Vad är nikotiniska acetylkolinreceptorer?

Nikotiniska acetylkolinreceptorer är specialiserade proteiner i nervceller som svarar på neurotransmitteren acetylcholine (ACh). De förekommer på många ställen i kroppen, särskilt i de korsningar där nervcellerna kommer i kontakt med musklerna, och skickar de elektriska signalerna som säger att muskelcellerna ska sammandras. Skelettmuskelrörelse förlitar sig på nikotinacetylkolinreceptorerna för att få feedback från hjärnan och ryggmärgen. Om sjukdomar försämrar receptorfunktionen kan förlust av frivillig muskelkontroll leda till förlamning.

Acetylkolin är den neurotransmitter genom vilken nerver orsakar muskelceller att sammandras, och därför är det avgörande för all frivillig rörelse av lemmarna och någon av kroppsdelarna som kontrolleras av skelettmuskeln. Liksom många andra kemiska budbärare i levande system binder ACh till speciella proteiner som kallas receptorer inbäddade i muskelcellernas membran, vilket orsakar en kemisk reaktion som resulterar i muskelsammandragning. Det finns två typer av ACh-receptorer, även kallad kolinergiska receptorer: nikotin och muskarin, var och en uppkallad efter kemikalien - annat än acetylkolin - som binder till receptorn och aktiverar den.

I det centrala nervsystemet modererar nikotinacetylkolinreceptorer de kemiska vägarna som hjälper hjärnans upphetsningsvägar, som är ansvariga för vaknande, vakenhet och uppmärksamhet. ACh-receptorer i hjärnan hämmar ofta aktiveringen av neuronala grupper på dessa vägar. I det perifera nervsystemet är nikotiniska ACh-receptorer lokaliserade på nerverna som bildar neuromuskulära korsningar med skelettmuskeln. När signalen att förflytta en muskel i benet, till exempel, skickas av hjärnans hjärnbark, kommer nikotiniska ACh-receptorer på nerverna till den rätta benmuskulaturen att överföra denna information till muskeln.

Nikotiniska acetylkolinreceptorer fick sitt namn efter observationen att den kemiska nikotin som finns i tobaksvaror utlöser samma reaktion i dessa receptorer som acetylkolin. Nikotin orsakar öppningen av receptorns natriumkanaler och startar den kemiska kaskaden som kommer att resultera i en muskelsammandragning. Detta är anledningen till att tobaksanvändning och tillbakadragande av nikotin har muskulära effekter, inklusive ryckningar i samband med att sluta cigarettrökning. Muskarinacetylkolinreceptorerna, som får släta muskler att sammandras, svarar på den kemiska muskarinen men inte på nikotin.

Sjukdomar som drabbar de nikotiniska ACh-receptorerna leder ofta till förlamning och förlust av normal muskelton. Vissa förlamande neurotoxiner binder också till de nikotiniska acetylkolinreceptorerna, men istället för att aktivera dem blockerar dessa toxiner receptorerna helt från att signalera musklerna. Detta gör att nerven inte kan inducera muskelsammandragning. På liknande sätt förstör den autoimmuna sjukdomen myasthenia gravis de nikotiniska acetylkolinreceptorerna genom att producera antikroppar mot dem och göra dem till mål för immunsystemet, vilket orsakar allvarlig muskelsvaghet.