, augmentation de la salivation, myosite troubles de la vision, réduction du rythme cardiaque jusqu'à l'arrêt et incontinence urinaire. En raison de l'accumulation d'acétylcholine dans les récepteurs nicotiniques, des symptômes tels que: pâleur de la peau, tachycardie, hypertension artérielle, hyperglycémie et modifications du système musculo-squelettique, en particulier asthénie et épuisement musculaire facile, tremblements et crampes. En raison de l'accumulation d'acétylcholine, le muscle squelettique peut être paralysé et la mort peut survenir par contraction de la paralysie musculaire. Enfin, les effets sur le système nerveux central incluent des contractions tonico-cloniques de type épileptiforme, jusqu’à la dépression respiratoire et la mort. Cela est généralement dû à une asphyxie due à une paralysie du diaphragme et des muscles intercostaux. Même le botulinum, une toxine très toxique utilisée à des concentrations infinitésimales en médecine esthétique, concerne l'acétylcholine; avec son action, en fait, il empêche la libération des vésicules. De cette manière, le botulinum provoque une paralysie flasque des muscles, devenant fatal lorsqu'il implique des problèmes respiratoires; en ce sens, il s'oppose à l'action du tétanos, caractérisé par une paralysie spastique indépendante de l'acétylcholine. La pilocarpine, un médicament principalement utilisé en ophtalmologie pour restreindre la pupille et stimuler le larmoiement de l'œil (utile dans le traitement du glaucome) est un agoniste muscarinique; il est en effet lié aux récepteurs de l’acétylcholine muscarinique. En ce sens, la pilocarpine contraste l'action de l'atropine, qui est plutôt un antagoniste muscarinique et, en tant que tel, inhibe l'activité parasympathique (parasympathique). L'atropine bloque les récepteurs muscariniques, tandis que le curaro bloque les récepteurs nicotiniques.
