Передача импульсов в вегетативной нервной системе.

Схема 3. Строение синапса.

1 – пресинаптическое окончание;

2 – постсинаптическое окончание; 3 – синаптическая щель.

Передача возбуждения по волокнам вегетативной нервной системы осуществляется в виде нервных импульсов (потенциалов действия), которые распространяются по мембране волокна. Передача возбуждения с одной клетки на другую осуществляется в синапсах.

Синапс – место контакта 2 нервных клеток или нервной клетки и клетки исполнительного органа. В синапсе различают 2 контактирующих мембраны: пресинаптическую (передающую мембрану аксона нервной клетки) и постсинаптическую (воспринимающую мембрану дендрита нервной клетки или клетки эффекторного органа). Между пресинаптической и постсинаптической мембранами находится синаптическая щель шириной 20-40 нм, которая заполнена гелеобразной субстанцией и ограничена соединительнотканными филаментами.

Процесс передачи возбуждения происходит при помощи медиатора. Основными медиаторами в вегетативной системе являются ацетилхолин и норадреналин. Нервные волокна, которые содержат ацетилхолин называются холинергическими, а волокна, которые содержат норадреналин – адренергическими.

Холинергическими являются:

• Нейроны ЦНС;

• Преганглионарные нейроны парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы;

• Постганглионарные нейроны парасимпатического отдела;

• Постганглионарные нейроны симпатического отдела, иннервирующие сосуды скелетных мышц и терморегуляторные потовые железы;

• Волокна симпатического отдела, которые иннервируют хромаффинную ткань надпочечников;

• Волокна синокаротидной зоны, которые несут баро- и хеморецепторы. Анатомически это афферентный отдел нервной системы, однако, по своим функциям синокаротидная зона относится к вегетативным образованиям, т.к. контролирует и регулирует процесс дыхания.

Адренергическими являются:

• Нейроны ЦНС;

• Постганглионарные волокна симпатического отдела вегетативной нервной системы.

В процессе передачи возбуждения медиатор выделяется в синаптическую щель и путем диффузии поступает к постсинаптической мембране, где активирует специфические рецепторы.

Характеристика холинорецепторов

Холинорецепторами называют молекулы клетки, которые реагируют на медиатор ацетилхолин. Холинорецепторы по своей природе являются гликопротеинами и состоят из нескольких субъединиц. Большинство холинорецепторов клетки являются молчащими (избыточными): в скелетных мышцах количество избыточных рецепторов колеблется от 40 до 99%, а в гладкомышечных клетках от 90 до 99%.

В 1914 г. сэр Henry Dale установил, что в тканях имеются 2 типа холинорецепторов. Рецепторы, которые стимулировались мускарином (ядом мухомора Amanita muscaria) получили название мускариновых (М-холинорецепторов). Рецепторы, которые стимулировал никотин (яд табака Nicotiana tabacum) получили название никотиновых (Н-холинорецепторов).

Никотиновые холинорецепторы. Являются пентамерными белками, т.е. состоят из 5 субъединиц и относятся к семейству мембранных рецепторов, связанных с ионными каналами. a-субъединица рецептора содержит активный центр для связывания ацетилхолина и воротные механизмы, которые открывают и закрывают ионный канал. Субъединицы b, g, d и e формируют сам ионный канал в мембране, который пропускает ионы натрия. В состав рецептора всегда входят 2a-субъединицы и 3 канальных субъдиницы белка. Методом молекулярного клонирования было установлено, что имеется 2 активных центра Н-холинорецепторов (поэтому активация рецептора происходит только после того, как с ним свяжется 2 молекулы ацетилхолина):

• Н_Н-холинорецепторы – располагаются в мембранах нейронов, состоят из 2a и 3b субъединиц.

• Н_М-холинорецепторы – располагаются в скелетных мышцах, состоят из 2a-субъединиц и канального комплекса b,g,e.

Мускариновые холинорецепторы. Относятся к семейству мембранных рецепторов, связанных с G-белками. Методом молекулярного клонирования было установлено, что имеется 5 типов М-холинорецепторов, которые могут быть объединены в 2 группы:

• Семейство М₁, М₃, М₅-холинорецепторов – связано с G_q-белком и передает сигнал на фосфолипазу С, которая гидролизует фосфатидилинозитол бифосфат (PIP₂) до инозитол трифосфата (IP₃) и диацилглицерола (DAG). В дальнейшем IP₃ обеспечивает мобилизацию ионов кальция из внутриклеточных депо и активацию кальций-зависимых ферментов, а DAG активирует протеинкиназу С, которая фосфорилирует ряд внутриклеточных белков, изменяя их активность.

• Семейство М₂ и М₄-рецепторов связано с G_i-белками, которые снижают активность аденилатциклазы, а через bg-субъединицы эти белки активируют К⁺-каналы и блокируют работу Са²⁺-каналов клетки.

Подробная характеристика холинорецепторов, а также специфических эффекты их активации представлены в таблице 2.