Τετάρτη, 29 Νοεμβρίου 2017

Ο ρόλος της ακετυλοχολίνης στον εγκέφαλο



Η ακετυλοχολίνη (acetylcholine) είναι ένας από τους κεντρικούς νευροδιαβιβαστές του εγκεφάλου, που παίζει ρόλο σε πολλές σημαντικές λειτουργίες. Η ακετυλοχολίνη ήταν ο πρώτος νευροδιαβιβαστής που ανακαλύφθηκε, ήδη από το 1914, από τους Otto Loewi και Henry Dale, οι οποίοι κέρδισαν και βραβείο Νόμπελ για την δουλειά τους.
Η ακετυλοχολίνη είναι ένας ιδιαίτερος νευροδιαβιβαστής, καθώς έχει και μεταβοτροπικούς (metabotropic) και ιοντοτροπικούς (ionotropic) υποδοχείς, και διαδρομές προβολής σε πολλά και διαφορετικά κομμάτια του εγκεφάλου. Σε κάθε μία από αυτές τις διαφορετικές περιοχές ο νευροδιαβιβαστής έχει και διαφορετικές λειτουργίες. Ας αναφερθούμε σύντομα σε τρεις από τις πιο κεντρικές διαδρομές- και λειτουργίες, του νευροδιαβιβαστή.
Στην πρώτη της διαδρομή, η ακετυλοχολίνη πηγάζει από τον medial septal nucleus, και καταλήγει στο ιππόκαμπο. Εκεί, κάνει τους νευρώνες να ταλαντεύονται, να πάλλονται, σε ένταση από 5 έως 12 Hz. Έρευνες σε ζώα (π.χ. ποντίκια ή αρουραίους) έχουν δείξει πως το να μπλοκάρουμε την ακετυλοχολίνη στον ιππόκαμπο κάνει αυτόν να σταματά να δονείται. Ο μηχανισμός πίσω από αυτό δεν έχει βρεθεί ακόμα, όμως είναι πλέον σίγουρο πως η ταλάντευση που προξενεί η ακετυλοχολίνη είναι ιδιαίτερα σημαντική για την μνήμη! Συγκεκριμένα, το μπλοκάρισμα του νευροδιαβιβαστή οδηγεί σε προβλήματα τόσο στην ανάκληση μνημών από το παρελθόν, όσο και στην καταγραφή νέων μνημών. Παρότι δεν είναι γνωστό ακόμα το πως και γιατί συμβαίνει αυτό, είναι δεδομένο πως επηρεάζεται η ανάκληση και η καταγραφή μνημών. Αξίζει να σημειωθεί πως η ακετυλοχολίνη στον ιππόκαμπο επηρεάζετε και στο Αλτσχάιμερ, και αρκετή από την φαρμακολογία για την νόσο στοχοποιεί τον νευροδιαβιβαστή.
Στην δεύτερη διαδρομή, η ακετυλοχολίνη πηγάζει από τον πρόσθιο εγκέφαλο και τον nucleus basalis και κατευθύνεται στον πρωμετωπιαίο λοβό (prefrontal cortex- PFC) και τον θάλαμο. Στον θάλαμο η ακετυλοχολίνη είναι υπεύθυνη για την προσοχή! Συγκεκριμένα, ο νευροδιαβιβαστής έχει τρεις ξεχωριστές λειτουργίες που συνθέτουν την προσοχή. Από την μία φιλτράρει τις (αισθητηριακές) πληροφορίες που δέχεται ο θάλαμος, επιτρέποντας την εστίαση σε κάτι και όχι στα περιφερειακά ερεθίσματα. Από την άλλη μπλοκάρει την ενδοεπικοινωνία μεταξύ κάποιων νευρώνων (μπλοκάρει τα λεγόμενα recurrent collaterals) οι οποίοι δέχονται τα μη επιθυμητά (ή άχρηστα για την στιγμή) ερεθίσματα. Συνδυαστικά αυτά επιτρέπουν στον εγκέφαλο να εστιάσει στα ερεθίσματα που θέλει και να μην αποσπάται από άλλα- για παράδειγμα το ότι μπορούμε να κάνουμε μία συζήτηση σε χώρο με πολύ κόσμο, φασαρία και κίνηση, και δεν αφαιρούμαστε με το κάθε τι, είναι εξαιτίας της ακετυλοχολίνης. Τρίτη λειτουργία είναι πως συγχρονίζει τους νευρώνες μεταξύ τους, ώστε, και πάλι, να εστιάζουν κατάλληλα. Έτσι, ο νευροδιαβιβαστής στον θάλαμο επηρεάζεται στο ΔΕΠΥ, όπου υπάρχει δυσκολία στο να κρατήσει κανείς την προσοχή του σε ένα ερέθισμα.
Σε μία τρίτη διαδρομή, η ακετυλοχολίνη πηγάζει και δρα στο striatum. Εκεί οι νευρώνες που της αντιστοιχούν είναι μόνο το 1 με 2% από το σύνολο, παίζουν όμως ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο- από εξελικτικής πλευράς (ας θυμηθούμε πως το striatum είναι από τα πιο ‘αρχαία’ κομμάτια του εγκεφάλου μας). Η ακετυλοχολίνη συγχρονίζει την πυροδότηση των νευρώνων στο striatum, και τα κάνει να κινούνται με ρυθμό. Αυτό επηρεάζει την μνήμη και την προσοχή- σε βαθύτερο επίπεδο όμως. Έτσι, η ακετυλοχολίνη: πρώτων οδηγεί την προσοχή σε απρόβλεπτα ερεθίσματα (π.χ. ένας ξαφνικός δυνατός θόρυβος), και δεύτερον οδηγεί την προσοχή στην έλλειψη προβλεπόμενου ερεθίσματος (όταν περιμένουμε κάτι να γίνει και δεν γίνεται). Παίζει ρόλο λοιπόν στην προσαρμοστική μνήμη και προσοχή (adaptive learning, και στο reinforcement learning). Όταν ο Pavlov λοιπόν έμαθε στα σκυλιά του να περιμένουν τροφή όταν απλά άκουγαν τον ήχο από το καμπανάκι, η ακετυλοχολίνη είχε ‘κάνει την δουλειά’. Στο striatum, ο νευροδιαβιβαστής είναι υπεύθυνος για το πως θα μπορούμε, με την μνήμη του παρελθόντος και την παρατηρητικότητα του παρόντος, να ανταπεξέλθουμε σε καταστάσεις άμεσα, και χωρίς ιδιαίτερη σκέψη και γνωστική ανάλυση (κάτι σημαντικό από εξελικτικής άποψης).
Συνοπτικά, η ακετυλοχολίνη στον ιππόκαμπο είναι υπεύθυνη για την μνήμη, στο θάλαμο για την προσοχή και στο striatum για την μνήμη και την προσοχή σε άμεσο επίπεδο. Αυτές είναι οι τρεις κεντρικές διαδρομές της ακετυλοχολίνης, και οι βασικές της λειτουργίες, υπάρχουν όμως και πολλά ακόμα σημεία του εγκεφάλου στα οποία συναντάτε και πολλές λειτουργίες τις οποίες επηρεάζει. Είναι ένας από τους πιο σημαντικούς νευροδιαβιβαστές για την ψυχική υγεία, και κατ’ επέκταση, για την φαρμακολογική αντιμετώπιση αυτής.

Βιβλιογραφία

Cytowic, R., E., (1996). The Neurological Side of Neurology, Massachusetts, US, The MIT Press

Darby, D., Walsh, K., (2005). Neuropsychology, US, Elsevier Churchill Livingstone

Fuller, G., Manford, M., (2010). Νευρολογία, Αθήνα, Επιστημονικές Εκδόσεις Παρισιανού


Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου