Адренергические синапсы это

Адренергические синапсы это

ЛЕКЦИЯ 9

СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИЯ СИНАПСОВ. АДРЕНЕРГИЧЕСКИЕ СИНАПСЫ

Синапс (греч. synapsisсоприкосновение, соединение) -функциональный (химический) контакт двух нервных клеток или нервной клетки и клетки исполнительного органа.

В XXвеке большой вклад в исследование физиологии, биохимии и фармакологии синаптической передачи внесли ученые многих стран:

• Джон Лэнгли -создатель идеи о постсинаптических рецепторах, уча­ствующих в эффектах адреналина, никотина и кураре; предполо­жил, что рецепторы способны возбуждать или тормозить функции эффекторных клеток; описал места выхода вегетативных нервов из ЦНС, их анатомические и функциональные особенности, разде­лил вегетативные нервы на симпатические и парасимпатические(1901-1907гг.);

• Томас Эллиот (студент Лэнгли в Кембридже) -установил, что гор­мон надпочечников адреналин вызывает такие же эффекты как раз­дражение симпатических нервов, предсказал роль адреналиноподобного вещества как медиатора симпатической системы (1905г.);

• У. Диксон -обратил внимание на сходство симптомов отравления алкалоидом мухомора мускарином и эффектов раздражения пара­симпатического блуждающего нерва, считал, что блуждающий нерв выделяет мускариноподобное вещество (1907г.);

• Генри Дейл -открыл мускарино- и никотиноподобное влияние ацетилхолина, объяснил короткое действие этого медиатора быстрым гидролизом на холин и уксусную кислоту, выявил антиадренерги-ческий эффект алкалоидов спорыньи, описал адренергические и холинергические волокна (1914-1936гг.);

• Уолтер Кенией -установил роль адреналиноподобного вещества (симпатии) как симпатического передатчика, вызывающего тахи­кардию и артериальную гипертензию, отметил различия в действии симпатина (суживает сосуды) и адреналина (суживает или расши­ряет сосуды), создал концепцию симпато-адреналовой системы(1921-1937гг.);

• Отто Леве -впервые экспериментально доказал медиаторный механизм передачи нервных импульсов (1921г.), совместно с Навратг лом идентифицировал медиатор блуждающего нерва(Vagusstoi как ацетилхолин (1926г.);

• Александр Филиппович Самойлов -установил, что в передаче и» пульсов по нерву участвуют электрические процессы, для работ)) нервно-мышечных синапсов необходимы химические процесс! предположил химический механизм торможения в ЦНС (1924г.)

• В. Фельдберг, Дж. Гэддам, Г. Чанг -доказали медиаторную функцию ацетилхолина в различных парасимпатических нервах (1933-1936гг.);

• Бернард Катц -открыл механизм выделения ацетилхолина в нервно-мышечных синапсах;

• Василий Васильевич Закусов -автор синаптической теории действа лекарственных средств на ЦНС (30-е годы);

• Алексей Васильевич Кибяков -установил химический характер пе­реключения импульсов в вегетативных ганглиях (1933г.);

• Александр Григорьевич Гинецинский -исследовал механизмы функционирования нервно-мышечных синапсов и совместно с Леонов Абгаровичем Орбели обнаружил способность симпатических нер-J bob уменьшать утомление скелетных мышц (1935г.);

• Ульф Эйлер -установил медиаторную роль норадреналина (1946г.);1

• Сергей Викторович Аничков -открыл синаптический механизм работы каротидных клубочков (1946г.). 1

Интересная информация по истории изучения синаптической передачи представлена в сборнике «Теория химической передачи нервного импульса» (Ленинград, 1981). !•

СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИЯ СИНАПСОВ

В синапсах различают 2контактирующие -мембраны:

• Передающая пресинаптическая мембранааксона;

• Воспринимающая постсинаптическая мембрананервной клетки (тело, дендрит, аксон) или клетки исполнительного органа. Между пресинаптической и постсинаптической мембранами нахо­дитсясинаптическая щельшириной 20-40нм. Она заполнена полисахаридным гелем, имеет каналы для диффузии медиатора. Синапс ог­раничен соединительнотканными филаментами, препятствующими вы­ходу медиатора в кровь.

Низкомолекулярные медиаторы синтезируются в окончании аксо­на и депонируются в связи с белком в синаптических пузырьках (вези­кулы).Медиаторы-пептиды образуются в теле нейрона и в составе синаптических пузырьков транспортируются быстрым аксоплазматическим током в пресинаптическию зону. Синаптические пузырьки формируются из мембраны эндоплазматического ретикулума.

Вовремя потенциала покоя через пресинаптическую мембрану выделяются единичные кванты медиатора. Они вызывают миниатюрные потенциалы действия (0.1-3мв) на постсинаптической мембране, обходимые для поддержания физиологической реактивности органов и тонуса скелетных мышц.

Работа синапса начинается с потенциала действия пресинаптической мембраны. Положительный заряд на внутренней поверхности пресинаптической мембраны вызывает слипание с ней отрицательно заряженных синаптических пузырьков. Входящие в аксоплазму ионы кальция катализируют взаимодействие белков пресинаптической мембраны (нейрексин, синтаксин) с белками синаптических пузырьков (синаптостигмин, синаптобревин). В пресинаптической мембране открывается канал (синаптопор) для экзоцитоза (выброса) квантов медиатора в синаптическую щель (опустошается 300-2000синаптических пузырьков).

Освобождение ацетилхолина и других медиаторов тормозит самый сильный яд микробного происхождения -токсин бактерийClosiridium. Онингибирует синаптобревин синаптических пузырьков. Токсин паука «черная вдова», связываясь с нейрексином на пресинаптической мем­бране, вызывает массивный выброс ацетилхолина.

Циторецепторы медиаторов прямо регулируют проницаемость ион­ных каналы или посредством G-белковоткрывают ионные каналы, из­меняют активность мембраносвязанных ферментов «аденилатцикла-зы и фосфолипаз. Ферменты катализируют синтез вторичных мессен-джеров -цАМФ, инозитолтрифосфата и диацилглицерола.

Пресинаптические циторецепторы путем активации или блокады кальциевых каналов влияют на выделение медиаторов.

После взаимодействия с рецепторами медиаторы исчезают из синаптической щели в результате различных процессов. Основное зна­чение имеют:

Нейрональный захватактивный транспорт через пресинаптичес­кую мембрану в синаптические пузырьки для участия в повторной передаче импульсов (норадреналин, дофамин, глутаминовия и ас-парагиновая кислоты);

Экстранейрональный захватдепонирование в исполнительных орга­нах;

Ферментативное расщепление(ацетилхолин, медиаторы-пептиды).

МЕДИАТОРЫ ПЕРИФЕРИЧЕСКИХ НЕРВОВ

В периферической нервной системе функционируют адрснергические (медиатор -норадреналин), холинергические (медиатор -ацетилхолин), пуринергические (медиаторы -аденозин и АТФ), дофаминергические и серотонинергические нейроны. Наибольшее количество синаптотропных средств влияет на адренергические и холинергичесю синапсы.

Различают 2типа центробежных (эфферентных) нервов:

1. Двигательные (соматические) нервысостоят из холинергичеких аксонов, следующих непрерывно от мотонейронов передних рогов спинного мозга (спинномозговые нервы) или ствола головного мозг (черепномозговые нервы) до скелетных мышц.

2. Вегетативные нервыиннервируют внутренние органы, разделяются на симпатические и парасимпатические:

Симпатические нервысостоят из коротких преганглионарных и длинных постганглионарных волокон, образующих синаптический контакт в вегетативных ганглиях. Центры преганглионарных волока находятся в боковых рогах грудного отдела спинного мозга (ceгментыС8, ThL3).Ганглии образуют цепочку около позвоночник: Симпатические преганглионарные волокна -холинергические, постганглионарные волокна -адренергические.

Парасимпатические нервысостоят из длинных преганглионарных коротких постганглионарных волокон. Ганглии локализованы около исполнительных органов или внутриорганно. Парасимпатические волокна находятся в составе черепномозговых нервов (глазо, вигательный, лицевой, языкоглоточный, блуждающий) и спинномозговых тазовых нервов (центры -в боковых рогах крестцового отдела спинного мозга). Парасимпатические преганглионарные и постганглионарные волокна -холинергические. Эфферентные нервы мозгового слоя надпочечников не прерываются в ганглиях и представляют собой преганглионарные холинергические волокна. Хромаффинную ткань надпочечников рассматривают как аналог симпатических ганглиев, у которых редуцировались аксоны, а медиатор стал гормоном (70-90%составляет адреналин, И30% -норадреналин).

В каротидных клубочках ацетилхолин выделяется клетками клубе ков, а холинорецепторы расположены на окончаниях афферентш нервов, идущих к дыхательному центру.

Таким образом, холинергические волокна -двигательные, симпатические преганглионарные, парасимпатические преганглионарные, постганглионарные, адренергические волокна -симпатические постганглионарные.

АДРЕНЕРГИЧЕКИЕ СИНАПСЫ

Адренергические нейроны расположены в ЦНС (голубое пятно среднего мозга, мост, продолговатый мозг) и в симпатических ганглиях.

Периферические адренергические синапсы образованы варикозными утолщениями разветвлений постганглионарных симпатических волокон.

Медиатор адренергических синапсов -норадреналин. Его предшественник в биосинтезе дофамин выполняет медиаторную функцию в дофаминергических синапсах. Адреналин представляет собой гормонмозговогослоя надпочечников. Все три вещества относятся к группе катехоламинов, так как содержат гидроксилы в 3-м и 4-м положениях ароматического кольца.

Синаптические пузырьки в адренергических синапсах имеют под электронным микроскопом гранулярное строение и поэтому получили звание гранулы.

В гранулах норадреналин депонирован в связи с АТФ и белком хромогранином. В составе гранул обнаружены также ферменты и модулирующие нейропептиды (энкефалины. нейропептид У). Норадреналин синтезируется из аминокислоты тирозина. Превращение фенилаланина в тирозин является неспецифическим процессом и происходит в печени. Обе аминокислоты в большом количестве держатся в твороге, сыре, шоколаде, бобовых. Тирозин с помощью активного транспорта поступает в адренергические окончания. В их цитоплазме включает второй гидроксил в 3-м положении ароматического кольца, превращаясь в диоксифенилаланин (ДОФА). Эту реакцию катализирует тирозингидроксилаза. Затем декарбоксилаза ароматических L-аминокислотдекарбоксилирует ДОФА в дофамин, транспортируемый в гранулы. На последнем этапе дофамин приобретает третий гидроксил в Р-положении боковой цепи при участии дофамин-Р-гидроксилазы.

В мозговом слое надпочечников норадреналин подвергается тилированию в гормон адреналин под влиянием N-метилтрансферазы (донатор метильных групп — S-аденозилметионин).Образование адреналина стимулируют глюкокортикоиды, эстрогены и тирокс Глюкокортикоиды, поступая в мозговой слой по воротной системе надпочечников, активируют тирозингидроксилазу, дофамин--гидроксилазу и N-метилтрансферазу.У некоторых видов акул корковый мозговой слои надпочечников представляют собой изолированн железы, поэтому у них адреналин не синтезируется, а единственнным гормоном хромаффинных клеток является норадреналин.

После диссоциации комплексов норадреналин-адренорецептор медиатор инактивируется при участии ряда механизмов:

Нейрональный захват (захват-1) —активный транспорт вначале рез пресинаптическую мембрану (сопряжен с выходом ионов натрия), а затем через мембрану гранул под влиянием АТФ-зав1 мой протонной транслоказы (при входе в гранулы одной молекулы норадреналина в цитоплазму выходят 2протона):

Экстранейрональный захват (захват-2)нейроглией, фибробластами, миокардом, эндотелием и гладкими мышцами сосудов;

Инактивация ферментами.

70-80%норадреналина участвует в нейрональном захвате, по 104 подвергается экстранейрональному захвату и ферментативному расщеплению. Необходимость нейронального захвата диктуется дефицитом субстратов и большой потребностью в энергии для синтеза норадреналина из тирозина. Для сохранения адреналина основное значение имеет Экстранейрональный захват.

Ферменты инактивации катехоламинов —моноаминоксидаза (МАО) икатехол-О-метилтрансфераза(КОМТ).МАО, локализованная на внеш­ней мембране митохондрий и в гранулах, осуществляет окислительное дезаминирование катехоламинов с образованием биогенных альдегидов. Затем альдегиды окисляются НАД-зависимой альдегиддегирогеназой в кислоты или восстанавливаются альдегидредуктазой в гликоли.

Цитоплазматический фермент КОМТ катализирует присоединение метильной группы к гидроксилу в 3-м положении ароматического кольца (только при наличии гидроксила в 4-м положении). Донатором метильных групп служит S-аденозилметионин.Метилированные продукты в200-2000раз (по разным тестам) менее активны, чем норадреналин и адреналин.

Адренорецепторы

В 1948г. английский фармаколог Р. Алквист высказал гипотезу о нескольких типах адренорецепторов.-Адренорецепторы вызывают сужение сосудов, наиболее чувствительны к адреналину, намного меньше реагируют на норадреналин и очень слабо воспринимают действие изадрина (изопропилнорадреналин).-Адренорецепторы расширяют сосуды,обладают максимальной чувствительностью к изадрину, в 10-50 разслабее возбуждаются адреналином и мало реагируют на норадреналин.

Адренорецепторы локализованы на постсинаптической, пресинаптической мембранах и в органах, не получающих адренергическую иннервацию. Постсинаптические адренорецепторы имеют индексы 1или2,пресинаптические и внесинаптические адренорецепторы обозначаются индексом 2.Внесинаптические адренорецепторы возбуждаются циркулирующими в крови норадреналином и адреналином.

Сведения о механизмах функционирования, чувствительности к агонистам и антагонистам, физиологической роли адренорецепторов представлены в таблицах 9.1-9.3.Все адренорецепторы ассоцииро­ваны с G-белками.

Постсинаптические 1-адренорецепторы(А, В,D) регулируют функ­цию мембранных фосфолипаз и проницаемость кальциевых каналовL-типа.В гладких мышцах ионы кальция активируют кальмодулин-зави-симую киназу легких цепей миозина, что необходимо для образования актомиозина и сокращения. Только в желудке и кишечнике1-адрено­рецепторы, открывая кальций-зависимые калиевые каналы, вызывают гиперполяризацию сарколеммы и расслабление гладких мышц. Эффекты возбуждения1-адренорецепторов:

• Сокращение радиальной мышцы радужки с расширением зрачков (мидриаз; греч. amydrosтемный, неясный);

• Сужение сосудов кожи. слизистых оболочек, органов пищеварения, почек и головного мозга;

• Повышение АД;

• Сокращение капсулы селезенки с выбросом депонированной крови;

• Сокращение сфинктеров пищеварительного тракта и мочевого пу­зыря;

• Уменьшение моторики и тонуса желудка и кишечника.

2-Адренорецепторы(А, В, С)снижают активность аденилатциклазы.

Постсинаптические2-адренорецепторысуживают сосуды кожи и слизистых оболочек, тормозят моторику желудка и кишечника, умень­шают секрецию кишечного сока.

Пресинаптичесие 2-адренорецепторыпо принципу отрицатель­ной обратной связи снижают выделение норадреналина из адренергических окончаний при избытке медиатора в синаптической щели (уве­личивают калиевую проводимость мембран, блокируют кальциевые ка­налыLиN-типов).

Внесинаптические 2-адренорецепторывызывают спазм сосудов, подавляют секрецию инсулина и повышают агрегацию тромбоцитов.

-Адренорецепторы,активируя аденилатциклазу, повышают синтезцАМФ (1-адренорецепторытакже открывают кальциевые каналы в миокарде).

Для постсинаптических 2-адренорецепторовхарактерны следующие эффекты:

— Возбуждение сердца -тахикардия, ускорение проведения импуль­сов по проводящей системе, усиление сокращений миокарда, рост потребности в кислороде, неадекватный выполняемой работе;

— Ослабление моторики кишечника;

• Секреция ренина;

• цАМФ-зависимый липолиз в жировых депо.

Постсинаптические и внесинаптические 2-адренорецепторы расслабляют гладкие мышцы и вызывают гипергликемию:

• Расширяют сосуды сердца, легких и скелетных мышц;

• Снижают АД:

• Расширяют бронхи и уменьшают секреторную функцию бронхиаль­ных желез;

• Тормозят моторику желудка и кишечника;

• Расслабляют желчный пузырь, мочевой пузырь, беременную и небеременную матку;

• Усиливают цАМФ-зависимые гликогенолиз и гликонеогенез в печени, гликогенолиз в скелетных мышцах;

• Повышают секрецию инсулина.

Пресинаптические 2-адренорецепторыосуществляют положительную обратную связь, стимулируя выделение норадреналина при его дефиците в синаптической щели.

Адренорецепторы имеют сходную последовательность аминокислот (у 1— и2-адренорецепторов идентичны 30%аминокислот, у1и2-адренорецепторов — 60%).

В сосудах и внутренних органах расположены - и-адренорецепторы различных типов, например, в сосудах легких обнаружено 30%1-адренорецепторови 70%2-адренорецепторов.



Source: StudFiles.net


Добавить комментарий