Synapsy cholinergiczne to miejsce, w którym stykają się dwa neurony lub neuron i komórka efektorowa odbierająca sygnał. Synapsa składa się z dwóch błon - presynaptycznej i postsynaptycznej oraz szczeliny synaptycznej. Przekazywanie impulsu nerwowego odbywa się za pośrednictwem mediatora, czyli substancji transmitującej. Dzieje się tak w wyniku interakcji receptora i mediatora na błonie postsynaptycznej. Jest to główna funkcja synapsy cholinergicznej.
Mediator i receptory
W przywspółczulnym NS mediatorem jest acetylocholina, receptorami są receptory cholinergiczne dwóch typów: H (nikotyna) i M (muskarynowa). M-cholinomimetyki, które mają bezpośredni rodzaj działania, mogą stymulować receptory na błonie typu postsynaptycznego.
Synteza acetylocholiny odbywa się w cytoplazmie neuronalnych zakończeń cholinergicznych. Powstaje z choliny, a także z acetylokoenzymu-A, który ma działanie mitochondrialnepochodzenie. Synteza zachodzi pod działaniem enzymu cytoplazmatycznego acetylazy cholinowej. Acetylocholina odkłada się w pęcherzykach synaptycznych. Każdy z tych pęcherzyków może zawierać do kilku tysięcy cząsteczek acetylocholiny. Impuls nerwowy powoduje uwolnienie cząsteczek acetylocholiny do szczeliny synaptycznej. Następnie wchodzi w interakcję z receptorami cholinergicznymi. Struktura synapsy cholinergicznej jest wyjątkowa.
Budynek
Według danych, którymi dysponują biochemicy, receptor cholinergiczny synapsy nerwowo-mięśniowej może zawierać 5 podjednostek białkowych, które otaczają kanał jonowy i przechodzą przez całą grubość błony, która składa się z lipidów. Para cząsteczek acetylocholiny oddziałuje z parą podjednostek α. Powoduje to otwarcie kanału jonowego i depolaryzację błony postsynaptycznej.
Rodzaje synaps cholinergicznych
Cholinoreceptory są różnie zlokalizowane, a także różnie wrażliwe na działanie substancji farmakologicznych. Zgodnie z tym rozróżniają:
- Receptory cholinergiczne wrażliwe na maskarynę – tak zwane receptory M-cholinergiczne. Muscarine to alkaloid znajdujący się w wielu trujących grzybach, takich jak muchomor.
- Receptory cholinergiczne wrażliwe na nikotynę – tak zwane receptory H-cholinergiczne. Nikotyna to alkaloid znajdujący się w liściach tytoniu.
Ich lokalizacja
Pierwsze są zlokalizowane w błonie postsynaptycznej komórek jako część narządów efektorowych. Znajdują się na końcupostganglionowe włókna przywspółczulne. Ponadto znajdują się one również w komórkach neuronalnych zwojów autonomicznych oraz w korze mózgowej. Ustalono, że receptory M-cholinergiczne o różnej lokalizacji są niejednorodne, co powoduje różną wrażliwość synaps cholinergicznych na substancje o charakterze farmakologicznym.
Widoki w zależności od lokalizacji
Biochemicy rozróżniają kilka typów receptorów M-cholinergicznych:
- Zlokalizowany w zwojach autonomicznych iw ośrodkowym układzie nerwowym. Osobliwością tych pierwszych jest to, że są zlokalizowane poza synapsami - receptory cholinergiczne M1.
- Zlokalizowany w sercu. Niektóre z nich pomagają zmniejszyć uwalnianie acetylocholiny – receptorów cholinergicznych M2.
- Zlokalizowany w mięśniach gładkich i w większości gruczołów dokrewnych - receptory cholinergiczne M3.
- Zlokalizowany w sercu, w ścianach pęcherzyków płucnych, w ośrodkowym układzie nerwowym – receptory cholinergiczne M4.
- Zlokalizowany w ośrodkowym układzie nerwowym, w tęczówce oka, w gruczołach ślinowych, w jednojądrzastych krwinkach - receptory cholinergiczne M5.
Wpływ na receptory cholinergiczne
Większość efektów znanych substancji farmakologicznych, które wpływają na receptory M-cholinergiczne, jest związana z interakcją tych substancji i postsynaptycznych receptorów cholinergicznych M2 i M3.
Rozważmy poniższą klasyfikację leków stymulujących synapsy cholinergiczne.
Receptory H-cholinergiczne są zlokalizowane w błonie postsynaptycznej neuronów zwojowych na końcach każdego z włókien przedzwojowych (w układzie przywspółczulnym i współczulnymzwoje), w strefie zatoki szyjnej, w rdzeniu nadnerczy, w przysadce nerwowej, w komórkach Renshawa, w mięśniach szkieletowych. Wrażliwość różnych receptorów H-cholinergicznych nie jest taka sama na substancje. Na przykład receptory H-cholinergiczne w strukturze zwojów autonomicznych (receptory typu neutralnego) różnią się znacznie od receptorów H-cholinergicznych w mięśniach szkieletowych (receptory typu mięśniowego). To właśnie ta ich cecha umożliwia selektywne blokowanie zwojów za pomocą specjalnych substancji. Na przykład substancje kurarepodów mogą blokować transmisję nerwowo-mięśniową.
Presynaptyczne receptory cholinergiczne i adrenoreceptory są zaangażowane w regulację uwalniania acetylocholiny w synapsach o charakterze neuroefektorowym. Pobudzenie tych receptorów hamuje uwalnianie acetylocholiny.
Acetylocholina oddziałuje z receptorami H-cholinergicznymi i zmienia ich konformację, zwiększa poziom przepuszczalności błony postsynaptycznej. Acetylocholina działa pobudzająco na jony sodu, które następnie wnikają do komórki, co prowadzi do depolaryzacji błony postsynaptycznej. Początkowo powstaje lokalny potencjał synaptyczny, który osiąga określoną wartość i rozpoczyna proces generowania potencjału czynnościowego. Następnie pobudzenie lokalne, które ogranicza się do regionu synaptycznego, zaczyna rozprzestrzeniać się na całą błonę komórkową. Jeśli wystąpi stymulacja receptora M-cholinergicznego, wówczas w przekazywaniu sygnału istotną rolę odgrywają przekaźniki wtórne i białka G.
Acetylocholina działaw bardzo krótkim czasie. Wynika to z faktu, że ulega szybkiej hydrolizie w wyniku działania enzymu acetylocholinoesterazy. Cholina, która powstaje podczas hydrolizy acetylocholiny, zostanie wychwycona przez zakończenia presynaptyczne w połowie objętości i przetransportowana do cytoplazmy komórki w celu dalszej biosyntezy acetylocholiny.
Substancje działające na synapsy cholinergiczne
Farmakologiczne i różne chemikalia mogą wpływać na wiele procesów związanych z transmisją synaptyczną:
- Proces syntezy acetylocholiny.
- Proces zwolnienia mediatora. Na przykład karbacholina może nasilać uwalnianie acetylocholiny, a toksyna botulinowa może zakłócać uwalnianie neuroprzekaźnika.
- Proces interakcji między acetylocholiną a receptorem cholinergicznym.
- Hydroliza acetylocholiny o charakterze enzymatycznym.
- Proces wychwytywania choliny powstałej w wyniku hydrolizy acetylocholiny przez zakończenia presynaptyczne. Na przykład hemicholinium jest w stanie hamować wychwyt neuronalny i transport choliny do cytoplazmy komórki.
Klasyfikacja
Środki stymulujące synapsy cholinergiczne mogą mieć nie tylko ten efekt, ale także działanie antycholinergiczne (depresyjne). Jako podstawę do klasyfikacji takich substancji biochemicy wykorzystują kierunek działania tych substancji na różne receptory cholinergiczne. Jeśliprzestrzegają tej zasady, wówczas substancje wpływające na receptory cholinergiczne można sklasyfikować w następujący sposób:
- Substancje wpływające na receptory M-cholinergiczne i H-cholinergiczne: cholinomimetyki obejmują acetylocholinę i karbachol, a antycholinergiczne - cyklodol.
- Środki o charakterze antycholinesterazy. Należą do nich salicylan fizostygminy, prozerin, bromowodorek galantaminy, armina.
- Substancje wpływające na synapsy cholinergiczne. Cholinomimetyki obejmują chlorowodorek pilokarpiny i aceklidynę, antycholinergiczne obejmują siarczan atropiny, matatynę, hydrowinian platyfillin, bromek ipratropium, bromowodorek skopalaminy.
- Substancje wpływające na receptory H-cholinergiczne. Cholinomimetyki obejmują cytiton i chlorowodorek lobeliny. Blokery N-cholinergiczne można podzielić na dwie grupy. Pierwszym z nich są środki blokujące zwoje. Należą do nich benzoheksonium, gigroniu, pentamina, arfonad, pirylen. Druga grupa obejmuje substancje podobne do kurary. Należą do nich środki zwiotczające mięśnie obwodowe, takie jak chlorek tubokurarynowy, bromek pankuronium, bromek pipekuronium.
Przyjrzeliśmy się szczegółowo lekom, które wpływają na synapsy cholinergiczne.
