Регуляция кровотока в нервной ткани. Значение синаптического взаимодействия нейронов и астроцитов. Взаимодействие астроцитов с эндотелием сосудов головного мозга
Модуляция кровотока и диаметра кровеносных сосудов — астроциты способны к генерации кальциевых сигналов в ответ на нейрональную активность.Астроглия участвует в контроле кровотока, регулирует высвобождение некоторых специфических веществ.
23. Интеграция синаптических входов. Взаимодействие между различныминейромедиаторами: их суммарный эффект. Возбуждающий постсинаптический потенциал. Возбуждающие нейромедиаторы. Ингибиторный постсинаптический потенциал. Тормозные нейромедиаторы.
Интеграция синаптических входов
Если возбуждающий синапс силен, то потенциал действия пресинаптического нейрона вызы-
вает потенциал действия постсинаптического нейрона. Однако если возбуждающий синапс
слаб, то возбуждающий постстинаптический потенциал (EPSP) не достигает границы иници-
ации потенциала действия. В головном мозге каждый нейрон получает множество сигналов
от различных нейронов и, если к нейрону одновременно приходят несколько возбуждающих
сигналов, то нейрон суммирует эти сигналы, что обеспечивает усиление пресинаптического
потенциала действия, которого достаточно для инициации постсинаптического потенциала.
Этот процесс называется суммированием. С другой стороны, пресинаптический нейрон вы-
свобождающий ингибиторный нейромедиатор такой как ГАМК может вызывать ингибитор-
ный постсинаптический потенциал в постсинаптическом нейроне, снижая его возбудимость.
Возбуждающий постсинаптический потенциал
Возбуждающий постсинаптический потенциал (EPSP) — изменение мембранногопотенциа-
ла постсинаптических нейронов вследствие стимуляции рецепторов возбуждающих нейро-
трансмиттеров. Наиболее изучены норадреналин и ацетилхолин.
Ингибиторный постсинаптический потенциал
Ингибиторный постсинаптический потенциал (IPSP) — изменение мембранного потенциала
постсинаптических нейронов вследствие стимуляции рецепторов ингибиторных нейротранс-
миттеров. Наиболее изучены ГАМК и глицин.
Норадреналин. Функции. Ферменты, участвующие в синтезе норадреналина. Типы рецепторов норадреналина. Высвобождение и деградация норадреналина. Механизм нейрональной трансдукции с вовлечением рецепторов норадреналина.
Норадреналин — главный симпатический нейромедиаторцентральной и симпатической
нервной системы.
Функции норадреналина
Норадреналин выделяется адренергическими нейронами центральной и симпатической нерв-
ной системы. Действие норадреналина осуществляется через адренергические рецепторы
нейронов и периферических тканей. Функция норадреналина характеризуется ответом ≪борь-
ба-или-бегство≫. При этом повышается артериальное давление, расширяются зрачки, повы-
шается частота сердечных сокращений.
Синтез
Норадреналин синтезируется из предшественников в несколько этапов:
1)окисление тирозина (образуется диоксифенилаланин — ДОФА);
2)декарбоксилирование ДОФА (образуется дофамин);
3) гидроксилирование дофамина (образуется норадреналин).
Деградация
У млекопитающих норадреналин разрушается до различных метаболитов:
1)норметанефрин посредством катехол-O-метилтрансферазы (COMT);
2) 3,4-дигидроксиминдальная кислота посредством моноаминоксидазы (MAO);
3)3-метокси-4-гидроксиминдальная кислота посредством MAO;
4)3-метокси-4-гидроксифенилгликол посредством MAO.
Везикулярный транспорт
Между этапами декарбоксилирования и гидроксилирования норадреналин переносится в ве-
зикулы посредством везикулярных транспортеров моноаминов (VMAT).
Высвобождение
Высвобождение норадреналина из везикул модулируется α2-адренорецепторами — отрица-
тельная обратная связь.
Рецепторы
Адренергические рецепторы — класс G-протеин-ассоциированных рецепторов. Функцио-
нально выделяют 2 главные группы рецепторов: α-адренорецепторы (α1 и α2-адренорецепто-
ры) и β-адренорецепторы.
α1-Адренорецепторы сопряжены с Gq-протеином, активирующим фосфолипазу C (PLC). В
свою очередь PLC высвобождает инозитолтрифосфат, который стимулирует выход Ca2+ из эн-
доплазматическогоретикулума. Поэтому стимуляция α1-адренорецепторов вызывает высво-
бождениенейромедиаторов и сокращение гладкихмиоцитов.
α2-Адренорецепторы сопряжены с Gi-протеином, поэтому их стимуляция ингибирует аде-
нилатциклазу, что приводит к снижению продукции цАМФ. Поэтому стимуляция α2-адрено-
рецепторов вызывает сокращение гладких миоцитов и ингибированием высвобождения ней-
ротрансмиттера.
β-Адренорецепторы сопряжены с Gs-протеином, поэтому их стимуляция активирует аде-
нилатциклазу, продуцирующую цАМФ. Это приводит к повышению частоты сердечных со-
кращений, расслаблению гладких миоцитов и гликогенолизу .
Ацетилхолин. Функции. Ферменты, участвующие в синтезе и инактивации ацетилхолина. Типы рецепторов ацетилхолина. Механизм нейрональной трансдукции с вовлечением рецепторов ацетилхолина.
Ацетилхолин — нейротрансмиттер периферической и центральной нервной системы.
Функция
В периферической нервной системе ацетилхолин стимулирует сокращение мышц. Ацетилхо-
лин вызывает открытие лиганд-открываемых натриевых каналов клеточной мембраны. Вход
Na+ вызывает сокращение мышц. В то же время, сократимость кардиомиоцитов снижается.
Эти различия обусловлены разными типами рецепторов ацетилхолина. В автономной нерв-
ной системе ацетилхолин высвобождается во всех пре- и постганглионарныхпарасимпатиче-
скихнейронах, во всех преганглионарных симпатических нейронах, некоторых постганглио-
нарных симпатических нейронах (например, в потовых железах).
В центральной нервной системе ацетилхолин выполняет функцию нейромодулятора.
Синтез и деградация
Ацетилхолин синтезируется некоторыми нейронами посредством холинацетилтрансферазы
из холина и ацетил-КоА.
Ацетилхолинэстераза превращает ацетилхолин в неактивные метаболиты холин и ацетат.
Этим ферментом богаты пре- и постсинаптические мембраны клеток.
Рецепторы
Существуют два основных класса рецепторов ацетилхолина: никотиновые рецепторы ацетил-
холина (nAChR) и мускариновые рецепторы ацетилхолина (mAChR).
Никотиновые рецепторы ацетилхолина являются ионотропными каналами, проницаемых для
ионов Na+ и K+. Стимуляция Н-холинорецепторов вызывает деполяризацию мембраны клет-
ки-мишени. Десенситизация Н-холинорецепторовобусловленафосфорилированием их субъ-
единиц посредством PLA и PLC.
Мускариновые рецепторы ацетилхолина являются метаботропными G-протеин-ассоцииро-
ванными рецепторами. Стимуляция М-холинорецепторов вызывает биохимические каскады,
сопряженные с продукцией вторичных посредников и открытием ионных каналов.