Холінергічні синапси будова, функції

Холінергічні синапси являють собою місце, в якому відбувається контакт двох нейронів або нейрона і ефекторних клітини, яка отримує сигнал. Синапс складається з двох мембран - пресинаптичної і постсинаптичної, а також з синаптичної щілини. Передача нервового імпульсу здійснюється за допомогою медіатора, тобто речовини-передавача. Відбувається це в результаті взаємодії рецептора і медіатора на постсинаптичні мембрані. У цьому полягають основні функції холинергического синапсу.

Медіатор і рецептори

У парасимпатичної НС медіатором є ацетилхолін, рецепторами - холінорецептори двох типів: Н (нікотин) і М (мускарин). М-холіноміметики, що володіють прямим типом дії, можуть стимулювати рецептори на мембрані постсинаптичного типу.

Синтез ацетилхоліну здійснюється в цитоплазмі нейронних холинергических закінчень. Він утворюється з холіну, а також ацетілкоензіма-А, який має митохондриальное походження. Синтез відбувається під дією цитоплазматического ензиму холінацетілази. У синаптичних бульбашках відбувається депонування ацетилхоліну. У кожному з таких бульбашок може перебувати до декількох тисяч ацетилхолінових молекул. Нервовий імпульс провокує вивільнення молекул ацетилхоліну в синаптичну щілину. Після цього він вступає у взаємодію з холинорецепторами. Будова холинергического синапсу унікально.

За даними, які є у біохіміків, холінорецептор нервово-м'язового синапсу може включати 5 білкових субодиниць, які оточують іонний канал і проходять крізь всю товщу мембрани, що складається з ліпідів. Пара молекул ацетилхоліну вступає у взаємодію з парою α-субодиниць. Це призводить до того, що відкривається іонний канал і постсинаптична мембрана деполяризуется.

Види холинергических синапсів

Холінорецептори по-різному локалізовані і так само по-різному чутливі до дії фармакологічних речовин. Відповідно до цього розрізняють:

Маскаріночувствітельние холінорецептори - так звані М-холінорецептори. Мускарин є алкалоїд, властивий ряду отруйних грибів, наприклад мухомор.
Никотіночувствітельниє холінорецептори - так звані Н-холінорецептори. Нікотин є алкалоїд, що міститься в листі тютюну.

їх розташування

Перші розташовуються в постсинаптичні мембрані клітин в складі ефекторних органів. Розташовані вони у закінчень постгангліонарних парасимпатичних волокон. Крім цього вони також є в нейронних клітинах вегетативних гангліїв і в корі головного мозку. Встановлено, що М-холінорецептори різної локалізації гетерогенні, що обумовлює різну чутливість холинергических синапсів до речовин фармакологічної природи.

Види в залежності від розташування

Біохіміки розрізняють кілька видів М-холінорецепторів:

Розташовані в вегетативних гангліях і в ЦНС. Особливістю перших є те, що вони локалізовані поза синапсів - М1-холінорецептори.
Розташовані в серце. Деякі з них сприяють зниженню вивільнення ацетилхоліну - М2-холінорецептори.
Розташовані в гладких м'язах і в більшій частині ендокринних залоз - М3-холінорецептори.
Розташовані в серці, в стінках легеневих альвеол, в ЦНС - М4-холінорецептори.
Розташовані в ЦНС, в райдужній оболонці ока, в слинних залозах, в мононуклеарних кров'яних клітинах - М5-холінорецептори.

Вплив на холінорецептори

Велика частина ефектів, що надаються відомими фармакологічними речовинами, які діють на М-холінорецептори, пов'язана з взаємодією цих речовин і постсинаптичних М2- і М3-холінорецепторів.

Розглянемо класифікацію засобів, що стимулюють холинергические синапси, нижче.

Н-холінорецептори розташовуються в постсинаптичні мембрані нейронів гангліїв у закінчень кожного з прегангліонарних волокон (в парасимпатичних і симпатичних гангліях), в синокаротидной зоні, в мозковому шарі надниркових залоз, в нейрогіпофіз, в клітинах Реншоу, в скелетних м'язах. Чутливість різних Н-холінорецепторів неоднакова до речовин. Наприклад, Н-холінорецептори в структурі вегетативних гангліїв (рецептори нейтрального типу) мають значні відмінності від Н-холінорецепторів в скелетних м'язах (рецептори м'язового типу). Саме така їх особливість дозволяє вибірково блокувати ганглії спеціальними речовинами. Наприклад, курареподние речовини здатні блокувати нервово-м'язову передачу.

Пресинаптические холінорецептори та адренорецептори беруть участь в регуляції процесу вивільнення ацетилхоліну в синапсах нейроеффекторной природи. Порушення цих рецепторів буде пригнічувати вивільнення ацетилхоліну.

Ацетилхолін взаємодіє з Н-холинорецепторами і змінює їх конформацію, підвищує рівень проникності постсинаптичної мембрани. Ацетилхолін надає збудливий ефект на іони натрію, які проникають потім всередину клітини, а це призводить до того, що постсинаптична мембрана деполяризуется. Спочатку виникає локальний синаптический потенціал, який досягає певної величини і починає процес генерації потенціалу дії. Після цього місцеве збудження, яке обмежене синаптичної областю, починає поширюватися по всій клітинній мембрані. Якщо відбувається стимуляція М-холінорецептора, то при передачі сигналу значну роль відіграють вторинні месенджери і G-білки.

Ацетилхолін діє протягом досить короткого часу. Це обумовлено тим, що він стрімко гідролізується під дією ферменту ацетилхолінестерази. Холін, який утворюється в процесі гідролізу ацетилхоліну, в половині обсягу буде захоплений пресинаптичними закінченнями і транспортований в цитоплазму клітини для подальшого біосинтезу ацетилхоліну.

Речовини, які впливають на холінергічні синапси

Фармакологічні і різноманітні хімічні речовини здатні впливати на безліч процесів, які пов'язані з синаптичної передачею:

Процес синтезу ацетилхоліну.
Процес вивільнення медіатора. Наприклад, карбахолин здатний підсилювати процес виділення ацетилхоліну, а ботуліновий токсин може перешкоджати процесу вивільнення медіатора.
Процес взаємодії між ацетилхоліном і холінорецептори.
Гідроліз ацетилхоліну ензиматичною природи.
Процес захоплення холіну, утвореного в результаті гідролізу ацетилхоліну, пресинаптичними закінченнями. Наприклад, геміхоліній здатний пригнічувати нейроновий захоплення і транспортування холіну в цитоплазму клітини.

Класифікація

Засоби, що стимулюють холинергические синапси, здатні надавати не тільки цей ефект, але і холиноблокирующий (гнітючий) ефект. В якості основи для класифікації подібних речовин біохіміки використовують спрямованість дії цих речовин на різні холінорецептори. Якщо дотримуватися такого принципу, то речовини, що впливають на холінорецептори, можна класифікувати наступним чином:

Речовини, які впливають на М-холінорецептори і Н-холінорецептори: до холіноміметіки відносяться ацетилхолін і карбахолин, а до холіноблокаторами - циклодол.
Засоби антихолінестеразну характеру. До них відносяться салицилат фізостигміну, прозерин, гідробромід галантамина, Армін.
Речовини, які впливають на холінергічні синапси. До холіноміметіки відносяться гідрохлорид пилокарпина і ацеклидин, до холіноблокаторами - сульфат атропіну, матацін, гидротартрат платифиллина, бромід іпратропію, гідробромід скопаламіна.

Речовини, які надають вліняніе на Н-холінорецептори. До холіноміметіки відносяться цититон і гідрохлорид лобелина. Блокатори Н-холінорецепторів можна розділити на дві групи. Перша - кошти гангліоблокірующіе характеру. До них відносяться бензогексоний, гігроній, пентамін, арфонад, пірілен. Друга група вкулючает в себе курареподібних речовини. До них відносяться міорелаксанти, які надають периферичну дію, наприклад хлорид тубокурарину, бромід панкуронію, бромід піпекуронію.

Ми докладно розглянули засоби, що впливають на холінергічні синапси.