Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Acetylcholin hodný a zlý

 |  13. 3. 2009
 |  Vesmír 88, 153, 2009/3

Acetylcholin je tradičně považován za jeden z důležitých neuropřenašečů. Působí na dva základní typy membránových receptorů, nazývaných podle zvyku starých farmakologů podle přírodních látek, které na ně působí. Muskarinový receptor (aktivovaný muskarinem z muchomůrek) zprostředkovává především funkce parasympatické části autonomního nervového systému. Zpomaluje frekvenci srdečních stahů, podporuje činnost žláz s vnitřní i vnější sekrecí a ovlivňuje stahy hladké svaloviny v cévách, v močovém a dýchacím systému i jinde. Nikotinový typ acetylcholinového receptoru přenáší signál mezi motorickým nervem a svalovým vláknem a bez něj se na nervosvalové synapsi nepřenese impulz z nervu na sval. V centrálním nervovém systému má acetylcholin mimořádnou úlohu, protože reguluje výlev jiných aktivačních i inhibičních neuropřenašečů, jako je glutamát, glycin nebo dopamin, hlavně v asociačních oblastech kůry předního mozku. Proto výpadek cholinergních jader a drah při Alzheimerově chorobě vede k rozpadu osobnosti a ztrátě kognitivních funkcí, lokalizovaných především v těchto předních lalocích. Za to vše jsme acetylcholinu upřímně vděčni. Naproti tomu acetylcholin může být v roli lokálního hormonu velmi nebezpečný, jak ukazuje případ karcinomů tlustého střeva. Většina těchto zhoubných nádorů tlustého střeva vykazuje na buněčných membránách svých buněk vysokou tvorbu a přítomnost (expresi) muskarinových receptorů typu M3R. Tyto receptory nejsou jednoduché iontové kanály, jak je známe ze synapsí, ale jakési startéry zapínající fosforylaci jiných bílkovin, často funkčně velmi významných (iontových kanálů v srdci apod.), a také regulují geny v buněčných jádrech. Ukázalo se, že v tlustém střevě vzniká a působí poměrně velké množství „nenervového“ acetylcholinu, který aktivuje právě ony M3R, spouštějící v jádře rychlejší dělení buněk. Mají-li tkáně tlustého střeva větší náchylnost ke vzniku novotvarů (genetická dispozice plus špatná životospráva, včetně kouření a uzenin), může acetylcholin spustit nežádoucí zmnožování (proliferaci) rakovinných buněk. M3R se také aktivují bakteriemi přeměněnými sekundárními žlučovými kyselinami, např. kyselinou lithotomovou. Proto je častá nebo chronická zácpa rizikovým faktorem.

Tento „zlý“ a zpětně působící (autokrinní) acetylcholin může být ale ještě ke všemu vyráběn a vylučován samotnými rakovinovými buňkami, což rakovinnou tkáň stimuluje k ještě rychlejšímu růstu. Je to vlastně systém nebezpečné pozitivní zpětné vazby. Prokázalo se to v tkáňových kulturách, kde se studují mj. buňky lidské rakoviny tlustého střeva typu H508, které mají hodně M3R. Ukázalo se, že jestliže byly M3R blokovány atropinem či jinými specifickými drogami nebo byla-li potlačena tvorba acetylcholinu inhibicí dopravy cholinu do buněk (Am. J. Physiol. Gastrointest. 295, G591–597, 2008), došlo k podstatnému poklesu zmnožení H508 buněk, přibližně o 40 %. Naproti tomu inhibitory acetylcholinesteráz, prodlužující účinek acetylcholinu, zvyšovaly proliferaci těchto buněk a rychlost růstu karcinomu až 2,5krát. Naše pokusy s nekvantovým výlevem acetylcholinu ve svalu také ukázaly úlohu podobných muskarinových receptorů typu M1 (J. Neurochem. 102, 2110–2117, 2007). Při tomto studiu jsme našli, že nepatrně zvýšená hladina hořčíkových iontů z 1 na 4 mM (a podobně i vápníku) může tento parakrinní nekvantový výlev acetylcholinu inhibovat (Neurosci. Lett. 103, 293–297, 1989). Proto nás potěšilo, že existují i klinické práce o tom, jak zvýšený dlouholetý příjem hořčíku (a podobně i vápníku) významně snižuje riziko rakoviny tlustého střeva (Am. J. Epidemiol. 163, 232–235, 2006). Zdá se tedy, že nekvantové a na impulzech nezávislé uvolňování acetylcholinu na nervosvalové ploténce, které formuje synapsi (Vyskočil F., Vrbová G., Eur. J. Neurosci. 5, 1677–1683, 1993) a výlev acetylcholinu z rakovinných buněk v tlustém střevu, jenž formuje novotvary, mají společný buněčný základ a jsou řízeny podobnými mechanismy.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Fyziologie
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

František Vyskočil

Prof. RNDr. František Vyskočil, DrSc., (*1941) vystudoval Přírodovědeckou fakultu UK v Praze. Ve Fyziologickém ústavu AV ČR, v. v. i., se zabývá neurofyziologií a biofyzikou buněčných membrán. Objevil nekvantové uvolňování neuropřenašečů na synapsích savců. Hirschův index (Vesmír 85, 555, 2006/9) jeho prací je 33. Je členem Učené společnosti ČR a The Physiological Society (Londýn a Cambridge). Na Přírodovědecké fakultě UK v Praze a na Lékařské univerzitě v Kazani přednáší fyziologii živočichů a člověka. V roce 2011 získal čestnou oborovou medaili J. E. Purkyně a na návrh předsedy AV ČR medaili Josefa Hlávky.
Vyskočil František

Doporučujeme

Přemýšlej, než začneš kreslit

Přemýšlej, než začneš kreslit

Ondřej Vrtiška  |  4. 12. 2017
Nástup počítačů, geografických informačních systémů a velkých dat proměnil tvorbu map k nepoznání. Přesto stále platí, že bez znalosti základů...
Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné