Средства, влияющие на передачу возбуждения в холинергических синапсах

В 1914 году Дейл обнаружил, что АХ по-разному действует в различных синапсах: в одних он действовал как мускарин (яд, содержащийся в мухоморе), в других — как никотин в малых дозах (яд, содержащийся в табаке). В 1946 году С.В. Аничков предложил делить холинореактивные системы на мускаричувствительные и никотинчувствительные.

Вещества, стимулирующие М-холинорецепторы, т.е. оказывающие на них ацетилхолиноподобное действие, стали называть М-холиномиметиками, а препятствующие взаимодействию с М-холинорецепторами — М - холиноблокаторами. Выделяют три подтипа М-холинорецепторов (рис. 10):

Рис. 10. Локализация холинорецепторов

1. М₁-ХР расположены в ЦНС, в мембранах нейронов вегетативных ганглиев, в мембранах париетальных клеток желудка.

2. М₂-ХР расположены в постсинаптических мембранах клеток сердца.

3. М₃-ХР расположены в мембранах гладкомышечных клеток и клетках экзокринных желез.

Выделяют два типа Н-холинорецепторов (рис. 10):

1. Н_н-холинорецепторы (нервного типа) локализованы:

• постсинаптические мембраны вегетативных ганглиев;

• мембраны хромаффинной ткани надпочечников;

• синокаротидная зона;

• ЦНС.

2. Н_м-холинорецепторы (мышечного типа) локализованы в окончаниях двигательных нервов.

Процессы, происходящие в холинергическом нервном синапсе.

1. Процесс синтеза и депонирования медиатора.

2. Высвобождение медиатора.

3. Передача возбуждения на постсинаптическую мембрану.

4. Трансформация влияния медиатора в эффект.

5. Утилизация медиатора.

Рис. 11. Процессы, происходящие в холинергическом нервном синапсе

АХ — ацетилхолин, ХР — холинорецептор, М — М-холинорецептор, Н — Н-холинорецептор, АХЭ — ацетилхолинэстераза, Ац-КоА — ацетилкоэнзим А (митохондрий), КоА — коэнзим А (митохондрий), ХА — холинацетилаза (холинацетилтрансфераза), ТМ — транспортный механизм, (+) — активация, (-) — торможение.

Синтез. АХ образуется в цитоплазме холинергических нейронов из холина и ацетилкоэнзима А под влиянием ацетилхолинтрансферазы. Накапливается в везикулах пресинаптическпх окончаний, после чего выделяется в синаптическую щель под действием нервного импульса. Медиатор связывается с рецепторами на постсинаптической мембране и это связывание индуцирует цепь изменений, приводящих к изменению функций клетки (рис. 11).

Судьба медиатора. Присутствующий в синапсе фермент холинэстераза катализирует расщепление АХ на холин и уксусную кислоту. Холин транспортируется в нервное окончание, где используется для синтеза медиатора. Уксусная кислота метаболизируется в тканях.

Описанные выше механизмы в синапсе протекают очень быстро. Регулирование высвобождения АХ из пресинапса в синаптическую щель осуществляется по механизму отрицательной обратной связи путем стимулирования М-ХР пресинаптической мембраны. Экзоцитоз ацетилхолина при этом уменьшается.

Механизмы холинергической передачи нервного импульса:

• нервный импульс вызывает деполяризацию пресинаптической мембраны, что увеличивает ее проницаемость для Са⁺⁺;

• ионы Са⁺⁺ входят внутрь пресинаптического окончания и активируют механизмы высвобождения АХ в синаптическую щель;

Молекулярные механизмы трансформации влияния АХ в эффект разнообразны.

Рис. 12. Н_н-холинорецептор нервного типа

Н_н-холинорецептор нервного типа (ЦНС, вегетативные ганглии, синокаротидная зона, хромаффинная ткань надпочечников). После связывания АХ с Н_н-холинорецепторами, открываются Na⁺-каналы и Na устремляется внутрь клетки, неся положительный заряд. Постсинаптическая мембрана деполяризуется. Возникает потенциал действия, который смещается по мембране нейрона, открывая электрозависимые Na⁺-каналы. Возникает нервный импульс в постганглионарном волокне (рис. 12).

Н_м-холинорецептор мышечного типа (мембраны клеток скелетной мускулатуры). Начальные процессы схожи, но открываются электрозависимые Са⁺⁺-каналы. Внутрь мышечного волокна поступают ионы Са⁺⁺, происходит высвобождения Са⁺⁺ из саркоплазматического ретикулума. Уровень Са⁺⁺ повышается, что индуцирует сокращение мышц (рис. 13).

Рис. 13. Н_м холинорецептор мышечного типа

М₂-холинорецептор (постсинаптическая мембрана клеток сердца). Ацетилхолин, возбуждая М₂-ХР, связанный с двумя G-белками, вызывает следующие эффекты (рис. 14):

Рис. 14. М₂-холинорецептор

• снижение транспорта Са⁺⁺ внутрь миокардиоцитов, что приводит к снижению сократимости миокарда;

• усиливает выход ионов К⁺ из миокардиоцитов, что приводит к гиперполяризации мембран и в результате снижается ЧСС.

М₃-холинорецептор (мембраны ГМК и клетки экзокринных желез). Ацетилхолин стимулирует М₃-ХР, связанные с G-белком. Активируется фосфолипаза-С, что катализирует расщепление ФИДФ (фосфатидилинозитолдифосфата) на ИТФ (инозитолтрифосфат) и ДАГ (диацилглицерол). ИТФ, поступая в цитоплазму ГМК, высвобождает Са⁺⁺ из кавелл.

Рис. 15. М₃-холинорецептор

Са⁺⁺ связывается с кальмодулином, активирует миозинкиназу (МК), катализирующую фосфорилирование легких цепей миозина, что приводит к сокращению клетки (рис. 15). Аналогичным образом передается импульс в синапсах секреторных желез.