कोलिनर्जिक न्यूरोट्रांसमिशन और एसिटाइलकोलिन फिजियोलॉजी

कोलिनर्जिक न्यूरोट्रांसमिशन अपने रासायनिक संदेशवाहक के रूप में एसिटाइलकोलिन का उपयोग करता है और स्वायत्त तंत्रिका तंत्र के लिए केंद्रीय है। एसिटाइलकोलिन सभी स्वायत्त गैन्ग्लिया (प्रीगैंग्लियोनिक से पोस्टगैंग्लियोनिक तक, दोनों डिवीजनों में), पैरासिम्पेथेटिक न्यूरोइफेक्टर जंक्शनों पर, और पसीने की ग्रंथियों को सहानुभूतिपूर्ण आपूर्ति पर ट्रांसमीटर है। यह दो व्यापक रिसेप्टर वर्गों, निकोटिनिक और मस्कैरिनिक पर कार्य करता है, जो इसे आंतों में तेज और धीमी गति के प्रभावों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करते हैं।

Definition

कोलिनर्जिक न्यूरोट्रांसमिशन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एसिटाइलकोलिन को संश्लेषित, जारी किया जाता है, और स्वायत्त गैन्ग्लियोनिक संचरण और पैरासिम्पेथेटिक (और चयनित सहानुभूतिपूर्ण) प्रभावक प्रतिक्रियाओं को मध्यस्थ करने के लिए निकोटिनिक और मस्कैरिनिक रिसेप्टर्स पर कार्य करता है, जिसमें एसिटाइलकोलिनएस्टेरेस द्वारा हाइड्रोलिसिस के माध्यम से संचरण समाप्त होता है।

Scope

यह विषय स्वायत्त तंत्रिका तंत्र में एसिटाइलकोलिन के संश्लेषण, रिलीज, रिसेप्टर क्रिया और तीव्र समाप्ति को शामिल करता है: जहां कोलिनर्जिक संचरण होता है, निकोटिनिक (आयनोट्रोपिक) और मस्कैरिनिक (मेटाबोट्रोपिक) रिसेप्टर्स के बीच अंतर, वे जिन सिग्नलिंग मार्गों को संलग्न करते हैं, और संचरण को समाप्त करने में एसिटाइलकोलिनएस्टेरेस की भूमिका। यह संदर्भ शरीर विज्ञान है, नैदानिक मार्गदर्शन नहीं।

Core questions

• स्वायत्त तंत्रिका तंत्र में एसिटाइलकोलिन ट्रांसमीटर कहाँ है?
• निकोटिनिक और मस्कैरिनिक रिसेप्टर्स तंत्र और गति में कैसे भिन्न होते हैं?
• एसिटाइलकोलिन का संश्लेषण और रिलीज कैसे होता है, और यह कैसे निष्क्रिय होता है?
• मस्कैरिनिक सिग्नलिंग हृदय, ग्रंथियों और चिकनी मांसपेशियों पर अपने विविध प्रभाव कैसे उत्पन्न करता है?

Key concepts

• एसिटाइलकोलिन संश्लेषण (कोलीन एसिटाइलट्रांसफरेज) और कोलीन का पुनरुत्थान
• निकोटिनिक एसिटाइलकोलिन रिसेप्टर्स (लिगैंड-गेटेड आयन चैनल)
• मस्कैरिनिक एसिटाइलकोलिन रिसेप्टर्स (जी-प्रोटीन-युग्मित)
• दोनों डिवीजनों में गैन्ग्लियोनिक (निकोटिनिक) संचरण
• पैरासिम्पेथेटिक न्यूरोइफेक्टर (मस्कैरिनिक) संचरण
• पसीने की ग्रंथियों का कोलिनर्जिक सहानुभूतिपूर्ण तंत्रिका
• एसिटाइलकोलिनएस्टेरेस और तीव्र हाइड्रोलिसिस
• हृदय और आंतों का वेगस नियंत्रण

Key theories

रासायनिक (हास्य) संचरण

लोवी के क्लासिक प्रयोग से पता चला कि वेगस को उत्तेजित करने से एक विसरित पदार्थ ('वेगसस्टॉफ', जिसे बाद में एसिटाइलकोलिन के रूप में पहचाना गया) जारी हुआ जो दूसरे हृदय को धीमा कर सकता था, यह निर्णायक प्रमाण प्रदान करता है कि तंत्रिकाएं पूरी तरह से विद्युत माध्यमों के बजाय रासायनिक संदेशवाहकों के माध्यम से प्रभावकों के साथ संचार करती हैं।

Mechanisms

एसिटाइलकोलिन तंत्रिका टर्मिनल में कोलीन और एसिटाइल-कोए से कोलीन एसिटाइलट्रांसफरेज द्वारा संश्लेषित होता है, वेसिकल में संग्रहीत होता है, और विध्रुवण पर जारी होता है। यह दो रिसेप्टर परिवारों पर कार्य करता है। निकोटिनिक रिसेप्टर्स लिगैंड-गेटेड केशन चैनल होते हैं जो तेज उत्तेजक संचरण को मध्यस्थ करते हैं, जिसमें सहानुभूतिपूर्ण और पैरासिम्पेथेटिक दोनों डिवीजनों में स्वायत्त गैन्ग्लिया में संचरण शामिल है। मस्कैरिनिक रिसेप्टर्स जी-प्रोटीन-युग्मित होते हैं और हृदय, ग्रंथियों और चिकनी मांसपेशियों पर धीमी पैरासिम्पेथेटिक प्रभावों को मध्यस्थ करते हैं; उदाहरण के लिए, हृदय में M2 रिसेप्टर्स दर को धीमा करने के लिए Gi से जुड़ते हैं, जबकि अन्य मस्कैरिनिक उपप्रकार स्राव या चिकनी-मांसपेशी संकुचन को उत्तेजित करने के लिए Gq से जुड़ते हैं। शास्त्रीय प्रदर्शन कि वेगस उत्तेजना एक रासायनिक ट्रांसमीटर जारी करती है जो हृदय को धीमा कर देती है, इस हास्य तंत्र (लोवी, 1921) को स्थापित किया। संचरण एसिटाइलकोलिनएस्टेरेस द्वारा बहुत तेजी से समाप्त होता है, जो सिनैप्टिक फांक में एसिटाइलकोलिन को हाइड्रोलाइज करता है, और परिणामी कोलीन को पुनर्संश्लेषण के लिए वापस ले लिया जाता है (कैंडेल एट अल।, 2021; बोरोन एंड बाउलपेप, 2017)। वेगस तंत्रिका, शरीर का प्रमुख पैरासिम्पेथेटिक बहिर्वाह, न्यूरो-प्रतिरक्षा सिग्नलिंग में भी भाग लेता है (बोनाज़ एट अल।, 2016)।

Clinical relevance

कोलिनर्जिक फिजियोलॉजी हृदय गति, ग्रंथियों के स्राव, और गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल और मूत्राशय की गतिशीलता के वेगस नियंत्रण को रेखांकित करती है, और कई स्वायत्त दवाओं और विषाक्त पदार्थों को समझने के लिए वैचारिक आधार प्रदान करती है जो कोलिनर्जिक संचरण पर कार्य करते हैं। यह प्रविष्टि वर्णनात्मक शरीर विज्ञान है और व्यक्तिगत उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

यहां वर्णित तंत्र लोवी के रासायनिक संचरण के मूलभूत प्रदर्शन (लोवी, 1921) और मानक शरीर विज्ञान और तंत्रिका विज्ञान ग्रंथों (कैंडेल एट अल।, 2021; बोरोन एंड बाउलपेप, 2017) पर आधारित हैं, जिसमें बोनाज़ एट अल। (2016) द्वारा वेगस न्यूरो-प्रतिरक्षा भूमिकाओं की समीक्षा की गई है। यह नैदानिक दिशानिर्देशों का विषय होने के बजाय संदर्भ शरीर विज्ञान है।

History

ओटो लोवी के 1921 के मेंढक-हृदय प्रयोग ने रासायनिक न्यूरोट्रांसमिशन का पहला प्रत्यक्ष प्रमाण प्रदान किया, जिसमें दिखाया गया कि वेगस उत्तेजना ने एक पदार्थ जारी किया जिसने दूसरे हृदय को धीमा कर दिया; इस पदार्थ को बाद में एसिटाइलकोलिन के रूप में पहचाना गया (लोवी, 1921)। हेनरी डेल के काम ने एसिटाइलकोलिन के निकोटिनिक और मस्कैरिनिक कार्यों को अलग किया और स्वायत्त गैन्ग्लिया और पैरासिम्पेथेटिक एंडिंग पर ट्रांसमीटर के रूप में इसकी भूमिका को स्पष्ट किया, जिससे आज भी उपयोग किए जाने वाले रासायनिक ढांचे की स्थापना हुई।

Key figures

• Otto Loewi
• Henry Hallett Dale
• John Newport Langley

Seminal works

• loewi-1921

Frequently asked questions

निकोटिनिक और मस्कैरिनिक रिसेप्टर्स में क्या अंतर है?

निकोटिनिक रिसेप्टर्स लिगैंड-गेटेड आयन चैनल होते हैं जो स्वायत्त गैन्ग्लिया सहित तेज संचरण को मध्यस्थ करते हैं, जबकि मस्कैरिनिक रिसेप्टर्स जी-प्रोटीन-युग्मित रिसेप्टर्स होते हैं जो हृदय, ग्रंथियों और चिकनी मांसपेशियों पर धीमी पैरासिम्पेथेटिक प्रभावों को मध्यस्थ करते हैं।

एसिटाइलकोलिन इतनी संक्षेप में क्यों कार्य करता है?

क्योंकि एंजाइम एसिटाइलकोलिनएस्टेरेस सिनैप्टिक फांक में एसिटाइलकोलिन को बहुत तेजी से हाइड्रोलाइज करता है, इसके जारी होते ही इसकी क्रिया को समाप्त कर देता है और पुनर्संश्लेषण के लिए कोलीन को रीसायकल करता है।