Медиаторы периферической нервной системы
В синапсах периферической нервной системы (ПНС) ключевую роль играют два основных медиатора — ацетилхолин и норадреналин.
Эффекты этих веществ строго зависят от того, в какой части системы они выделяются и с какими рецепторами взаимодействуют. Например, в соматической нервной системе ацетилхолин является исключительно возбуждающим медиатором. А вот в нейроорганных синапсах вегетативной нервной системы (ВНС) и ацетилхолин, и норадреналин могут вызывать как возбуждение, так и торможение — конечный результат зависит исключительно от физиологических свойств постсинаптических рецепторов.
Локализация выделения ацетилхолина:
- Нервно-мышечные синапсы соматической нервной системы.
- Ганглионарные синапсы всей вегетативной нервной системы.
- Нейроорганные синапсы парасимпатического отдела.
- Нейроорганные синапсы симпатического отдела, но только в потовых железах и кровеносных сосудах скелетной мускулатуры.
Локализация выделения норадреналина:
- Основная часть нейроорганных синапсов симпатической нервной системы.
Медиаторы центральной нервной системы
В ЦНС медиаторы выполняют более сложные задачи и делятся на три функциональные группы:
- Возбуждающие медиаторы. Главным представителем является глутамат. Это основной возбуждающий агент, который берет на себя передачу подавляющего большинства (до 80%) сигналов в центральной нервной системе.
- Регуляторные медиаторы. Их задача — настройка возбудимости нейронов, определение уровня бодрствования и формирование мотивационно-эмоционального фона.
- Ацетилхолин поддерживает базовый тонус нервных центров независимо от того, спит организм или бодрствует.
- Норадреналин дополнительно активирует центры при стрессе и сильном напряжении.
- Дофамин критически важен для регуляции движений и поддержания нормального мышечного тонуса.
- Серотонин работает как предохранитель, сдерживая избыточное возбуждение в необходимых пределах.
- Тормозные медиаторы. К ним относятся ГАМК (гамма-аминомасляная кислота) и глицин. Они способны избирательно и временно блокировать прохождение нервного импульса, подстраиваясь под текущее функциональное состояние организма.
Комедиаторы и нейромодуляторы
Помимо основного передатчика, пресинаптические окончания часто выделяют дополнительные вещества — комедиаторы (или котрансмиттеры). Их главная функция заключается в тонкой настройке (модуляции) чувствительности постсинаптической мембраны.
- В адренергических синапсах в роли комедиаторов могут выступать дофамин, АТФ, гонадотропин и пептид Y.
- В холинергических синапсах эту роль выполняет вазоинтестинальный полипептид (VIP).
Отдельно выделяют нейромодуляторы — биологически активные соединения, модулирующие силу действия основных медиаторов:
- Гистамин повышает восприимчивость нервных центров к базовым медиаторам.
- Вещество Р напрямую участвует в проведении болевого и эмоционального возбуждения, разнообразно модулируя синаптическую передачу.
- Энкефалины и эндорфины являются важнейшей частью антиноцицептивной системы. Они эффективно тормозят выделение основных медиаторов при интенсивном болевом возбуждении.
Классификация рецепторов
Рецепторы постсинаптической мембраны классифицируют на основе их чувствительности к специфическим химическим веществам. В ЦНС присутствуют абсолютно все виды рецепторов, тогда как на периферии наблюдается строгая специализация.
| Тип рецептора | Чем возбуждается | Основная локализация (ПНС) |
|---|---|---|
| Н-холинорецепторы (никотиновые) | Алкалоид табака — никотин (в малых дозах) | Нервно-мышечные синапсы, вегетативные ганглии, симпатические холинергические синапсы |
| М-холинорецепторы (мускариновые) | Яд ракообразных и грибов — мускарин | Нейроорганные синапсы парасимпатической нервной системы |
| Адренорецепторы ($\alpha$, $\beta_1$, $\beta_2$) | Норадреналин | Нейроорганные синапсы симпатической нервной системы |
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие ферменты участвуют в синтезе и разрушении ацетилхолина?
В метаболизме ацетилхолина участвуют два основных фермента, обеспечивающих его образование и распад.
- Холинацетилтрансфераза (холинацетилаза) — фермент, катализирующий биосинтез ацетилхолина из холина и ацетил-КоА в цитоплазме окончаний холинергических нервов.
- Ацетилхолинэстераза — фермент постсинаптических окончаний, осуществляющий быстрый гидролиз медиатора в синаптической щели с образованием холина и уксусной кислоты.
На какие подтипы делятся адренорецепторы и какие физиологические эффекты они вызывают?
Адренорецепторы делятся на альфа- и бета-подтипы, вызывающие различные метаботропные эффекты.
- $\alpha_1$ и $\beta_1$ — вызывают возбуждение постсинаптической клетки.
- $\alpha_2$ и $\beta_2$ — вызывают торможение.
Реакция органа-эффектора на норадреналин напрямую зависит от преобладающего типа рецепторов на постсинаптической мембране (например, расслабление бронхов или сокращение сосудов).
Какие существуют типы рецепторов к глутамату в ЦНС?
Возбуждающие аминокислотные рецепторы к глутамату подразделяются на три основных лиганд-зависимых типа.
- Каинатные — один из типов глутаматных рецепторов.
- AMPA ($\alpha$-амино-3-гидрокси-5-изоксазолпропионовокислотные) — при активации открывают ионные каналы для натрия, запуская деполяризацию мембраны.
- NMDA (N-метил-D-аспартатные) — рецепторы, ионный канал которых в покое заблокирован ионами магния, открывающиеся только после предварительной деполяризации от AMPA-рецепторов.
Какими способами происходит удаление медиатора из синаптической щели?
Удаление и инактивация нейромедиатора происходят несколькими способами:
- Обратный захват — транспортные белки пресинаптической мембраны возвращают медиатор в пресинаптическое окончание; для норадреналина обратному захвату подвергается 80% медиатора.
- Ферментативное разрушение — например, ацетилхолин расщепляется ацетилхолинэстеразой, а норадреналин — МАО и КОМТ.
- Диффузия — часть медиатора теряется вследствие диффузии из синаптической щели.
- Эндоцитоз — возможно поглощение комплекса сигнальная молекула–рецептор.
Для запоминания локализации холинорецепторов: Н-рецепторы реагируют на Никотин и находятся в Нервно-мышечных синапсах. М-рецепторы реагируют на Мускарин и обеспечивают Мягкую (парасимпатическую) регуляцию органов.
Вопросы с занятий и экзамена
Может ли один нейрон синтезировать несколько разных медиаторов?
Нет, согласно классическому принципу Дейла, каждая нервная клетка синтезирует только один основной медиатор. Однако вместе с ним могут выделяться дополнительные вещества — комедиаторы.
От чего зависит эффект нейромедиатора — будет возбуждение или торможение?
В нейроорганных синапсах вегетативной нервной системы конечный эффект медиатора (ацетилхолина или норадреналина) полностью зависит от свойств рецепторов на постсинаптической мембране. А вот в соматической системе ацетилхолин всегда вызывает только возбуждение.
Зачем нужны энкефалины и эндорфины?
Эти вещества являются частью антиноцицептивной (обезболивающей) системы организма. Они тормозят выделение основных передатчиков в синапсах при болевом возбуждении, снижая интенсивность боли.
Где расположены М-холинергические рецепторы?
Они локализуются на органах-мишенях в нейроорганных синапсах парасимпатической нервной системы и специфически возбуждаются мускарином.
Что ещё разобрать по теме
- Механизм действия медиаторов на постсинаптическую мембрану
- Специфические свойства $\alpha$- и $\beta$-адренорецепторов
- Роль дофамина в регуляции мышечного тонуса и движений
- Принцип работы антиноцицептивной системы
- Различия в функционировании Н- и М-холинорецепторов
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Медиаторы» и ещё 4 085 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 112 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Проведение возбуждения и синаптическая передача»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.