ацетилхолин на что влияет

Ацетилхолин

Помимо дофаминергической системы в патогенезе шизофрении принимают участие и другие нейротрансмиттерные системы. Наибольшее значение здесь имеют такие нейротрансмиттеры, как ацетилхолин, норэпинефрин, глутамат и ГАМК (таблица 12).

Таблица 12. Нейрофармакология рецепторов, потенциально принимающих участие в патогенезе шизофрении

Нейротрансмиттер

Субтип рецептора

Агонист

Антагонист

Начиная с 1937 г. в медицинской литературе стали появляться работы, в которых отмечалась важная роль ацетилхолина в деятельности ЦНС. Этому способствовало обнаружение широкого распространения холинергических систем в нервной системе и определение их значения в передачи возбуждения на разных уровнях нервной системы.

​	Для выявления влияния нейромедиаторов на развитие шизофрении необходимо проводить лабораторные обследования пациентов

Сегодня известно, что ацетилхолин выполняет функцию медиатора в холинергической системе. Он синтезируется из холина и ацетил-КоА в окончаниях холинергических нейронов под действием холинацетилтрансферазы (ХАТ). В настоящее время холинореактивные системы делят на м-(мускариночувствительные) и н-(никотиночувствительные) системы. Эти системы обнаружены как в периферических отделах нервной системы, так и в разных структурах головного мозга.

Группы холинергических нейронов в основном локализованы в медиальном ядре перегородки, базальных гигантоклеточных ядрах (супраоптическое и паравентрикулярное), ядрах моста, в диагональной связке, полосатом теле, в прилежащем ядре (nucleus accumbence). В последних двух образованиях сосредоточены преимущественно дофаминергические нейроны. Аксоны холинергических нейронов проецируются на кору больших полушарий, в область таламуса и гиппокампа.

Ацетилхолин является преимущественно возбуждающим медиатором, хотя в ряде случаев может выполнять и тормозную функцию.

Холинергические нейроны участвуют в реализации функций памяти и обучения, регуляции движений. В ретикулярной формации мозга они принимают участие в контроле за уровнем бодрствования.

Ацетилхолин

В спинном мозге ацетилхолин выполняет функцию нейромедиатора в синапсах, образуемых альфа-мотонейронами на клетках Рейншоу, такую же функцию это соединение осуществляет в нервно-мышечных синапсах скелетных мышц.

Скорость реакции синтеза ацетилхолина лимитируется концентрацией холина в синаптическом окончании. Синтезированный медиатор депонируется в синаптических везикулах в результате активного транспорта с участием Mg 2±зависимой АТФазы.

Основным механизмом выделения ацетилхолина в синаптическую щель, способствующим формированию постсинаптического потенциала действия, является Ca2±зависимый экзоцитоз. Деполяризация нервного окончания, увеличивающая проницаемость пресинаптической мембраны для Ca2+, является необходимым условием выделения ацетилхолина.

После взаимодействия медиатора с рецептором, ацетилхолин разрушается под действием ацетилхолинестэразы (АХЭ), локализованной на постсинаптической мембране. Образовавшийся при расщеплении свободный холин с помощью специфической системы транспорта подвергается обратному захвату в пресинаптических окончаниях (Ещенко Н.Д., 2004).

Активация холинергических нейронов вызывает возбуждение эффекторных клеток и опосредуется холинорецепторами (ХР), которые на основании избирательной чувствительности к никотину и мускарину были разделены на два типа: никотиновые (н-) и мускариновые (м-) холинорецепторы.

Никотиновые рецепторы опосредуют быстрые и краткосрочные эффекты, мускариновые — медленные и длительные. Кроме того, известно, что н-ХР относятся к инотропным, а м-ХР к метаботропным рецепторам.

Некоторые психофармакологические препараты, например, такие как экстракт белладонны, обладают блокирующим эффектом по отношению к холинореактивным системам подкорковых образований головного мозга. Препарат тропацин, влияющий на н-холинореактивные системы и, в частности, на центральные н-холинорецепторы, оказался эффективным при паркинсонизме. Амизил и метамизил, легко проникающие в ЦНС через гематоэнцефалический барьер, влияют на центральные н-холинореактивные системы. Одни холинолитические препараты в свое время было предложено использовать в качестве транквилизаторов (анксиолитиков), другие, влияющие на н-холинореактивные системы (циклодол), стали применять при паркинсонизме.

В конце годов ХХ столетия ряд ученых Германии, Австралии и США предложил «мускаринергическую теорию» происхождения шизофрении, в которой важное значение в генезе этого заболевания отводится медиатору мускарину.

В нейронной сети больных шизофренией в последнее время был обнаружен дефицит никотина, что, согласно R. Freedman et al. (2006), делает понятным стремление последних к интенсивному потреблению никотина с помощью курения табака. По мнению авторов, нарушение межнейронного функционирования в первую очередь зависит от измененной активности альфа — 7 — никотинового рецептора.

Источник

Ацетилхолин

Помимо дофаминергической системы в патогенезе шизофрении принимают участие и другие нейротрансмиттерные системы. Наибольшее значение здесь имеют такие нейротрансмиттеры, как ацетилхолин, норэпинефрин, глутамат и ГАМК (таблица 12).

Таблица 12. Нейрофармакология рецепторов, потенциально принимающих участие в патогенезе шизофрении

Нейротрансмиттер

Субтип рецептора

Агонист

Антагонист

Начиная с 1937 г. в медицинской литературе стали появляться работы, в которых отмечалась важная роль ацетилхолина в деятельности ЦНС. Этому способствовало обнаружение широкого распространения холинергических систем в нервной системе и определение их значения в передачи возбуждения на разных уровнях нервной системы.

​	Для выявления влияния нейромедиаторов на развитие шизофрении необходимо проводить лабораторные обследования пациентов

Сегодня известно, что ацетилхолин выполняет функцию медиатора в холинергической системе. Он синтезируется из холина и ацетил-КоА в окончаниях холинергических нейронов под действием холинацетилтрансферазы (ХАТ). В настоящее время холинореактивные системы делят на м-(мускариночувствительные) и н-(никотиночувствительные) системы. Эти системы обнаружены как в периферических отделах нервной системы, так и в разных структурах головного мозга.

Группы холинергических нейронов в основном локализованы в медиальном ядре перегородки, базальных гигантоклеточных ядрах (супраоптическое и паравентрикулярное), ядрах моста, в диагональной связке, полосатом теле, в прилежащем ядре (nucleus accumbence). В последних двух образованиях сосредоточены преимущественно дофаминергические нейроны. Аксоны холинергических нейронов проецируются на кору больших полушарий, в область таламуса и гиппокампа.

Ацетилхолин является преимущественно возбуждающим медиатором, хотя в ряде случаев может выполнять и тормозную функцию.

Холинергические нейроны участвуют в реализации функций памяти и обучения, регуляции движений. В ретикулярной формации мозга они принимают участие в контроле за уровнем бодрствования.

Ацетилхолин

В спинном мозге ацетилхолин выполняет функцию нейромедиатора в синапсах, образуемых альфа-мотонейронами на клетках Рейншоу, такую же функцию это соединение осуществляет в нервно-мышечных синапсах скелетных мышц.

Скорость реакции синтеза ацетилхолина лимитируется концентрацией холина в синаптическом окончании. Синтезированный медиатор депонируется в синаптических везикулах в результате активного транспорта с участием Mg 2±зависимой АТФазы.

Основным механизмом выделения ацетилхолина в синаптическую щель, способствующим формированию постсинаптического потенциала действия, является Ca2±зависимый экзоцитоз. Деполяризация нервного окончания, увеличивающая проницаемость пресинаптической мембраны для Ca2+, является необходимым условием выделения ацетилхолина.

После взаимодействия медиатора с рецептором, ацетилхолин разрушается под действием ацетилхолинестэразы (АХЭ), локализованной на постсинаптической мембране. Образовавшийся при расщеплении свободный холин с помощью специфической системы транспорта подвергается обратному захвату в пресинаптических окончаниях (Ещенко Н.Д., 2004).

Активация холинергических нейронов вызывает возбуждение эффекторных клеток и опосредуется холинорецепторами (ХР), которые на основании избирательной чувствительности к никотину и мускарину были разделены на два типа: никотиновые (н-) и мускариновые (м-) холинорецепторы.

Никотиновые рецепторы опосредуют быстрые и краткосрочные эффекты, мускариновые — медленные и длительные. Кроме того, известно, что н-ХР относятся к инотропным, а м-ХР к метаботропным рецепторам.

Некоторые психофармакологические препараты, например, такие как экстракт белладонны, обладают блокирующим эффектом по отношению к холинореактивным системам подкорковых образований головного мозга. Препарат тропацин, влияющий на н-холинореактивные системы и, в частности, на центральные н-холинорецепторы, оказался эффективным при паркинсонизме. Амизил и метамизил, легко проникающие в ЦНС через гематоэнцефалический барьер, влияют на центральные н-холинореактивные системы. Одни холинолитические препараты в свое время было предложено использовать в качестве транквилизаторов (анксиолитиков), другие, влияющие на н-холинореактивные системы (циклодол), стали применять при паркинсонизме.

В конце годов ХХ столетия ряд ученых Германии, Австралии и США предложил «мускаринергическую теорию» происхождения шизофрении, в которой важное значение в генезе этого заболевания отводится медиатору мускарину.

В нейронной сети больных шизофренией в последнее время был обнаружен дефицит никотина, что, согласно R. Freedman et al. (2006), делает понятным стремление последних к интенсивному потреблению никотина с помощью курения табака. По мнению авторов, нарушение межнейронного функционирования в первую очередь зависит от измененной активности альфа — 7 — никотинового рецептора.

Источник

Ацетилхолин на что влияет

На рисунке показаны также многочисленные ацетилхолиновые рецепторы в мембране мышечного волокна, представляющие собой управляемые ацетилхолином ионные каналы. Практически все эти каналы расположены вблизи устьев субневральных углублений, лежащих непосредственно под местом локализации плотных полосок, где ацетилхолин выделяется в синаптическое пространство.

Выделение ацетилхолина из синаптических пузырьков в пресинаптической мембране нервно-мышечного соединения.
Обратите внимание на близость участков освобождения медиатора в пресинаптической мембране к ацетилхолиновым рецепторам мембраны мышечного волокна в устьях субневральных углублений.

Каждый рецептор представляет собой белковый комплекс с общей молекулярной массой 275000. Комплекс состоит из пяти белковых субъединиц, две из которых являются альфабелками, а три представлены бета-, дельта- и гамма-белками. Эти белковые молекулы пронизывают мембрану насквозь, располагаясь бок о бок по кругу и формируя трубчатый канал. Канал остается суженным (часть А), пока две молекулы ацетилхолина не прикрепятся соответствующим образом к двум альфа-белковым субъединицам. Это вызывает конформационное изменение, открывающее канал (часть Б).

Открытый ацетилхолиновый канал имеет диаметр около 0,65 нм — достаточно большой, чтобы позволить положительным ионам натрия, калия и кальция легко двигаться через отверстие. Напротив, отрицательные ионы, например ионы хлора, не проходят через канал, поскольку их отталкивает сильный отрицательный заряд в устье канала.

Фактически через ацетилхолиновые каналы течет гораздо больше ионов натрия, чем других ионов, по двум причинам. Во-первых, только два положительно заряженных иона имеются в высокой концентрации: ионы натрия во внеклеточной жидкости и ионы калия во внутриклеточной жидкости. Во-вторых, сильный отрицательный потенциал внутри мышечного волокна (-80-90 мВ) притягивает положительно заряженные ионы натрия внутрь волокна, одновременно предупреждая утечку положительно заряженных ионов калия, когда они пытаются выйти наружу.

Ацетилхолиновый канал:
А. Закрытое состояние.
Б. После прикрепления ацетилхолина (АХ) и конформационного изменения, открывающего канал, ионы натрия входят внутрь мышечного волокна, вызывая развитие потенциала концевой пластинки. Обратите внимание, что отрицательные заряды устья канала препятствуют движению отрицательных ионов, например ионов хлора.

Как показано на рисунке выше, основной целью открытия управляемых ацетилхолином каналов является обеспечение возможности входа внутрь волокна большого количества ионов натрия, несущих с собой положительные заряды. При этом с внутренней стороны мембраны мышечного волокна возникает местный положительный потенциал, называемый потенциалом концевой пластинки. Этот потенциал, в свою очередь, инициирует потенциал действия, который распространяется вдоль мембраны мышечного волокна, вызывая мышечное сокращение.

Разрушение выделенного ацетилхолина ацетилхолинэстеразой. Ацетилхолиновые рецепторы продолжают активироваться, пока в синаптическом пространстве остается выделившийся в него ацетилхолин. Однако он быстро удаляется двумя способами: (1) основная часть ацетилхолина разрушается ферментом ацетилхолинэстеразой, который в основном связан с рыхлым слоем мелкопористой соединительной ткани, заполняющей синаптическое пространство между пресинаптическим нервным окончанием и постсинаптической мышечной мембраной; (2) небольшое количество ацетилхолина диффундирует из синаптического пространства, и он больше не может воздействовать на мембрану мышечного волокна.

Короткий период времени, в течение которого ацетилхолин остается в синаптическом пространстве (обычно несколько миллисекунд), в норме достаточен для возбуждения мышечного волокна. Быстрое удаление ацетилхолина предупреждает непрерывное повторное возбуждение мышечного волокна после того, как оно восстановилось после первичного потенциала действия.

Внезапное повышение мембранного потенциала в нервном волокне более чем на 20-30 мВ достаточно для инициации процесса открытия все большего количества натриевых каналов, что сопровождается возникновением потенциала действия на мембране мышечного волокна.

Потенциалы концевой пластинки:
А. Низкоамплитудный потенциал концевой пластинки, зарегистрированный от кураризированной мышцы и недостаточный для вызова потенциала действия.
Б. Нормальный потенциал концевой пластинки, вызывающий потенциал действия в мембране мышечного волокна.
В. Низкоамплитудный потенциал концевой пластинки, возникающий на фоне действия ботулинового токсина, уменьшающего выделение ацетилхолина.
Амплитуда этого потенциала также недостаточна для развития потенциала действия в мембране мышечного волокна.

На рисунке показан принцип, лежащий в основе развития потенциала действия при возникновении потенциала концевой пластинки. Потенциалы А и В слишком слабы для возбуждения потенциала действия, а потенциал Б гораздо сильнее и вызывает открытие достаточного числа натриевых каналов, поэтому саморегенеративный эффект входа все большего числа ионов натрия внутрь волокна приводит к появлению потенциала действия.

Низкая амплитуда потенциала концевой пластинки в точке А обусловлена отравлением мышечного волокна кураре — лекарственным средством, блокирующим действие ацетилхолина на ацетилхолиновые каналы в связи с конкуренцией за места связи ацетилхолиновых рецепторов. Снижение амплитуды потенциала концевой пластинки в точке В является результатом действия ботулипового токсина — бактериального яда, снижающего количество ацетилхолина, выделяемого нервными окончаниями.

Фактор надежности проведения возбуждения в нервно-мышечном соединении. Утомление синапса. Обычно каждый импульс, приходящий к нервно-мышечному соединению, примерно в 3 раза больше потенциала концевой пластинки, необходимого для возбуждения мышечного волокна. В связи с этим говорят, что нормальное нервно-мышечное соединение имеет высокий фактор надежности. Однако стимуляция нервного волокна с частотой выше 100 раз в секунду в течение нескольких минут часто уменьшает число ацетилхолиновых везикул настолько, что импульсы перестают передаваться на мышечное волокно.

Это явление называют утомлением нервно-мышечного соединения, и такой же эффект приводит к утомлению синапсов центральной нервной системы при их перевозбуждении. При нормальных функциональных состояниях заметное утомление нервно-мышечного соединения возникает редко и лишь при истощающем уровне мышечной активности.

— Вернуться в оглавление раздела «Физиология человека.»

Источник

Ацетилхолин и его функции

Содержание

Холинергический синапс [ править | править код ]

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.

Ацетилхолин [ править | править код ]

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.

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.

Источник