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:

¾ нервный импульс вызывает деполяризацию пресинаптической мембраны, что увеличивает ее проницаемость для Са⁺⁺;

¾ ионы Са⁺⁺ входят внутрь пресинаптического окончания и активируют механизмы высвобождения АХ в синаптическую щель;

Молекулярные механизмы трансформации влияния АХ в эффект разнообразны.

Рис. 12. Нн-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. Нмхолинорецептор 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

¾ снижение транспорта Са⁺⁺ внутрь миокардиоцитов, что приводит к снижению сократимости миокарда;

¾ 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.

Поиск по сайту: