La colina acetiltransferasi è un enzima prodotto nel cervello. Questo enzima è responsabile della produzione del neurotrasmettitore acetilcolina, che fa unendo colina e acetato. L’acetilcolina è importante per funzioni come la contrazione muscolare, la regolazione della frequenza cardiaca e l’apprendimento. La colina acetiltransferasi esegue questa operazione all’interno dei neuroni colinergici, generando un apporto di acetilcolina da rilasciare nella sinapsi quando il neurone viene attivato.
Le cellule producono colina acetiltransferasi nel reticolo endoplasmatico ruvido, contenuto nel corpo cellulare di un neurone. Una volta prodotto, l’enzima si muove lentamente attraverso i microtubuli che attraversano l’assone, la parte lunga di un neurone attraverso la quale viaggiano i segnali elettrici. Alla fine la molecola arriva al terminale dell’assone, la parte del neurone più vicina alla sinapsi. Qui inizia a produrre acetilcolina.
Un grande enzima chiamato acetil coenzima A (acetil-CoA) svolge un ruolo importante nel processo. L’acetil-CoA fornisce gruppi di acetato alle reazioni chimiche che si verificano in tutto il corpo, in particolare il ciclo dell’acido citrico utilizzato da ogni cellula nel processo del metabolismo. L’acetil-CoA si lega anche alla colina acetiltransferasi. Quando la colina arriva in uno slot vicino, viene attaccata al gruppo acetato, creando acetilcolina. Il coenzima A viene rilasciato come sottoprodotto ed è libero di legarsi a un nuovo gruppo acetato.
Il risultato è l’acetilcolina. Le molecole di acetilcolina sono raccolte in vescicole sinaptiche, piccole membrane con le quali il neurone può espellere. Quando il neurone “si attiva”, rilascia queste molecole nella fessura sinaptica, dove possono attivare il neurone successivo legandosi a recettori specifici. L’acetilcolina è un neurotrasmettitore particolarmente versatile e può suscitare effetti diversi da diversi tipi di neuroni.
Il sistema colinergico include il neurotrasmettitore acetilcolina, i recettori a cui si lega e i neuroni che questi recettori influenzano. Il sistema colinergico è uno dei più importanti e ben studiati sistemi di neurotrasmissione. Il corpo si affida all’acetilcolina e al sistema colinergico per una varietà di funzioni. Al di fuori del cervello, aiuta a stimolare la contrazione muscolare e a regolare la frequenza cardiaca. All’interno del cervello, svolge un ruolo nei processi mentali di base, come la memoria, l’apprendimento e le sensazioni di ricompensa. È anche il sistema colpito dalla nicotina e quindi responsabile della potenza della dipendenza da sigaretta.
La colina acetiltransferasi è prodotta da un gene chiamato CHAT. Esistono diverse versioni del gene CHAT, tutte in grado di produrre con successo la colina acetiltransferasi. A volte, tuttavia, le mutazioni in questo gene provocano un’incapacità di produrre efficacemente l’enzima previsto. Queste mutazioni, insieme alle carenze osservate della colina acetiltransferasi, sembrano essere correlate sia con il morbo di Alzheimer che con la schizofrenia.