Colinergico

Definizione colinergica

Colinergico è un termine usato per riferirsi alla molecola acetilcolina. Di solito viene impiegato per definire neuroni, recettori o sinapsi che utilizzano l’acetilcolina. Per esempio, un neurone colinergico è un neurone che rilascia acetilcolina, e un recettore colinergico è un recettore a cui si lega l’acetilcolina. L’acetilcolina è una molecola di segnale nel sistema nervoso che viene utilizzata dalle cellule nervose per trasferire informazioni. È ampiamente presente nel sistema nervoso periferico, che è coinvolto nella contrazione della muscolatura scheletrica e liscia e nella dilatazione dei vasi sanguigni, tra le altre funzioni. L’acetilcolina gioca un ruolo importante nella giunzione neuromuscolare, cioè nella giunzione tra cellule nervose e muscoli. Inoltre, l’acetilcolina è presente anche nel sistema nervoso centrale, dove svolge un ruolo nei processi cognitivi come la memoria, l’apprendimento e l’eccitazione.

Non sorprende che il suo ruolo in numerosi processi del sistema nervoso periferico e centrale abbia reso il sistema colinergico un obiettivo nel trattamento del multiplo. A sua volta, diversi farmaci colinergici sono stati sviluppati sia per scopi clinici che cosmetici. Per esempio, alcuni farmaci colinergici sono usati per trattare gravi spasmi muscolari, altri per rallentare la progressione del morbo di Alzheimer e altri per ridurre le rughe. Tuttavia, oltre agli effetti terapeutici e cosmetici, i farmaci colinergici possono anche indurre una serie di effetti collaterali, tra cui la paralisi del sistema nervoso autonomo.

Funzione dell’acetilcolina

L’acetilcolina è presente nel sistema nervoso periferico e centrale. Nel sistema nervoso periferico, l’acetilcolina è ampiamente implicata nel movimento muscolare e in altre funzioni come la dilatazione dei vasi sanguigni. Nel sistema nervoso centrale, è coinvolta nelle funzioni cognitive.

L’acetilcolina agisce legandosi ai recettori colinergici, i cui due tipi principali sono muscarinici e nicotinici. I recettori muscarinici dell’acetilcolina (mAChR) sono recettori accoppiati a proteine G (GPCR) che modulano l’attività della cellula attivando meccanismi cellulari che coinvolgono secondi messaggeri. Ci sono cinque tipi identificati conosciuti come M1 a M5. I recettori muscarinici M1, M3 e M5 sono di solito eccitatori e sono di tipo Gq; così, esercitano la loro funzione attivando la fosfolipasi C (PLC), che a sua volta attiva la cascata di trasduzione del segnale IP3, permettendo al calcio nei depositi intracellulari di essere rilasciato nel citosol. I recettori M2 e M4 sono di solito inibitori e sono del tipo Gi o Go, cioè agiscono riducendo l’AMP ciclico (cAMP) nella cellula. I recettori nicotinici dell’acetilcolina (nAChR), l’altro tipo principale, sono canali ionici ligando-gated che, quando attivati dall’acetilcolina, permettono direttamente agli ioni di entrare (per esempio il sodio) o uscire dalla cellula (per esempio il potassio).

L’acetilcolina nel sistema nervoso periferico

L’acetilcolina è un attore importante nella giunzione neuromuscolare. La giunzione neuromuscolare è il sito dove una cellula nervosa (un neurone) e il muscolo scheletrico (il tipo di muscolo che si contrae volontariamente) sono collegati. Affinché un muscolo si contragga, il cervello invia segnali elettrochimici da un neurone all’altro, fino a quando un potenziale d’azione (segnale elettrico) viene generato al motoneurone, che è il neurone che contatta la fibra muscolare. Alla giunzione neuromuscolare, l’acetilcolina viene rilasciata dal motoneurone nella fessura sinaptica, che poi si lega ai recettori nicotinici dell’acetilcolina presenti sulla cellula della fibra muscolare. I recettori nicotinici dell’acetilcolina permettono al sodio di entrare nella cellula muscolare, dopo di che una serie di segnali intracellulari porta alla contrazione del muscolo. Anomalie nella trasmissione colinergica periferica sono state collegate a disturbi motori come la miastenia gravis, un disturbo caratterizzato da stanchezza e debolezza muscolare.

L’acetilcolina è anche un neurotrasmettitore ampiamente utilizzato nel sistema nervoso autonomo, una parte del sistema nervoso periferico coinvolto nel controllo delle funzioni corporee inconsce e involontarie. In particolare, l’acetilcolina viene rilasciata dai neuroni del sistema nervoso centrale che proiettano ai neuroni del sistema nervoso autonomo, i quali ultimi rilevano l’acetilcolina attraverso i recettori nicotinici dell’acetilcolina. Questi neuroni a loro volta proiettano a parti del corpo che non appartengono al sistema nervoso, come il tratto gastrointestinale. In alcuni casi, l’acetilcolina viene rilasciata anche in questa giunzione tra il sistema nervoso periferico e altre parti del corpo.

L’acetilcolina nel sistema nervoso centrale

Nel sistema nervoso centrale, l’attività colinergica è legata all’eccitazione, alla consapevolezza, all’apprendimento, alla memoria, all’attenzione e alla ricompensa, tra gli altri. Non sorprende che una trasmissione colinergica anormale sia stata associata al morbo di Alzheimer, una condizione neurodegenerativa caratterizzata dalla perdita di memoria.

Droghe colinergiche

Il coinvolgimento dell’acetilcolina nelle malattie del sistema nervoso ha naturalmente reso il sistema colinergico un bersaglio per scopi terapeutici. Farmaci che attivano (agonisti) o inattivano (antagonisti) i recettori dell’acetilcolina, così come farmaci che modulano l’attività colinergica facilitando o impedendo la produzione, il rilascio o la degradazione dell’acetilcolina, sono stati sviluppati con lo scopo di trattare diverse condizioni neuropsichiatriche.

Agonisti

L’acetilcolina ha una vita molto breve: non dura a lungo nel sangue perché viene degradata molto velocemente. Pertanto, l’acetilcolina stessa non viene usata come farmaco, ma vengono invece impiegati composti simili che attivano i recettori dell’acetilcolina per attivarli. Questi composti simili che si legano e attivano i recettori dell’acetilcolina sono conosciuti come agonisti dell’acetilcolina.

Un esempio di agonista è la pilocarpina, che attiva i recettori muscarinici e viene solitamente applicata nella pupilla dell’occhio per trattare una malattia neurodegenerativa che causa cecità chiamata glaucoma. Un altro esempio di agonista è la nicotina, presente nel tabacco.

Antagonisti

Molti farmaci colinergici sono antagonisti dei recettori dell’acetilcolina, che bloccano i recettori dell’acetilcolina. Alcuni antagonisti sono atropina, scopolamina, esametonio e trimetafano. L’atropina e la scopolamina inattivano i recettori muscarinici e sono usati per sopprimere le secrezioni corporee (ad esempio lacrime o muco) e per rilassare la muscolatura liscia (ad esempio i muscoli del tratto gastrointestinale) durante l’anestesia, e per trattare la cinetosi. L’esametonio e il trimetafano bloccano i recettori nicotinici e sono usati per ridurre la pressione alta. Altri agenti che bloccano i recettori nicotinici sono usati a causa dei loro effetti sulla giunzione neuromuscolare; questi agenti impediscono ai muscoli scheletrici di contrarsi e sono spesso impiegati durante la chirurgia per impedire ai pazienti di fare movimenti involontari.

Altri farmaci

Oltre agli agonisti e antagonisti colinergici, altri farmaci possono modulare l’attività dell’acetilcolina aumentando o diminuendo la sua produzione, rilascio o degradazione. Per esempio, inattivando l’acetilcolina transferasi, che è un enzima che scompone l’acetilcolina, è impiegato per aumentare i livelli di acetilcolina e per trattare la miastenia gravis, un disturbo neuromuscolare. Farmaci simili come la neostigmina e la piridostigmina non attraversano la barriera emato-encefalica e sono quindi impiegati per esercitare il loro effetto sulla giunzione neuromuscolare e contrarre il muscolo scheletrico.

Nonostante, gli anticolinergici – farmaci che riducono o bloccano gli effetti dell’acetilcolina – sono più ampiamente utilizzati per trattare numerose condizioni. Alcune di queste sono movimenti involontari, disturbi gastrointestinali, incontinenza e malattia di Parkinson. Un altro composto che blocca il rilascio di acetilcolina è la tossina botulinica – un agente prodotto da un tipo di batterio – che paralizza il muscolo scheletrico in modo che l’organismo non sia più in grado di muoversi e che può anche causare la morte. Quando viene applicata localmente, la tossina botulinica rilassa i muscoli ed è quindi utilizzata per trattare spasmi muscolari gravi. Lo stesso composto è usato per ridurre le rughe rilassando i muscoli e la pelle; lo conosciamo sotto il nome commerciale di Botox.

Effetti colinergici

Gli effetti dell’attivazione dei recettori colinergici includono la contrazione dei muscoli, la decelerazione della frequenza cardiaca, la costrizione dell’iride (miosi) e del cristallino, la secrezione di muco e la broncocostrizione. Al contrario, gli effetti dell’inattivazione dei recettori colinergici includono il rilassamento muscolare, l’accelerazione della frequenza cardiaca, la dilatazione della pupilla (midriasi) e l’appiattimento del cristallino (ciclopegia), la secchezza delle vie aeree superiori (del sistema respiratorio), l’inibizione della produzione di lacrime, la ritenzione di urina, la secchezza della bocca, il rallentamento dell’attività mucociliare nelle vie respiratorie, la stipsi e il rilassamento dei muscoli (muscoli scheletrici e lisci).

Effetti collaterali dei farmaci colinergici

I farmaci colinergici possono aiutare a trattare alcuni disturbi e migliorare i sintomi, ma hanno anche effetti collaterali negativi. La maggior parte dei farmaci colinergici sono anticolinergici, cioè riducono o bloccano gli effetti dell’acetilcolina. Per esempio, gli antagonisti dell’acetilcolina esametonio e trimetafano, usati per trattare la pressione alta, possono produrre la paralisi del sistema nervoso autonomo, producendo effetti come la visione offuscata e l’incapacità di urinare. Gli anticolinergici in generale possono causare un aumento della temperatura corporea perché riducono la quantità di sudorazione; possono anche indurre sonnolenza, allucinazioni, confusione, bocca secca, costipazione, difficoltà a urinare e deficit di memoria. Nelle persone anziane, possono causare confusione, perdita di memoria e decadimento cognitivo. Mescolare gli anticolinergici con l’alcol ha effetti collaterali simili al sovradosaggio con anticolinergici, che includono vertigini, febbre, confusione, battito cardiaco accelerato, problemi di respirazione, allucinazioni, incoscienza e persino morte. La cautela è quindi garantita quando si prendono farmaci colinergici.

Quiz

1. Dove gioca un ruolo importante l’acetilcolina? Alla giunzione neuromuscolare.
B. Nel tratto corticospinale.
C. In tutto il sistema nervoso periferico.
D. In tutto il sistema nervoso centrale.
E. Tutto quanto sopra.

2. Quali sono alcuni effetti dell’inattivazione dei recettori colinergici? Decelerazione della frequenza cardiaca e rilassamento muscolare.
B. Accelerazione della frequenza cardiaca e spasmi muscolari.
C. Dilatazione della pupilla e spasmi muscolari.
D. Ritenzione di urina, secchezza delle vie respiratorie superiori e rilassamento muscolare.

3. Quali disturbi sono trattati con antagonisti dell’acetilcolina o farmaci anticolinergici?
A. Disturbi gastrointestinali, disturbo bipolare e cinetosi.
B. Disturbi gastrointestinali, morbo di Parkinson e pressione alta.
C. Glaucoma, malattia di Alzheimer, malattia di Parkinson e pressione bassa.
D. Glaucoma, malattia di Alzheimer e pressione alta.