Cholinerginės sinapsės yra vieta, kur susiliečia du neuronai arba neuronas ir efektorinė ląstelė, kuri gauna signalą. Sinapsė susideda iš dviejų membranų – presinapsinės ir postsinapsinės, taip pat sinapsinio plyšio. Nervinis impulsas perduodamas per tarpininką, tai yra siųstuvą. Tai atsitinka dėl receptorių ir mediatoriaus sąveikos postsinapsinėje membranoje. Tai yra pagrindinė cholinerginės sinapsės funkcija.
Tarpininkas ir receptoriai
Parasimpatinėje NS tarpininkas yra acetilcholinas, receptoriai yra dviejų tipų cholinerginiai receptoriai: H (nikotinas) ir M (muskarinas). M-cholinomimetikai, turintys tiesioginį veikimo pobūdį, gali stimuliuoti postsinapsinio tipo membranos receptorius.
Acetilcholino sintezė vykdoma neuronų cholinerginių galūnių citoplazmoje. Jis susidaro iš cholino, taip pat iš acetilkofermento-A, kuris turi mitochondrijų.kilmės. Sintezė vyksta veikiant citoplazminiam fermentui cholino acetilazei. Acetilcholinas nusėda sinapsinėse pūslelėse. Kiekvienoje iš šių pūslelių gali būti iki kelių tūkstančių acetilcholino molekulių. Nervinis impulsas provokuoja acetilcholino molekulių išsiskyrimą į sinapsinį plyšį. Po to jis sąveikauja su cholinerginiais receptoriais. Cholinerginės sinapsės struktūra yra unikali.
Pastatas
Remiantis biochemikų turimais duomenimis, neuromuskulinės sinapsės cholinerginiai receptoriai gali apimti 5 b altymų subvienetus, kurie supa jonų kanalą ir praeina per visą membranos storį, kurią sudaro lipidai. Acetilcholino molekulių pora sąveikauja su α-subvienetų pora. Dėl to jonų kanalas atsidaro ir postsinapsinė membrana depoliarizuojasi.
Cholinerginių sinapsių tipai
Cholinoreceptoriai yra skirtingos lokalizacijos ir taip pat skirtingai jautrūs farmakologinių medžiagų poveikiui. Pagal tai jie išskiria:
- Maskarinui jautrūs cholinerginiai receptoriai – vadinamieji M-cholinerginiai receptoriai. Muskarinas yra alkaloidas, randamas daugelyje nuodingų grybų, pvz., musmirės.
- Nikotinui jautrūs cholinerginiai receptoriai – vadinamieji H-cholinerginiai receptoriai. Nikotinas yra alkaloidas, randamas tabako lapuose.
Jų vieta
Pirmieji yra postsinapsinėje ląstelių membranoje kaip efektorinių organų dalis. Jie yra galepostganglioninės parasimpatinės skaidulos. Be to, jie taip pat randami autonominių ganglijų neuroninėse ląstelėse ir smegenų žievėje. Nustatyta, kad skirtingos lokalizacijos M-cholinerginiai receptoriai yra nevienalyčiai, o tai sukelia skirtingą cholinerginių sinapsių jautrumą farmakologinio pobūdžio medžiagoms.
Peržiūros priklausomai nuo vietos
Biochemikai išskiria kelis M-cholinerginių receptorių tipus:
- Yra autonominiuose ganglijose ir centrinėje nervų sistemoje. Pirmųjų ypatumas yra tas, kad jie yra lokalizuoti už sinapsių – M1-cholinerginių receptorių.
- Įsikūręs širdyje. Kai kurie iš jų padeda sumažinti acetilcholino M2-cholinerginių receptorių išsiskyrimą.
- Yra lygiuosiuose raumenyse ir daugumoje endokrininių liaukų – M3-cholinerginiuose receptoriuose.
- Yra širdyje, plaučių alveolių sienelėse, centrinėje nervų sistemoje – M4-cholinerginiai receptoriai.
- Yra centrinėje nervų sistemoje, akies rainelėje, seilių liaukose, mononuklearinėse kraujo ląstelėse – M5-cholinerginiuose receptoriuose.
Poveikis cholinerginiams receptoriams
Dauguma žinomų farmakologinių medžiagų, veikiančių M-cholinerginius receptorius, poveikio yra susijusi su šių medžiagų sąveika su postsinapsiniais M2 ir M3 cholinerginiais receptoriais.
Panagrinėkime toliau pateiktą vaistų, skatinančių cholinergines sinapses, klasifikaciją.
H-cholinerginiai receptoriai yra ganglioninių neuronų postsinapsinėje membranoje kiekvienos preganglioninės skaidulos (parazimpatinės ir simpatinės) galuoseganglijai), miego sinuso zonoje, antinksčių šerdyje, neurohipofizėje, Renshaw ląstelėse, griaučių raumenyse. Įvairių H-cholinerginių receptorių jautrumas medžiagoms yra nevienodas. Pavyzdžiui, H-cholinerginiai receptoriai autonominių ganglijų struktūroje (neutralaus tipo receptoriai) labai skiriasi nuo H-cholinerginių skeleto raumenų receptorių (raumenų tipo receptorių). Būtent ši jų savybė leidžia selektyviai blokuoti ganglijas specialiomis medžiagomis. Pavyzdžiui, kurapodo medžiagos gali blokuoti neuromuskulinį perdavimą.
Presinapsiniai cholinerginiai receptoriai ir adrenoreceptoriai dalyvauja reguliuojant acetilcholino išsiskyrimą neuroefektoriaus pobūdžio sinapsėse. Šių receptorių sužadinimas slopins acetilcholino išsiskyrimą.
Acetilcholinas sąveikauja su H-cholinerginiais receptoriais ir keičia jų konformaciją, padidina postsinapsinės membranos pralaidumą. Acetilcholinas sužadina natrio jonus, kurie vėliau prasiskverbia į ląstelę, ir tai lemia postsinapsinės membranos depoliarizaciją. Iš pradžių atsiranda vietinis sinapsinis potencialas, kuris pasiekia tam tikrą vertę ir pradeda veiksmo potencialo generavimo procesą. Po to vietinis sužadinimas, kuris apsiriboja sinapsine sritimi, pradeda plisti per visą ląstelės membraną. Jei atsiranda M-cholinerginių receptorių stimuliacija, antrieji pasiuntiniai ir G b altymai vaidina svarbų vaidmenį perduodant signalą.
Acetilcholinas veikiaper labai trumpą laiką. Taip yra dėl to, kad jis greitai hidrolizuojamas veikiant fermentui acetilcholinesterazei. Cholinas, susidarantis acetilcholino hidrolizės metu, bus užfiksuotas per pusę tūrio presinapsinėmis galūnėmis ir pernešamas į ląstelės citoplazmą, kad vėliau vyktų acetilcholino biosintezė.
Medžiagos, veikiančios cholinergines sinapses
Farmakologinės ir įvairios cheminės medžiagos gali paveikti daugelį procesų, susijusių su sinapsiniu perdavimu:
- Acetilcholino sintezės procesas.
- Tarpininko atleidimo procesas. Pavyzdžiui, karbacholinas gali sustiprinti acetilcholino išsiskyrimą, o botulino toksinas gali trukdyti neurotransmiterio išsiskyrimui.
- Acetilcholino ir cholinerginio receptoriaus sąveikos procesas.
- Fermentinio pobūdžio acetilcholino hidrolizė.
- Cholino, susidarančio dėl acetilcholino hidrolizės, sugavimo presinapsinėmis galūnėmis procesas. Pavyzdžiui, hemicholinas gali slopinti neuronų pasisavinimą ir cholino transportavimą į ląstelės citoplazmą.
Klasifikacija
Cholinergines sinapses stimuliuojančios priemonės gali turėti ne tik šį, bet ir anticholinerginį (depresinį) poveikį. Kaip pagrindą tokių medžiagų klasifikavimui biochemikai naudoja šių medžiagų veikimo kryptį įvairiems cholinerginiams receptoriams. Jeigulaikantis šio principo, tada cholinerginius receptorius veikiančios medžiagos gali būti klasifikuojamos taip:
- Medžiagos, veikiančios M-cholinerginius ir H-cholinerginius receptorius: cholinomimetikai yra acetilcholinas ir karbacholis, o anticholinerginiai - ciklodolis.
- Anticholinesterazės pobūdžio priemonės. Tai fizostigmino salicilatas, prozerinas, galantamino hidrobromidas, arminas.
- Medžiagos, turinčios įtakos cholinerginėms sinapsėms. Cholinomimetikai yra pilokarpino hidrochloridas ir aceklidinas, anticholinerginiai vaistai – atropino sulfatas, matacinas, platifilino hidrotartratas, ipratropiumo bromidas, skopalamino hidrobromidas.
- Medžiagos, veikiančios H-cholinerginius receptorius. Cholinomimetikai yra citotonas ir lobelino hidrochloridas. N-cholinerginius blokatorius galima suskirstyti į dvi grupes. Pirmoji – ganglionus blokuojančios medžiagos. Tai apima benzoheksonį, gigronį, pentaminą, arfonadą, pirileną. Antrajai grupei priklauso į kurarę panašios medžiagos. Tai apima periferinius raumenis atpalaiduojančius vaistus, tokius kaip tubokurarino chloridas, pankuronio bromidas, pipekuronio bromidas.
Išsamiai išnagrinėjome vaistus, kurie veikia cholinergines sinapses.
