Передача возбуждения в холинергических синапсах

Характеристика холинорецепторов

В тканях имеется 2 типа холинорецепторов:

• рецепторы, которые стимулировались мускарином (ядом мухомора muscaria) получили название мускариновых (М-холинорецепторов);

• рецепторы, которые стимулировал никотин (яд табака Nicotiana tabacum) получили название никотиновых (Н-холинорецепторов).

Никотиновые холинорецепторы. Являются пентамерными белками и связанны с ионными каналами. α-субъединица рецептора содержит активный центр для связывания ацетилхолина и воротные механизмы, которые открывают и закрывают ионный канал. Субъединицы β, γ, δ и ϵ формируют сам ионный канал в мембране, который пропускает ионы натрия. В состав рецептора всегда входят 2α-субъединицы и 3 канальных субъединицы белка. Выделяют 2 вида Н-холинорецепторов:

• -холинорецепторы расположены, в частности, на постсинаптических мембранах ганглиев вегетативной нервной системы. При их возбуждении возникает потенциал действия, распространяющийся по нервному волокну и передающий возбуждение на эффекторные клетки.

• -холинорецепторы локализованы в синапсах соматической нервной системы. При их возбуждении возникает потенциал действия, инициирующий вход в клетки поперечнополосатой мускулатуры ионов . Ионы участвуют в сокращении мышечных клеток.

Мускариновые холинорецепторы. Относятся к семейству мембранных рецепторов, связанных с G-белками. Методом молекулярного клонирования было установлено, что имеется 5 типов М-холинорецепторов:

• – нейрональные: ганглии АНС, ЦНС;

• – сердечные: SA узел, предсердие, AV узел, желудочек;

• – секреторные: секреторные железы, эндотелий сосудов;

• и – малоизучены. Известно, что они локализуются в ЦНС.

Семейство и – связано с -белком и передает сигнал на фосфолипазу С, которая гидролизует фосфатидилинозитол дифосфат (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 -рецепторов связано с -белками, которые снижают активность аденилатциклазы, а через -субъединицы эти белки активируют -каналы и блокируют работу -каналов клетки.

Основные этапы холинергической передачи и их фармакологическая коррекция

Функция ацетилхолина - передача нервного импульса с пресинаптического нервного волокна на холинорецепторы, расположенные на постсинаптической мембране синапсов. Это приводит к изменению функции эффекторных клеток, т. е. вызывает определённые физиологические эффекты.

Основные этапы холинергической передачи и их фармакологическая коррекция:

• синтез и депонирование медиатора. Ацетилхолин синтезируется в пресинаптических окончаниях из ацетил-КоА и холина. Ацетил-КоА синтезируется митохондриями пресинаптического окнчания, а холин поступает извне через специальный транспортер вместе с ионами натрия. Синтез ацетилхолина проводит особый фермент холинацетилтрансфераза, путем ацетилирования холина. Образовавшийся ацетилхолин упаковывается в везикулы;

• выделение медиатора. Для того, чтобы ацетилхолин выделился из везикул в синаптическую щель, необходимо, чтобы пресинаптическая мембрана под действием потенциала действия деполяризовалась. Это вызывает открытие медленных кальциевых каналов. По этим каналам ионы Са2+ поступают в пресинаптическое окончание, там они связываются со специальными белками, которые активируют связывание везикулы с мембраной аксона и выпускают медиатор в синаптическую щель;

• развитие биологического ответа. В синаптической щели ацетилхолин поступает к постсинаптической мембране на которой находятся холинорецепторы. Связывается с ними и активирует их. При взаимодействии с Н-холинорецепторами происходит открытие натриевых каналов, и на постсинаптической мембране генерируется потенциал действия. При взаимодействии с М-холинорецепторами, сигнал передается через систему G-белков на фосфолипазу С, ионные каналы и и все это приводит в конечном итоге к изменению поляризации мембраны, процессов фосфорилирования внутриклеточных белков. Помимо постсинаптической мембраны ацетилхолин может воздействовать на холинорецепторы пресинаптической мембраны (М1 и М2). При активации ацетилхолином М1-пресинаптического рецептора выделение медиатора усиливается (положительная обратная связь). Роль М2-холинорецепторов на пресинапетической мембране недостаточно ясна, полагают, что они могут тормозить секрецию медиатора;

• окончание действия медиатора. Гидролиз ацетилхолина осуществляет особый фермент – холинэстераза. Она разрушает ацетилхолин на холин и ацетат. Холин возвращается обратно в нервное окончание и идёт на синтез нового ацетилхолина, а ацетат идёт в ЦТК.

Передача сигнала в холинергическом синапсе

На схеме: ХАТ – холинацетилтрансфераза, – тиамин, Ach – ацетилхолин, -Хр – -холинорецепторы, АХЭ – ацетилхолинэстераза, ФлС – фосфолипаза С, PIP2 – фосфатидилинозитол бифосфат, IP3 – инозитол трифосфат, DAG – диацилглицерол, PkC – протеинкиназа С, Б – белок-фермент, Б- – фосфорилированная форма белка-фермента.