Структурная организация и этапы передачи
Морфологически контактная зона состоит из трех базовых элементов. Пресинаптическая мембрана представляет собой оболочку передающего нервного окончания. Синаптическая щель — это микроскопическое пространство, разделяющее клетки. Постсинаптическая мембрана является участком иннервируемой ткани, который непосредственно прилегает к нервному окончанию.
Физиологический процесс передачи сигнала делится на три последовательные фазы:
- Пресинаптическая стадия. Внутри окончания синтезируется и депонируется в синаптических пузырьках (везикулах) химический посредник. Приходящий нервный импульс вызывает деполяризацию мембраны, что провоцирует экзоцитоз — выброс содержимого пузырьков наружу.
- Этап транзита. Молекулы химического посредника диффундируют через водную среду синаптической щели по направлению к принимающей клетке.
- Постсинаптическая стадия. Передатчик вступает во взаимодействие со специфическими рецепторами на мембране органа-мишени. Результатом становится изменение активности эффекторной клетки: угнетение или усиление ее функции.
Классификация и локализация холинергических структур
В зависимости от химической природы высвобождаемого вещества выделяют холинергические (передатчик — ацетилхолин) и адренергические (передатчик — норадреналин) контакты. Фармакологические препараты, воздействующие на эфферентную систему, также делятся на две основные группы по типу мишени.
Передача сигнала посредством ацетилхолина осуществляется в ряде важнейших анатомических структур:
- В вегетативных ганглиях (передача с преганглионарных волокон).
- Во внутренних органах (в зонах окончаний постганглионарных парасимпатических нервов).
- В скелетной мускулатуре (нервно-мышечные соединения).
- В мозговом веществе надпочечников.
- В каротидных клубочках.
Жизненный цикл ацетилхолина
Физиология оборота медиатора подчинена строгой последовательности. Синтез молекул происходит в цитоплазме нервных терминалей из ацетил-КоА и холина. Катализирует реакцию фермент холинацетилтрансфераза (холинацетилаза). Необходимый холин поступает из щели обратно в нейрон с помощью Na+-зависимого транспорта. Готовое вещество депонируется внутри везикул.
Процесс высвобождения запускается при достижении потенциала действия окончания аксона. Деполяризация приводит к открытию потенциалозависимых кальциевых каналов. Поток ионов $Ca^{2+}$ внутрь цитоплазмы инициирует сближение и взаимодействие специфических белков: VAMPs (на везикулах) и SNAPs (на клеточной мембране). Происходит слияние мембран и выброс ацетилхолина в щель. Данный этап может быть заблокирован фармакологически: например, ботулотоксин разрушает белковый комплекс слияния, а ионы магния или аминогликозиды снижают вход кальция в клетку.
Попав в щель, медиатор взаимодействует с рецепторами на постсинаптической стороне для проведения импульса, а также с рецепторами на пресинаптической оболочке для контроля дальнейшего выделения вещества.
Ферментативная инактивация медиатора
Действие ацетилхолина носит кратковременный характер благодаря системам быстрой нейтрализации. Основной путь — это гидролиз. Существует два типа ферментов с подобной активностью:
- Ацетилхолинэстераза (истинная холинэстераза). Находится непосредственно в синапсах и обеспечивает стремительное расщепление медиатора на уксусную кислоту и холин. Последний подвергается обратному нейрональному захвату для реутилизации.
- Бутирилхолинэстераза (псевдохолинэстераза, ложная холинэстераза). Располагается вне синаптических контактов — в плазме крови, печени и других тканях. Она способна разрушать ацетилхолин при его попадании в системный кровоток.
Для запоминания компонентов синтеза ацетилхолина: «Ацетил-КоА + Холин образуют медиатор, а фермент просто объединяет эти слова, добавляя окончание 'трансфераза' — холинацетилтрансфераза».
Вопросы с занятий и экзамена
Что такое экзоцитоз в нервном окончании?
Это процесс слияния синаптических пузырьков с пресинаптической мембраной и выброса их содержимого наружу. Он запускается при входе ионов кальция в цитоплазму нервного окончания после деполяризации мембраны.
Как происходит инактивация ацетилхолина?
Медиатор подвергается гидролизу ферментом ацетилхолинэстеразой с образованием холина и уксусной кислоты. Образовавшийся холин захватывается обратно в нервное окончание для повторного использования.
Какие вещества способны блокировать процесс экзоцитоза ацетилхолина?
Ботулинический токсин препятствует взаимодействию белков везикулярной и пресинаптической мембран. Также процесс тормозят вещества, снижающие поступление кальция в клетку, например, ионы магния и антибиотики-аминогликозиды.
Что ещё разобрать по теме
- Роль белков VAMPs и SNAPs в процессе мембранного слияния везикул
- Механизм работы потенциалозависимых кальциевых каналов пресинаптической мембраны
- Отличия истинной холинэстеразы от псевдохолинэстеразы: функции и локализация
- Механизмы обратного нейронального захвата холина (Na+-зависимый транспорт)
- Регуляторная роль пресинаптических холинорецепторов в модуляции выделения медиатора
Разберите тему целиком в курсе «Фармакология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Строение и физиология синапсов» и ещё 5 262 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 115 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Средства, дествующие на холинергические синапсы»
Бесплатные видеоуроки: фармакологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.