乙醯膽鹼

乙醯膽鹼 (Acetylcholine)
國立臺灣師範大學生命科學系 洪修翊

乙醯膽鹼在生物體內主要是做為神經傳導物質，也就是將神經的動作電位訊號自上游的突觸前神經元傳到下一個突觸後神經元的化學分子。 脊椎動物的中樞神經系統（大腦與脊髓）有許多分泌乙醯膽鹼的神經纖維。

此外周邊神經系統中，許多神經元間的傳導也使用乙醯膽鹼作為神經傳導物質，包括運動終板、交感與副交感的神經的節前與節後神經元間，以及副交感的節後神經元與作用器官間的傳導。很多人認為乙醯膽鹼作為副交感活性的神經傳導物質，但是事實上，引發的打或逃 (fight or flight) 反應的交感活性，其節前與節後間的傳導一樣是乙醯膽鹼（圖一）。

圖一 交感神經示意圖。（本文作者洪修翊繪，參考資料：https://en.wikipedia.org/wiki/Synapse）

乙醯膽鹼受體依與不同化學分子有不同的親合力分成蕈毒亞型受器和菸鹼亞型受器；蕈毒型受器和蕈毒鹼有強親和力、菸鹼型則是和菸鹼有強親和力（圖二）。菸鹼型受器表現在骨骼肌以及腎上腺腺體，蕈毒型則是表現在中樞神經系統與副交感節後作用器細胞。

圖二 乙醯膽鹼受器之亞型親和力之圖譜。（本文作者洪修翊繪。參考資料：Harvey & Champe (1996)）

在分泌乙醯膽鹼做為神經傳導物質的神經元中，乙醯膽鹼的代謝過程包括：1. 首先自從呼吸作用獲得乙醯輔酶 A (acetyl CoA)，2. 在乙醯膽鹼轉化酶 (choline acetyltransferase) 的催化下，乙醯輔酶 A 與膽鹼 (choline) 合成乙醯膽鹼，3. 經由二級主動運輸，乙醯膽鹼由細胞質被送入突觸囊泡中 (synaptic vesicles)。

在接受到神經電訊號衝動時，乙醯膽鹼神經纖維細胞膜上的電位閘控鈣離子通道 (voltage gated calcium channel) 會開啟，促使鈣離子由胞外經由此通道湧入胞內，造成乙醯膽鹼神經纖維胞內的鈣離子濃度增高，進而觸發突觸囊泡內的乙醯膽鹼被釋放出胞外，下游的突觸後神經元上的受器接受乙醯膽鹼後，產生生理活性，使下游的突觸後神經元產生新的神經電訊號衝動。被釋放的乙醯膽鹼會被位於神經纖維細胞膜上的乙醯膽鹼酯化酶 (ACh esterase) 分解為膽鹼，膽鹼又會被主動運輸入胞內，以供後繼製造乙醯膽鹼所需（圖三）。

圖三 乙醯膽鹼生成代謝的路徑示意圖（本文作者洪修翊繪。參考資料：Harvey & Champe (1996)）

以前乙醯膽鹼在臨床上不具有太大的醫療價值，主要是因為人們發現在它的藥效期間會因乙醯膽鹼酯化酶極具效率的分解而使藥效不能持久，也就是的它半衰期非常地短，所以可以作用在乙醯膽鹼受器上但是不易分解的替代藥品就被發展出，例如：Pilocapine；或是可以抑制乙醯膽鹼酯化酶作用的藥品例如：Neostigmine、Isoflurophate。

其中 Isoflurophate 因其與乙醯膽鹼酯化酶結合是不可逆的，所以具有毒害，也曾經作為神經毒氣。這些藥劑的作用就是乙醯膽鹼效果相近：縮瞳、骨骼肌收縮性上升等等。此外，有些藥物的藥理作用卻是阻斷乙醯膽鹼受器功能，例如：阿托品 (Atropine)，這也是常見的散瞳劑、平衡麻醉劑，也可以抑制腺體分泌所造成之症狀，如：窒息及降低血壓等。

參考文獻

1. Harvey, R. A. & Champe, P. C. 原著；許桂森、林明忠、蕭哲志編譯 (1996)。簡明圖解藥理學， 47~71。台北市：藝軒。
2. 膽鹼性神經元 (Cholinergic neurons)｜小小整理網站 Smallcollation。http://smallcollation.blogspot.tw/2013/05/cholinergic-neurons.html#gsc.tab=0