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アセチルコリン


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アセチルコリン
アセチルコリン
  • 多くの末梢神経系(PNS)ニューロンと
  • ある種の中枢神経系(CNS)ニューロンから分泌される


アセチルコリンの放出
  • シナプス終末膨大に神経インパルスが到達すると、神経伝達物質アセチルコリン(ACh)の放出が誘導される。

  • 次にアセチルコリンは運動ニューロンと運動終板との間のシナプス間隙を横断して拡散する


アセチルコリン受容体の活性化
  • アセチルコリンと運動終板におけるその受容体との結合により、わすかな陽イオン(特に、ナトリウムイオン<Na>)の膜を超えた流出を可能にするイオンチャネルが開く。



アセチルコリンの作用
  • AChの作用はアセチルコリンエステラーゼ(AChE)と呼ばれる酵素によって伝達物質がシナプス間隙中で急速に壊される。








アルカロイド
植物毒の大半は、アルカロイドである

アルカロイドは、窒素を含むアルカリ性の分子で、神経ホルモンそっくりであるため、神経線維の末端部に入り込んで神経の作用を狂わせて、毒性を発揮する。

体内細胞間の情報を伝達するホルモンとしてはペプチド(小型タンパク質)がもっとも多く使われるが、神経線維の末端部という特定の場所から分泌される神経ホルモンとしては、タンパク質を構成する化学的に安定した分子であるアミノ酸と、その分解産物であるアミンが使われる。

ただ、神経ホルモンとしてのアミノ酸は、タンパク質の材料として体内にふんだんにあるアミノ酸とは異なり、脳内という特別な環境でしか使うことが出来ない。


末梢の一般の神経ホルモンとしては、アミンとアミンによく似たアセチルコリンが使われている。


アミンの神経ホルモンにはドーパミン・ノルアドレナリン・セロトニンなど数種あるが、いずれも化学的に安定している
それだけに神経ホルモンとしては全身に(アナログ的に)作用し、、おだやかなムードや感情を作り出す、従ってアミンに似たアルカロイドは作用が穏和で、毒性があっても比較低安全である。脳に効いて心を静め、体内の血液循環系を整える薬として使われるものが多い。


一方、アセチルコリンはアミンに似ているが、極めて分解性が良く、神経線維の末端部で情報を伝えると、標的細胞の表面にある酵素(アセチルコリン分解酵素)で、すぐ加水分解されてしまう。

このため、
神経ホルモンとしては効率が良く優秀である。

進化した有髄神経でも、原始的な無髄神経でも使われるが、効率が良い有髄神経では、アセチルコリンしか使えない。

このように神経ホルモンのなかでもアセチルコリンは、速やかに作用するので、その作用を阻害するアルカロイドとなると、動物毒に匹敵するほどの猛毒となる。

例えば、

  1. アセチルコリンのみを使う運動神経を麻痺させる矢毒
    • 「クラーレ」
    • 古くから矢に塗る毒として使われたのがクラーレ。
    • 筋肉への注射では大きな効果を発揮するが、食べても毒性を示さない。そのため、狩猟で獲物を仕留める際に使われた。
  2. アセチルコリンに競合するナス科の植物毒
    • 「アトロピン」や
    • 「スコポラミン」
  3. アセチルコリン分解酵素を阻害するカラバル豆の毒
    • 「フィゾスチグミン」


動物毒は神経電流の電気発生を直接阻害するが、
  • 植物毒の一部は神経線維の末端の接合部で神経電流の情報を伝えるアセチルコリンの働きを阻害する。
    なお、ストリキニーネは、アミノ酸グリシンの作用を遮断する。
    (大木幸介著「毒物雑学事典」より)





細胞内のCa2+濃度を増加させる
  • アセチルコリンは、酸分泌細胞の血管側にある側底膜にあるムスカリンM3受容体に結合し、細胞内のCa2+濃度を増加させる 。
  • アセチルコリンはIP3/DAGシグナル伝達系を刺激してCa2+の流入を増加させる。

アセチルコリンの受容体の構造
  • 2012年、京都大学と学習院大学のチームは、脳や副交感神経などで働く神経伝達物質「アセチルコリン」の受容体の詳細な構造を解明した。
  • 受容体の活性を調節している部分の構造が分かり、パーキンソン病や統合失調症などの治療薬開発につながると期待される
  • 成果は、1/26のネイチャー(電子版)に掲載。

  • パーキンソン病の患者では、脳内でアセチルコリンと結合する場所のほか、別の物質が結合して受容体の活性を変える場所の構造もわかった。
  • ムスカリンM2受容体を狙った薬剤で実用化しているが、副作用に問題があった。





ナスに含まれている
  • 2016年、ナスに神経伝達物質のアセチルコリンが大量に含まれていることを、信州大学農学部の中村浩蔵准教授らが発見。
  • ピーマン、ニンジンなどの農産物に比べて1000倍以上含まれていた。
  • アセチルコリンは記憶の働きに関わるとされる物質。
  • 従来、ナスにアセチルコリンが含まれていることは知られていた。
  • 乾燥させたナス(茄子)にはアセチルコリンなどの有効成分が凝縮されている。
  • 中村准教授はソバ菜を発酵させた「発酵キョウバク」の研究で、アセチルコリンを他の物質から細かく分離させて高感度に検出する方法を開発し、その方法を使って今回の成果を出した。



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