Ночью в начале 1920-х годов австрийский физиолог Отто Леви проснулся с идеей и записал её на клочке бумаги, а утром не смог разобрать. К счастью, следующей ночью идея вернулась. Он поставил опыт: два лягушачьих сердца поместил в раствор, у первого раздражал блуждающий нерв, и сердце замедлялось. Затем перелил раствор на второе сердце, не тронутое нервом, и оно тоже замедлилось. Значит, нерв выделяет вещество. Леви назвал его «блуждающим веществом»; позднее оно оказалось ацетилхолином, который ещё в 1914 году описал Генри Дейл. В 1936 году оба получили Нобелевскую премию. Эти опыты показали, что нервы передают сигнал химически.

Два типа рецепторов

Ацетилхолин действует через два семейства рецепторов, названных по веществам, которые их активируют.

  • Никотиновые — быстрые каналы. Они расположены в мышцах, вегетативных узлах и мозге.
  • Мускариновые — медленные рецепторы, связанные с G-белками. Они в сердце, железах, гладких мышцах и мозге.

Что делает за пределами мозга

В нервно-мышечном синапсе ацетилхолин заставляет скелетную мышцу сокращаться. Если его выделение блокировано, как при ботулизме (токсин ботулина), возникает паралич. Если же его слишком много, как при отравлении фосфорорганическими веществами (зарин, некоторые пестициды), которые блокируют фермент ацетилхолинэстеразу, развиваются судороги и остановка дыхания. При миастении организм вырабатывает антитела к никотиновым рецепторам, и мышцы быстро слабеют. Через блуждающий нерв ацетилхолин замедляет сердце и стимулирует пищеварение.

В мозге

Холинергические нейроны сосредоточены в базальных отделах переднего мозга (в том числе ядро Мейнерта) и в стволе. Они рассылают отростки в кору и гиппокамп. Их роль:

  1. Внимание. Ацетилхолин повышает чувствительность коры к сенсорным сигналам.
  2. Память. Майкл Хассельмо предположил, что при бодрствовании высокий уровень ацетилхолина помогает запоминать новое, а в медленном сне низкий уровень способствует закреплению прежнего, не мешая новым записям. Блокатор мускариновых рецепторов скополамин нарушает запоминание новой информации у здоровых людей.
  3. Сон. Уровень высок во время бодрствования и в быстром сне.

Болезнь Альцгеймера

В 1970-х обнаружили, что в мозге пациентов с Альцгеймером резко падает активность фермента, синтезирующего ацетилхолин, и погибают нейроны ядра Мейнерта. Так появилась холинергическая гипотеза. Лекарства, замедляющие распад ацетилхолина (донепезил, ривастигмин, галантамин), приносят умеренную симптоматическую пользу на ранних стадиях, но не останавливают болезнь (см. «Болезнь Альцгеймера: что видно в мозге»). Поэтому у пожилых врачи осторожны с препаратами, блокирующими ацетилхолин (некоторые антигистаминные, средства от недержания): они могут усиливать спутанность.