N-メチル-D-アスパラギン酸受容体活性化を介したラット神経筋接合部における一酸化窒素によるアセチルコリンエステラーゼ活性の調節

アセチルコリンエステラーゼ（AChE）は、神経伝達物質のアセチルコリンを加水分解する酵素であり、それによってスピルオーバーと作用時間を制限します。この研究は、シナプスAChE活性の調節のための内因性メカニズムの存在を示しています。ラット伸筋筋径longus神経筋接合部では、グルタミン酸とグリシンの併用によるN-メチル-D-アスパラギン酸（NMDA）受容体の活性化により、一酸化窒素（NO）産生の増強が得られ、部分的な痛みが阻害されました。部分的な痛み阻害は、ミニチュアエンドプレート電流振幅の増加を使用して測定されました。パラオキソンによるAChE阻害、N（X） - ニトロ-L-アルギニンメチルエステルによるNOシンターゼの不活性化、およびDL-2-アミノ-5-ホスホペンタン酸によるNMDA受容体遮断は、アミノ酸によって引き起こされるミニチュアエンドプレート電流の振幅の増加を防ぎました。グリシンを含む入浴溶液における高周波（10 Hz）運動神経刺激は、刺激間間隔で記録された小型エンドプレート電流の振幅の増加ももたらしました。NOシンターゼ阻害剤とNMDA受容体遮断による前処理により、この効果は完全に排除されました。これは、アセチルコリンの共メディエーターとしてシナプス裂に放出される内因性グルタミン酸が、シナプスAChE活性を調節するNMDA受容体/NOシンターゼ媒介経路を引き起こすことができることを示唆しています。したがって、シナプス可塑性の確立されたモード（たとえば、神経伝達物質放出の有効性の変化および/またはシナプス後膜の感度の変化）に加えて、AChE活性の迅速な調節に基づいて別のメカニズムが存在します。

Acetylcholinesterase (AChE) is an enzyme that hydrolyses the neurotransmitter acetylcholine, thereby limiting spillover and duration of action. This study demonstrates the existence of an endogenous mechanism for the regulation of synaptic AChE activity. At the rat extensor digitorum longus neuromuscular junction, activation of N-methyl-d-aspartate (NMDA) receptors by combined application of glutamate and glycine led to enhancement of nitric oxide (NO) production, resulting in partial AChE inhibition. Partial AChE inhibition was measured using increases in miniature endplate current amplitude. AChE inhibition by paraoxon, inactivation of NO synthase by N(x)-nitro-L-arginine methyl ester, and NMDA receptor blockade by DL-2-amino-5-phosphopentanoic acid prevented the increase in miniature endplate current amplitude caused by amino acids. High-frequency (10 Hz) motor nerve stimulation in a glycine-containing bathing solution also resulted in an increase in the amplitude of miniature endplate currents recorded during the interstimulus intervals. Pretreatment with an NO synthase inhibitor and NMDA receptor blockade fully eliminated this effect. This suggests that endogenous glutamate, released into the synaptic cleft as a co-mediator of acetylcholine, is capable of triggering the NMDA receptor/NO synthase-mediated pathway that modulates synaptic AChE activity. Therefore, in addition to well-established modes of synaptic plasticity (e.g. changes in the effectiveness of neurotransmitter release and/or the sensitivity of the postsynaptic membrane), another mechanism exists based on the prompt regulation of AChE activity.