Acetylcholine is een chemische boodschapper, een neurotransmitter, afgegeven door zenuwcellen in vele delen van het perifere zenuwstelsel. Het regelt bijvoorbeeld de samentrekking van alle skeletale of vrijwillige spieren. Het beïnvloedt ook de samentrekking van gladde en hartspieren. Acetylcholine wordt vastgehouden in synaptische blaasjes in zenuwuiteinden totdat een elektrisch signaal de afgifte ervan veroorzaakt op een gespecialiseerd gedeelte van een spiercelmembraan uitgerust met receptoren die de neurotransmitter herkennen.
Waar zenuw en spieren elkaar ontmoeten
Skeletale of dwarsgestreepte spiercellen trekken samen als reactie op input van het zenuwstelsel. Een motorneuron komt in contact met een spiercel op een structuur die een motorische eindplaat wordt genoemd. Het spiercelmembraan bevat nicotine-receptoren die gevoelig zijn voor acetylcholine. Deze receptormoleculen, gemaakt van eiwitten, zijn geconcentreerd waar acetylcholine vrijkomt. De nicotinereceptor is een ligand-gated natriumkanaal. Dit betekent dat wanneer acetylcholine, het ligand, bindt aan een receptor, de receptor van vorm verandert op een manier waardoor natrium de spiercel kan binnendringen.
Acetylcholine's effect op het spiermembraan
De instroom van natrium depolariseert de spiercel in de buurt van de motorische eindplaat. Depolarisatie betekent dat het verschil in lading tussen de binnenkant en de buitenkant van de spier wordt verminderd. Een ander type natriumkanaal, dat wordt geactiveerd als reactie op depolarisatie, laat meer natrium binnen en de excitatiegolf verspreidt zich door de spiercel. Dit leidt tot de afgifte van calciumionen uit opslaglocaties in de spiercel. De calciumionen initiëren een reeks biochemische gebeurtenissen met troponine, tropomyosine en myosine die ervoor zorgen dat de spier samentrekt.
Acetylcholine's effect op gladde spieren
Acetylcholine activeert een ander type receptor dat aanwezig is in glad spierweefsel: de muscarinereceptor. Wanneer deze receptor acetylcholine bindt, is één resultaat de afgifte van calciumionen uit interne winkels. Acetylcholine's interactie met muscarinereceptoren, evenals nicotinereceptoren, zorgt ervoor dat kanalen opengaan, wat resulteert in ionenstroom die de spiercel depolariseert. Net als in skeletspier leidt de depolarisatie tot spiercontractie.
Acetylcholine's effect op hartspier
Net als gladde spieren heeft de hartspier muscarinereceptoren. Het effect van acetylcholine op de hartspier verschilt echter sterk van het effect op de skeletspier of de gladde spier. In het hart zorgt acetylcholine-activering van muscarinereceptoren ervoor dat kanalen in het spiermembraan kalium passeren. Dit heeft het effect van het vertragen van de samentrekking van de hartspier en het laten kloppen met minder kracht.
