アセチルコリンは、末梢神経系の多くの部分の神経細胞によって放出される神経伝達物質である化学メッセンジャーです。 たとえば、すべての骨格筋または随意筋の収縮を制御します。 また、平滑筋と心筋の収縮にも影響します。 アセチルコリンは、神経伝達物質を認識する受容体を備えた筋肉細胞膜の特殊な部分に電気信号が放出されるまで、神経終末のシナプス小胞に保持されます。
神経と筋肉が出会う場所
骨格筋または横紋筋細胞は、神経系からの入力に応じて収縮します。 運動ニューロンは、運動終板と呼ばれる構造で筋肉細胞に接触します。 筋肉細胞膜には、アセチルコリンに敏感なニコチン性受容体が含まれています。 タンパク質で作られたこれらの受容体分子は、アセチルコリンが放出される場所に集中しています。 ニコチン性受容体は、リガンド依存性ナトリウムチャネルです。 これは、リガンドであるアセチルコリンが受容体に結合すると、ナトリウムが筋肉細胞に入るように受容体の形状が変化することを意味します。
筋肉膜に対するアセチルコリンの効果
ナトリウムの流入は、運動終板付近の筋肉細胞を脱分極します。 脱分極は、筋肉の内側と外側の電荷の差が小さくなることを意味します。 脱分極に応答して活性化される異なるタイプのナトリウムチャネルにより、より多くのナトリウムが取り込まれ、興奮の波が筋肉細胞全体に広がります。 これにより、筋肉細胞内の貯蔵部位からカルシウムイオンが放出されます。 カルシウムイオンは、筋肉を収縮させるトロポニン、トロポミオシン、ミオシンを含む一連の生化学的イベントを開始します。
平滑筋に対するアセチルコリンの効果
アセチルコリンは、平滑筋に存在する異なるタイプの受容体、ムスカリン受容体を活性化します。 この受容体がアセチルコリンに結合すると、1つの結果は内部貯蔵からのカルシウムイオンの放出です。 ニコチン性受容体と同様に、アセチルコリンとムスカリン受容体との相互作用により、チャネルが開き、筋肉細胞を脱分極させるイオンの流れが生じます。 骨格筋のように、脱分極は筋肉の収縮につながります。
心筋に対するアセチルコリンの効果
平滑筋と同様に、心筋にはムスカリン受容体があります。 ただし、心筋に対するアセチルコリンの効果は、骨格筋または平滑筋に対する効果とは大きく異なります。 心臓では、ムスカリン受容体のアセチルコリン活性化により、筋肉膜のチャネルがカリウムを通過させます。 これには、心筋の収縮を遅くし、より少ない力で鼓動させる効果があります。
