Ацетилхолин и его функции

    2d62aa8676f9529b17bf75f71132df29

    Холинергический синапс[править | править код]

    Источник:
    «Наглядная фармакология»
    .
    Автор
    : X. Люльман. Пер. с нем.
    Изд.
    : М.: Мир, 2008 г.

    Ацетилхолин — Вячеслав Дубынин (д.б.н. МГУ им М.В. Ломоносова)

    Ацетилхолин

    (АХ) — медиатор в постганглионарных синапсах — накапливается в высокой концентрации в везикулах аксоплазмы нервного окончания. АХ образуется из холина и активированной уксусной кислоты (ацетилкофермент А) под действием фермента ацетилхолинтрансферазы. Высокополярный холин активно захватывается аксоплазмой. На мембране холинергического аксона и нервных окончаний имеется специальная транспортная система. Механизм высвобождения медиатора до конца не раскрыт. Везикулы закреплены в цитоскелете при помощи белка синапсина таким образом, что их концентрация около пресинаптической мембраны высокая, однако контакт с мембраной отсутствует. При возникновении возбуждения повышается концентрация Са2+ в аксоплазме, активируются протеинкиназы, и происходит фосфорилирование синапсина, приводящее к отсоединению везикул и связыванию их с пресинаптической мембраной. Затем содержимое везикул выбрасывается в синаптическую щель. Ацетилхолин мгновенно проходит сквозь синаптическую щель (молекула АХ имеет длину около 0,5 нм, а ширина щели составляет 30-40 нм). На постсинаптической мембране, т. е. мембране целевого органа, АХ взаимодействует с рецепторами. Эти рецепторы возбуждаются также алкалоидом мускарином и поэтому называются мускариновыми ацетилхолиновыми рецепторами (М-холинорецепторы). Никотин имитирует действие ацетилхолина на рецепторы ганглионарных синапсов и концевой пластинки. Никотин возбуждает холинорецепторы ганглионарных синапсов и концевой пластинки мотонейрона, поэтому этот тип рецепторов назван никотиновыми ацетилхолиновыми рецепторами (N-холинорецепторы).

    В синаптической щели ацетилхолин быстро инактивируется специфической ацетилхолинэстеразой, находящейся в щели, а также менее специфической сывороточной холинэстеразой (бутирилхолинэстеразой), находящейся в сыворотке крови и интерстициальной жидкости.

    По своему строению, способу передачи сигнала и сродству к различным лигандам М-холинорецепторы подразделяются на несколько типов. Рассмотрим M1, М2- и М3-рецепторы. M1-Рецепторы находятся на нервных клетках, например ганглиях, и их активация способствует переходу возбуждения с первого на второй нейрон. М2-Рецепторы расположены в сердце: открытие калиевых каналов приводит к замедлению диастолической деполяризации и уменьшению частоты сердечных сокращений. М3-Рецепторы играют роль в поддержании тонуса гладких мышц, например, кишечника и бронхов. Возбуждение этих рецепторов приводит к активации фосфолипазы С, деполяризации мембраны и повышению тонуса мышц. М3-Рецепторы расположены также в клетках желез, которые активируются посредством фосфолипазы С. В головном мозге имеются разные типы М-холинорецепторов, играющие роль во многих функциях: передаче возбуждения, памяти, обучаемости, болевой чувствительности, контроле активности ствола мозга. Активация М3-рецепторов в эндотелии сосудов может приводить к высвобождению оксида азота N0 и таким образом расширять сосуды.

    Функции ацетилхолина

    В организме ацетилхолин выполняет несколько важных функций, он задействован в движении мышц, мышлении, механизме памяти и других функциях мозга.

    • В периферической нервной системе: ацетилхолин образуется на концах холинергических (производящих ацетилхолин) нейронов. Когда нервный импульс достигает конца двигательного нейрона, ацетилхолин попадает в нервно-мышечное соединение. Там он соединяется с молекулой рецептора в мышечном волокне. Если последовательные нервные импульсы накапливаются с достаточно высокой частотой, это приводит к сокращению мышечных клеток.
    • Ацетилхолин (действие на организм осуществляется в вегетативной нервной системе) ведет себя аналогичным образом, выводясь из терминала одного нейрона и связываясь с рецепторами на мембранах других клеток. Его деятельность влияет на ряд систем, включая сердечно-сосудистую систему, где он действует как сосудорасширяющее средство, снижает частоту сердечных сокращений и сокращение сердечной мышцы. В желудочно-кишечном тракте он усиливает перистальтику желудка и увеличивает амплитуду сокращений пищеварения. В мочевыводящих путях его активность снижает емкость мочевого пузыря и увеличивает давление при добровольном мочеиспускании. Он также влияет на дыхательную систему и стимулирует секрецию всеми железами, которые получают импульсы парасимпатического нерва.
    • Известно, что ацетилхолин играет важную роль для развития памяти и обучения. Установлено, что он задействован в появлении и развитии нескольких основных нейродегенеративных заболеваний, при которых нарушается память, таких как деменция и синдром Альцгеймера. Нарушение памяти коррелирует с уменьшением количества и активности ацетилхолина, особенно в определенных участках мозга, ключевых для формирования памяти, таких как гиппокамп.
    • Ацетилхолин вместе с другими нейромедиаторами и гормонами стимулирует пробуждение. Активность ацетилхолиновых нейронов увеличивается во время бодрствования и уменьшается во время определенных фаз сна.
    • Ацетилхолин задействован в таких процессах как концентрация внимания и внимательность. В одном из исследований, проведенном на 60 пациентках 40-60 лет, было показано, что прием цитидиндифосфатхолина в течение 28 дней значительно улучшал их способность концентрировать внимание.
    • Ацетилхолин (действие на организм существенно в гормональной системе) влияет на синтез и выделение разных гормонов. Например, показано, что уровень нейромедиатора соответствует секреции гормонов пролактина и гормона роста гипофизом. Полностью механизм регуляции не исследован, предполагается, что регуляция осуществляется через гипоталамус, отдел головного мозга, задействованный в гормональной регуляции.
    • Ацетилхолин влияет на воспалительные процессы. Клетки иммунной системы выделяют противовоспалительные белки (цитокины) в ответ на инфекцию или травму. Цитокины запускают цепочку реакций, которые мобилизуют воспалительные клетки в области воспаления, чтобы подавить его. Ацетилхолин осуществляет так называемый эффект «торможения» при этом иммунном ответе. Это защищает организм от разрушения тканей, если воспалительный ответ распространяется на почки, печень, легкие или другие важные органы.

      Ацетилхолин и его функции

    Читайте так же  Эксимерлазерная коррекция зрения: противопоказания

    Кроме участия в антивоспалительных реакциях, ацетилхолин взаимодействует с иммунной системой и влияет на иммунный ответ на инфекции. Например, не дает микроорганизмам образовывать пленки при инфекциях, вызванных грибом Candida albicans.

    • Ацетилхолин участвует в механизмах восприятия боли. Поэтому через регуляцию этого нейромедиатора в организме можно облегчать болевые симптомы. Например, при лечении болезни Альцгеймера используется донепезил, увеличивающий уровень ацетилхолина. В то же время он действует как обезболивающее. Эффект зависит от дозировки и может использоваться для лечения симптомов мигрени.

    Ацетилхолин[править | править код]

    Источник:
    Клиническая фармакология по Гудману и Гилману том 1
    .
    Редактор
    : профессор А.Г. Гилман
    Изд.
    : Практика, 2006 год.

    Ацетилхолин

    (лат. Acetylcholinum) — медиатор нервной системы, биогенный амин, относящийся к веществам, образующимся в организме.

    Ацетилхолину принадлежит важная роль как медиатору центральной нервной системы. Он участвует в передаче импульсов в разных отделах мозга, при этом малые концентрации облегчают, а большие — тормозят синаптическую передачу. Изменения в обмене ацетилхолина могут привести к нарушению функций мозга.

    Ацетилхолин является посредником передачи нервного импульса к мышце. При недостатке ацетилхолина снижается сила сокращений мышц.

    Окончания нервных волокон, для которых он служит медиатором, называются холинергическими, а рецепторы, взаимодействующие с ним, называют холинорецепторами. Холинорецепторы постганглионарных холинергических нервов (сердца, гладких мышц, желез) обозначают как м-холинорецепторы (мускариночувствительные), а расположенные в области ганглионарных синапсов и в соматических нервномышечных синапсах — как н-холинорецепторы (никотиночувствительнные). Такое деление связано с особенностями реакций, возникающих при взаимодействии ацетилхолина с этими биохимическими системами: мускариноподобных в первом случае и никотиноподобных — во втором; м- и н-холинорецепторы находятся также в разных отделах ЦНС.

    Хранение и высвобождение ацетилхолина[править | править код]

    При микроэлектродной регистрации электрических потенциалов постсинаптической мембраны нервно-мышечного синапса Фетт и Катц (Fatt and Katz, 1952) выявили спонтанные небольшие (0,1—3 мВ) деполяризующие потенциалы, возникающие случайным образом примерно 1 раз в секунду. Авторы назвали эти потенциалы миниатюрными потенциалами концевой пластинки. Их амплитуда была существенно ниже пороговой для развития потенциала действия. Они увеличивались под действием ингибитора АХЭ неостигмина и блокировались тубокурарином (конкурентным блокатором N-холинорецепторов); следовательно, они были обусловлены выделением ацетилхолина. В связи с этим было высказано предположение, что ацетилхолин выделяется из пресинаптических окончаний дробными постоянными порциями — квантами. Вскоре был обнаружен и морфологический субстрат квантов — синаптические пузырьки (De Robertis and Bennett, 1955). Когда в окончание аксона мотонейрона приходит потенциал действия, выделяется 100 и более квантов (пузырьков) ацетилхолина (Katz and Miledi, 1965). Закономерности хранения и выделения ацетилхолина, изученные на нервно-мышечном синапсе, применимы и к другим холинергическим синапсам с быстрой передачей.

    Читайте так же  Тенонит глаза: причины, симптомы и эффективные методы лечения заболевания

    Предполагается, что в каждом пузырьке содержится от 1000 до 50 000 молекул ацетилхолина, а в пресинаптическом окончании мотонейрона содержится 300 000 и более пузырьков. Кроме того, не исключено, что достаточно существенное количество ацетилхолина диффузно растворено в аксоплазме. Запись токов одиночных каналов постсинаптической мембраны нервно-мышечного синапса при постоянной аппликации ацетилхолина показала, что одна молекула этого медиатора вызывает потенциал порядка 3 х 10”7 В. Из этого следует, что даже минимальное (по расчетам) количество ацетилхолина в одном пузырьке — 1000 молекул — достаточно для того, чтобы вызвать миниатюрный потенциал концевой пластинки (Katz and Miledi, 1972).

    Экзоцитоз ацетилхолина и других медиаторов из пресинаптических окончаний подавляется ботулотоксином и столбнячным токсином — ядами Clostridium botulinum и Clostridium tetani соответственно. Этими анаэробными спорообразующими организмами вырабатываются одни из самых сильных из известных токсинов (Shapiro et а!., 1998). Токсины Clostridium, состоящие из связанных дисульфидными мостиками тяжелой и легкой цепей, соединяются с неизвестным пока рецептором на холинергическом окончании и затем посредством эндоцитоза переносятся в цитозоль. Легкая цепь представляет собой цинксодержащую эндопептидазу, которая после активации гидролизует компоненты ядра комплекса SNARE, участвующего в экзоцитозе. Различные типы ботулотоксина разрушают разные белки пресинаптической мембраны (синтаксин-1 и SNAP-25) и синаптических пузырьков (синаптобревин). Ботулотоксин А как лекарственное средство рассматривается в гл. 9 и 66.

    Столбнячный токсин — это яд центрального действия: он ретроградно переносится по аксонам мотонейронов в тела этих нейронов в спинном мозге, далее переходит в связанные с мотонейронами тормозные нейроны и блокирует экзоцитоз медиатора из последних. Именно это и приводит к характерным для столбняка судорогам. Яд паука черная вдова — а-латротоксин — связывается с трансмембранными белками пресинаптических окончаний нейрексинами, вызывая массивный экзоцитоз синаптических пузырьков (Schiavo et al., 2000).

    Свойства

    Применяется в качестве лекарственного вещества и для фармакологических исследований. Это соединение получают синтетическим путём в виде хлорида или другой соли.

    Химические

    Ацетилхолин является четвертичным моноаммониевым соединением. Это химически нестойкое вещество, которое в организме при участии специфического фермента холинэстеразы (ацетилхолинэстеразы) легко разрушается с образованием холина и уксусной кислоты.

    Физические

    Бесцветные кристаллы или белая кристаллическая масса. Расплывается на воздухе. Легко растворим в воде и спирте. При кипячении и длительном хранении растворы разлагаются.

    Медицинские

    Физиологическое холиномиметическое действие ацетилхолина обусловлено стимуляцией им терминальных мембран M- и N-холинорецепторов.

    Периферическое мускариноподобное действие ацетилхолина проявляется в замедлении сердечных сокращений, расширении периферических кровеносных сосудов и понижении артериального давления, усилении перистальтики желудка и кишечника, сокращении мускулатуры бронхов, матки, желчного и мочевого пузыря, усилении секреции пищеварительных, бронхиальных, потовых и слёзных желез, миоз. Миотический эффект связан с усилением сокращения круговой мышцы радужной оболочки, которая иннервируется постганглионарными холинергическими волокнами глазодвигательного нерва. Одновременно в результате сокращения ресничной мышцы и расслабления цинновой связки ресничного пояска наступает спазм аккомодации.

    Читайте так же  Чай для зрения: состав, как принимать, побочные реакции

    Сужение зрачка, обусловленное действием ацетилхолина, сопровождается обычно понижением внутриглазного давления. Этот эффект частично объясняется тем, что при сужении зрачка и уплощении радужной оболочки расширяется шлеммов канал (венозный синус склеры) и фонтановы пространства (пространства радужно-роговичного угла), что обеспечивает лучший отток жидкости из внутренних сред глаза. Не исключено, что в понижении внутриглазного давления принимают участие и другие механизмы. В связи со способностью снижать внутриглазное давление вещества, действующие подобно ацетилхолину (холиномиметики, антихолинэстеразные препараты), имеют широкое применение для лечения глаукомы. Следует учитывать, что при введении этих препаратов в конъюнктивальный мешок они всасываются в кровь и, оказывая резорбтивное действие, могут вызвать характерные для этих препаратов побочные явления. Следует также иметь в виду, что длительное (в течение ряда лет) применение миотических веществ может иногда привести к развитию стойкого (необратимого) миоза, образованию задних петехий и другим осложнениям, а длительное применение в качестве миотиков антихолинэстеразных препаратов может способствовать развитию катаракты.

    Ацетилхолину принадлежит также важная роль как медиатору ЦНС. Он участвует в передаче импульсов в разных отделах мозга, при этом малые концентрации облегчают, а большие — тормозят синаптическую передачу. Изменения в обмене ацетилхолина приводят к грубому нарушению функций мозга. Недостаток его во многом определяет клиническую картину такого опасного нейродегенеративного заболевания, как болезнь АльцгеймераК:Википедия:Статьи без источников (тип: не указан)[источник не указан 3794 дня

    ]. Некоторые центральнодействующие антагонисты ацетилхолина (см. Амизил) являются психотропными препаратами (см. также Атропин). Передозировка антагонистов ацетилхолина может вызвать нарушения высшей нервной деятельности (оказывать галлюциногенный эффект и др.). Антихолинэстеразное действие ряда ядов основано именно на способности вызывать накопление ацетилхолина в синаптических щелях, перевозбуждение холинэргических систем и более или менее быструю смерть (хлорофос, карбофос, зарин, зоман) (Бурназян, «Токсикология для студентов медвузов», Харкевич Д. И., «Фармакология для студентов лечебного факультета»).

    Читайте также[править | править код]

    • Анатомия и физиология нервной системы
    • Парасимпатическая нервная система
    • Симпатическая нервная система
    • Синаптическая передача
    • Холинергические рецепторы и синапсы
    • Холиномиметики
    • Холинолитики
    • Никотин
    • Стимуляторы М-холинорецепторов
    • Блокаторы М-холинорецепторов
    • Ингибиторы ацетилхолинэстеразы (АХЭ)
    • Отравление блокаторами ацетилхолинэстаразы
    • Нервная передача в нервно-мышечных синапсах и вегетативных ганглиях N-холинорецепторы
    • Миорелаксанты
    • Средства, действующие на вегетативные ганглии
    • Ганглиостимуляторы
    • Ганглиоблокаторы
  • Сульбутиамин
  • Нейромедиаторы
  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *