Нейромедиаторы (нейротрансмиттеры): общие сведения

Ацетилхолин: общие сведения

Ацетилхолин относится к числу самых важных нейромедиаторов мозга.

Самая выдающаяся роль ацетилхолина реализуется в нейромышечной передаче, где он является возбуждающим трансмиттером. Известно, что ацетилхолин может оказывать как возбуждающее, так и ингибирующее действие. Это зависит от природы ионного канала, который он регулирует при взаимодействии с соответствующим рецептором.

Нейротрансмиттер ацетилхолин высвобождается из везикул в пресинаптических нервных терминалях и связывается как с никотиновыми рецепторами, так и мускариновыми рецепторами на поверхности клетки. Эти два типа ацетихолиновых рецепторов значительно отличается как по структуре, так и по функциям.

Ацетилхолиновый никотиновый (холинергический) рецептор

Наиболее хорошо изученным рецептором-ионным каналом является ацетилхолиновый никотиновый рецептор (рис. 2.1, рис 2.2) Свое название никотиновый ацетилхолиновый рецептор получил из-за его сродства к никотину. Никотин связывается непосредственно с a- субьединицей рецептора и стимулирует открывание неспецифического катионного канала, сформированного различными комбинациями a2, b, гамма, дельта и эпсилон субьединиц. В нейромышечной системе ацетилхолин действует через никотиновые холинергические рецепторы и вызывает сокращение скелетной мускулатуры. Он также передает сигнал внутри нервной системы. Эти рецепторы являются неспецифическими ионными каналами, которые проводят Na+ и K+. Антагонистом для никотиновых рецепторов является тубокурарин. Никотиновые рецепторы являются членами суперсемейства мембранных белков, включающих рецепторы серотонина (5-гидрокситриптамин, 5-НТ), рецепторы для глицина и рецепторы ГАМК (гамма-аминомасляной кислоты). Ацетилхолиновый рецептор - лиганд-зависимый ионный канал в постсинаптической мембране мышечного волокна. Это молекула массой 250 000 дальтон представляет собой пентамерный гликопротеин, состоящий из трансмембранных полипептидов четырех разных типов, каждый их которых кодируется отдельным геном, хотя они все во многом сходны по последовательности аминокислот, что говорит о происхождении их генов от общего гена-предшественника. Два из пяти полипептидов пентамера идентичны и образуют места связывания ацетилхолина. Две молекулы ацетилхолина присоединяются к пентамерному комплексу и вызывают конформационное изменение, приводящее к открытию канала. Пентамер объединяет две (по 461 аминокислоте) альфа-субъединицы, одну (493 аминокислоты) бета-субъединицу, одну (506 аминокислот) гамма-субъединицу и одну (522 аминокислоты) дельта-субъединицу. Каждая из субъединиц образует 4 трансмембранных сегмента (рис. 1.11а), а все вместе 5 субъединиц компактно собраны вокруг центральной ионной поры (рис. 1.11б). Когда лиганд, в данном случае ацетилхолин (АХ), присоединяется к сайтам связывания двух альфа-субъединиц, канал открывается и одновалентные катионы двигаются по электрохимическому градиенту. Ацетилхолин-зависимый канал, подобно потенциал-зависимому натриевому каналу, имеет несколько дискретных альтернативных конформаций и в присутствии лиганда переходит из одного состояния в другое, внезапно открываясь или закрываясь. Связав ацетилхолин и перейдя в открытое состояние, канал остается некоторое время открытым, это время варьирует случайным образом и составляет в среднем 1 мс. При длительном воздействии ацетилхолина (что в нормальных условиях случается редко) канал переходит в состояние десенсибилизации, аналогичное инактивированоому состоянию натриевых каналов. В открытой конформации канал имеет просвет, сужающийся от наружного конца диаметром 2,5 нм к внутреннему концу диаметром 0,65 нм. Заряды распределены по стенке канала таким образом, что отрицательные ионы не проходят через него, а положительные могут проникать в клетку. Ток создают в основном ионы натрия и калия, а также некоторое количество ионов кальция. Так как в отношении катионов заметной избирательности нет, вклад каждого иона в канальный ток зависит от его концентрации и электрохимической движущей силы. Открытие каналов в ацетилхолиновых рецепторах приводит к значительному притоку катионов в клетку и в результате к деполяризации мембраны. Никотиновые холинергические рецепторы подразделяют на два типа- мышечный и нейрональный. Оба типа рецептора стимулируют токи Na, K и Ca за счет того, что формируют ионные каналы с электропроводимостью 50 pS (мышечный) и 15-40 pS (нейрональный), однако эти каналы существенно различаются по структуре: мышечный состоит из (альфа1)2 бета1 эпсилон, дельта (мышцы эмбриона или электрический орган ската) нейрональный - из альфа3бета2-субъединиц. Полипептидная цепь каждой из субъединиц 4 раза пронизывает мембрану. Альфа-субъединица, связывающая ацетилхолин, имеет 7, а бета-субъединица - 4 изоформы. Ацетилхолиновый никотиновый рецептор (Ah-рецептор), существует в неактивном состоянии в цитоплазме в комплексе с рядом белков, в том числе с pp60 src, которые высвобождаются при связывании рецептора с лигандом и фосфорилируют клеточные белки, индуцируя ряд генов. Белковый комплекса лиганд-(Ah-p)-рТБ взаимодействует с участком ДНК, называемым ксенобиотик чувствительный элемент (КЧЭ) (xenobiotic responsible element) и являющимся энхансером. В результате взаимодействия изменяется структура определенных участков ДНК и транскрипционные факторы получают доступ к началу считывания ряда структурных генов.

Рецепторы мускариновые холинергические

Ацетилхолиновый мускариновый рецептор относится к классу серпентиновых рецепторов, осуществляющих передачу сигнала через гетеротримерные G- белки.

Семейство мускариновых рецепторов впервые было обнаружено благодаря их способности связывать алкалоид мускарин. Мускариновые рецепторы были изначально разделены фармакологически на М1 и М2 типы, на основании различия в их чувствительности к пирензепину, оказавшемуся селективном антагонистом М1 рецептора. Показано, что стимуляция М1 рецептора активирует фосфолипазу С (PLC), приводя к высбождению вторичного мессенджера инозитол 3-фосфата и последующей мобилизации внутриклеточного кальция. Показано также, что ингибирование M2 рецептора подавляет активность аденилатциклазы, приводя к уменьшению внутриклеточного уровня сАМР. Мускариновые рецепторы можно разбить на подтипы в соответствии с их способностью мобилизовать внутриклеточный кальций (m1,m3,m5) или ингибировать аденилатциклазу (m2,m). Подтипы m1, m3 и m5 рецептора активируют фосфолипазы А2, С и D, тирозинкиназу и вход кальция. Подтипы M2, M также увеличивают активность фосфолипазы А2. В передаче сигнала с b-адренергического рецептора G белки.

Ацетилхолин - уксуснокислый эфир холина, является медиатором в нервно-мышечных соединениях, в пресинаптических окончаниях мотонейронов на клетках Реншоу, в симпатическом отделе вегетативной нервной системы - во всех ганглионарных синапсах, в синапсах мозгового вещества надпочечников и в постганглионарных синапсах потовых желез; в парасимпатическом отделе вегетативной нервной системы - также в синапсах всех ганглиев и в постганглионарных синапсах эффекторных органов. В ЦНС ацетилхолин обнаружен во фракциях многих отделов мозга, иногда в значительных количествах, однако центральных холинэргических синапсов обнаружить не удалось.

Ацетилхолин синтезируется в нервных окончаниях из холина, который поступает туда с помощью неизвестного пока транспортного механизма. Половина поступившего холина образуется в результате гидролиза ранее высвободившегося ацетилхолина, а остальная часть, по-видимому, поступает из плазмы крови. Фермент холин-ацетилтрансфераза образуется в соме нейрона и примерно за 10 дней транспортируется по аксону к пресинаптическим нервным окончаниям. Механизм поступления синтезированного ацетилхолина в синаптические пузырьки пока неизвестен.

По-видимому, лишь небольшая часть (15-20%) запаса ацетилхолина, который хранится в пузырьках, составляет фракцию немедленно доступного медиатора, готовую к высвобождению - спонтанно или под влиянием потенциала действия.

Депонированная фракция может мобилизоваться только после некоторой задержки. Это подтверждается, во-первых, тем, что вновь синтезированный ацетилхолин высвобождается примерно вдвое быстрее, чем ранее присутствовавший, во-вторых, при нефизиологически высоких частотах стимуляции количество ацетилхолина, высвобождаемое в ответ на один импульс, падает до такого уровня, при котором количество ацетилхолина, высвобождаемое в течение каждой минуты, остается постоянным. После блокады поглощения холина гемихолинием из нервных окончаний высвобождается не весь ацетилхолин. Следовательно, должна быть третья, стационарная фракция, которая, возможно, не заключена в синаптические пузырьки. Видимо, между этими тремя фракциями может происходить обмен. Гистологические коррелянты этих фракций еще не выяснены, но предполагают, что пузырьки, расположенные около синаптической щели, составляют фракцию немедленно доступного медиатора, тогда как остальные пузырьки соответствуют депонированной фракции или ее части.

На постсинаптической мембране ацетилхолин связывается со специфическими макромолекулами, которые называются рецепторами. Эти рецепторы, вероятно, представляют собой липопротеин с молекулярной массой около 300 000. Ацетилхолиновые рецепторы расположены только на наружной поверхности постсинаптической мембраны и отсутствуют в соседних постсинаптических областях. Плотность их составляет около 10 000 на 1 кв. мкм.

Ацетилхолин служит медиатором всех преганглионарных нейронов, постганглионарных парасимпатических нейронов, постганглионарных симпатических нейронов, иннервирующих мерокриновые потовые железы, и соматических нервов. Он образуется в нервных окончаниях из ацетил-КоA и холина под действием холинацетилтрансферазы. В свою очередь, холин активно захватывается пресинаптическими окончаниями из внеклеточной жидкости. В нервных окончаниях ацетилхолин хранится в синаптических пузырьках и высвобождается в ответ на поступление потенциала действия и вход двухвалентных ионов кальция.Ацетилхолин относится к числу самых важных нейромедиаторов мозга.

Если концевая пластинка подвергается действию ацетилхолина в течение нескольких сотен миллисекунд, то мембрана, деполяризованная вначале, постепенно реполяризуется, несмотря на постоянное присутствие ацетилхолина, то есть постсинаптические рецепторы инактивируются. Причины и механизм этого процесса пока не изучены.

Обычно действие ацетилхолина на постсинаптическую мембрану продолжается всего 1-2 мс, потому что часть ацетилхолина диффундирует из области концевой пластинки, а часть гидролизуется ферментом ацетилхолинэстеразой (т.е. расщепляется на неэффективные компоненты холин и уксусную кислоту). Ацетилхолинэстераза в больших количествах имеется в концевой пластинке (так называемая специфическая или истинная холинэстераза), однако холинэстеразы имеются также в эритроцитах (также специфические) и в плазме крови (неспецифические, т.е. расщепляют и другие эфиры холина). Поэтому ацетилхолин, который диффундирует из области концевой пластинки в окружающее межклеточное пространство и поступает в кровоток, тоже расщепляется на холин и уксусную кислоту. Большая часть холина из крови снова поступает в пресинаптические окончания.

Действие ацетилхолина на постсинаптическую мембрану постганглионарных нейронов может быть воспроизведено никотином, а на эффекторные органы - мускарином (токсин мухомора). В связи с этим возникла гипотеза о наличие двух типов макромолекулярных рецепторов ацетилхолина, и его действие на эти рецепторы называется никотиноподобным или мускариноподобным. Никотоноподобное действие блокируется четвертичными аммониевыми основаниями, а мускариноподобное - атропином.

Вещества, действующие на клетки эффекторных органов так же, как холинэргические постганглионарные парасимпатические нейроны, называются парасимпатомиметическими, а вещества, ослабляющие действие ацетилхолина - парасимпатолитическими.

Холинорецепторы (рецепторы ацетилхолина) M

М-холинорецепторы принадлежат семейству мембранных белков, в которое входят также адренорецепторы и зрительный белок родопсин. Все эти белки взаимодействуют с так называемыми G-белками. Кроме того, их аминокислотные последовательности в значительной степени гомологичны, и, судя по свойствам входящих в их состав аминокислот, эти белки одинаковым образом располагаются внутри клеточной мембраны. Предполагаемое строение белков-рецепторов данного семейства схематично изображено на рис. 70.4.

M-холинорецепторы - это холинорецепторы внутренних органов. М-холинорецепторы чувствительны к алкалоиду мускарину и блокируются атропином.

М-холинорецепторы подразделяются на несколько подтипов:

- М1-холинорецепторы располагаются в ЦНС и, возможно, на нейронах парасимпатических ганглиев;

- М2-холинорецепторы - на гладких и сердечной мышцах и клетках железистого эпителия.

- М3-холинорецепторы располагаются на гладких мышцах и железах.

 

Селективным стимулятором М2-холинорецепторов служит бетанехол. Пример селективного блокатора М1-холинорецепторов - пирензепин. Этот препарат резко подавляет выработку HCl в желудке.

Стимуляция М2-холинорецепторов через Gi-белок приводит к ингибированию аденилатциклазы, а стимуляция М2-холинорецепторов через Gq-бeлок - к активации фосфолипазы С и образованию ИФ3 и ДАГ (рис. 70.5).

Стимуляция М3-холинорецепторов также приводит к активации фосфолипазы С. Блокатором этих рецепторов служит атропин.

Методами молекулярной биологии были выявлены и другие подтипы М-холинорецепторов, однако они пока недостаточно изучены.

АХЭ (ацетилхолинэстераза, холинэстераза)

EC 3.1.1.17

Фермент холин-ацетилтрансфераза (АХЭ) образуется в соме нейрона и примерно за 10 дней транспортируется по аксону к пресинаптическим нервным окончаниям. Механизм поступления синтезированного ацетилхолина в синаптические пузырьки пока неизвестен. Инактивация ацетилхолина осуществляется путем ферментативного гидролиза с участием АХЭ. Этот фермент (называемый также специфической, или истинной, холинэстеразой) располагается в холинергических синапсах, и именно действием на него обусловлены эффекты ингибиторов АХЭ.

В крови и других тканях имеется так называемая псевдохолинэстераза (бутирилхолинэстераза, холинэстераза). Она не участвует в синаптической инактивации ацетилхолина.

Ацетилхолинэстераза в больших количествах имеется в концевой пластинке (так называемая специфическая или истинная холинэстераза), однако холинэстеразы имеются также в эритроцитах (также специфические) и в плазме крови (неспецифические, т.е. расщепляют и другие эфиры холина). Поэтому ацетилхолин, который диффундирует из области концевой пластинки в окружающее межклеточное пространство и поступает в кровоток, тоже расщепляется на холин и уксусную кислоту. Большая часть холина из крови снова поступает в пресинаптические окончания.

Катехоламины: введение

Все три естественных катехоламина - норадреналин, адреналин и дофамин - не только служат медиаторами в ЦНС, но и участвуют в управлении внутренними органами и влияют на все системы организма. Их действие развивается за секунды и иногда может носить характер опережающей реакции. Так, активация симпатоадреналовой системы уже при подготовке к физической нагрузке сглаживает вызываемые этой нагрузкой сдвиги констант внутренней среды. Катехоламины взаимодействуют с мембранными рецепторами. Активация этих рецепторов вызывает изменения ряда мембранных белков и каскад внутриклеточных реакций, заканчивающийся тем или иным физиологическим ответом.

Катехоламины вызывают два основных типа реакций, опосредованных соответственно двумя типами адренорецепторов - адренорецепторов альфа и адренорецепторов бета.

Катехоламиновые гормоны - дофамин, норадреналин и адреналин, изопреналин, битолтерол и изоэтарин - содержат в своем составе бензольное кольцо с двумя гидроксильными группами в положениях 3 и 4 или 4 и 5 и этаноламиновой группой (табл. 4.5) и являются медиаторами в некоторых синапсах. Они синтезируются в мозговом веществе надпочечников в хромаффинных клетках и хранятся в хромафинных гранулах. Скопления таких клеток обнаружены также в сердце, печени, почках, половых железах, адренергических нейронах постганглионарной симпатической системы и в центральной нервной системе. Главный продукт мозгового слоя надпочечников - адреналин.

Катехоламины не проникают через гематоэнцефалический барьер, и, следовательно, их присутствие в мозге должно обьясняться местным синтезом. При некоторых заболеваниях центральной нервной системы, например болезни Паркинсона, наблюдаются нарушения синтеза дофамина именно в мозге. Избирательность действия катехоламинов на бета1-адренорецепторы или бета2-адренорецепторы определяется наличием радикалов, замещающих водород гидроксильных и этаноламиновой групп. В метаболизме катехоламинов участвуют два фермента - моноаминоксидаза, содержащаяся в митохондриях, и катехол-О-метилтрансфераза, присутствующая в цитоплазме. Наибольшая активность этих ферментов обнаруживается в печени и почках. Прием адреналина, изопреналина и изоэтарина внутрь неэффективен, поскольку эти препараты разрушаются в ЖКТ и метаболизируются в печени.

Адреналин: общие сведения

Адреналин (эпинефрин)- катехоламин, который секретируется в надпочечниках при стрессе и является медиатором в некоторых синапсах. Высвобожденный адреналин распространяется повсюду с током крови и адсорбируется на определенных рецепторах на поверхности клеток в различных тканях тела, вызывая реакцию, которую сравнивают с ощущением "борьбы и полета". Эта реакция увеличивает ЧСС (частоту сердечных сокращений), уменьшает отток крови к внутренним органам, увеличивает приток крови к скелетным мышцам, увеличивает уровень глюкозы в крови, заставляет печень и клетки мышц расщеплять гликоген и вырабатывать глюкозу. Как адреналин вызывает все эти ответы? Действуя как лиганд, он связывается с рецептороми, экспонированными на поверхности разнообразных типов клеток повсюду в организме. Эти рецепторы называются b-адренергическими, являются серпентиновыми (рис. 13-4сер}

 

Связывание вызывает, соответственно, бета-адренергические эффекты.

Синтез, хранение и действие см. катехоламины.надпочечников - адреналин (рис. адреналин). На долю этого соединения приходится примерно 80% всех катехоламинов мозгового слоя. Вне мозгового вещества адреналин не образуется. Адреналин синтезируется из тирозина (рис тк 32).

Адреналин отличается от норадреналина наличием метильного радикала, замещающего атом водорода в аминогруппе.

Структура этих гормоноидов была впервые охарактеризована Олдричем (1901-1902).

Они найдены в организме беспозвоночных, причем даже у представителей Protozoa. По-видимому, химическая структура этих соединений в историческом плане одна из наиболее древних. Представляя биологически активные внутриклеточные метаболиты у Protozoa, они приобрели в эволюции функции нейромедиаторов в многоклеточных организмах беспозвоночных и позвоночных животных, с одной стороны, и гормоноидов в организме позвоночных - с другой.

Катехоламины - адреналин, изопреналин, битолтерол и изоэтарин - содержат в своем составе бензольное кольцо с двумя гидроксильными группами в положениях 3 и 4 или 4 и 5 и этаноламиновой группой (табл. 4.5). Избирательность действия на бета1-адренорецепторы или бета2-адренорецепторы определяется наличием радикалов, замещающих водород гидроксильных и этаноламиновой групп. В метаболизме катехоламинов участвуют два фермента - моноаминоксидаза, содержащаяся в митохондриях, и катехол-О-метилтрансфераза, присутствующая в цитоплазме. Наибольшая активность этих ферментов обнаруживается в печени и почках. Прием адреналина, изопреналина и изоэтарина внутрь неэффективен, поскольку эти препараты разрушаются в ЖКТ и метаболизируются в печени.

Адренорецепторы и парадоксальный эффект адреналина

В норме при в/в введении адреналина систолическое АД, диастолическое АД, ЧСС и сердечный выброс возрастают. Прессорный эффект опосредуется альфа1-адренорецепторами периферических артериол, а положительные хронотропный и инотропный эффекты - бета1-адренорецепторами миокарда. Предварительное введение альфа-адреноблокаторов (фентоламина или празозина) приводит к "извращению" прессорного эффекта: в ответ на адреналин диастолическое АД падает. Депрессорный эффект возникает потому, что на фоне блокады сосудистых альфа1-адренорецепторов проявляется действие адреналина на сосудистые бета2-адренорецепторы, опосредующие расширение сосудов. Блокада альфа-адренорецепторов не влияет на положительные хронотропный и инотропный эффекты адреналина, поскольку в миокарде альфа-адренорецепторов очень мало.

 

Регуляция метаболизма: глюкоза: роль адреналина, глюкагона

Адреналин секретируется мозговым слоем надпочечников в ответ на стрессорные стимулы (страх, сильное волнение, кровотечение, кислородная недостаточность, гипогликемия и т. д.). Стимулируя фосфорилазу, он вызывает гликогенолиз в печени и мышцах. В мышцах из-за отсутствия глюкозо-6-фосфатазы гликогенолиз доходит до стадии лактат а, в то время как в печени основным продуктом превращения гликоген а является глюкоза, которая поступает в кровь, где уровень ее повышается.

Глюкагон является гормон ом, секретируемым A-клетками островков Лангерганса в поджелудочной железе (его секреция стимулируется гипогликемией). Когда по воротной вене глюкагон поступает в печень, он, подобно адреналину, активирует фосфорилазу и вызывает гликогенолиз. Большая часть эндогенного глюкагона задерживается в печени. В отличие от адреналин а глюкагон не влияет на фосфорилазу мышц. Этот гормон усиливает также глюконеогенез из аминокислот и лактат а. Гипергликемический эффект глюкагона обусловлен как гликогенолизом, так и глюконеогенезом в печени.

Следует отметить, что гормон щитовидной железы также влияет на содержание глюкозы в крови. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что тироксин обладает диабетогенным действием, а удаление щитовидной железы препятствует развитию диабет а. Было отмечено, что гликоген полностью отсутствует в печени животных с тиреотоксикоз ом. У людей с усиленной функцией щитовидной железы содержание сахара в крови при голодании повышено, а у людей с пониженной функцией щитовидной железы оно снижено. При гипертиреоз е глюкоза, по-видимому, расходуется с нормальной или повышенной скоростью, а при гипотиреоз е способность утилизировать глюкозу понижена. Следует отметить, что пациенты с гипофункцией щитовидной железы менее чувствительны к действию инсулин а, чем здоровые люди и пациенты с гипертиреозом.

 

Стресс: выделение в кровь адреналина и норадреналина

Содержание норадреналина в гипоталамусе уменьшалось уже через 15 с после начала комбинированного стрессорного воздействия - иммобилизации, эфирного наркоза и лапаротомии - и сохранялось пониженным в течение 10 мин [ Эскин ea 1969 ] вследствие высвобождения норадреналина из адренергических структур [ Фурдуй ea 1986 ]. Стрессирование вело к повышению концентрации норадреналина в крови [ Бонецкий ea 1992 ]. Увеличение содержания норадреналина и адреналина в крови наблюдалось при физическом напряжении у молодых людей. При идентичной рабочей нагрузке уровень катехоламинов был значительно выше у женщин, чем у мужчин [ Lehman ea 1986 ]. Локальное охлаждение руки (погружение ее до локтя в воду, температура которой равна +5*С, на 4 мин) вызывало возрастание концентрации норадреналина в крови. Однако половых различий в стрессорном уровне катехоламинов не было обнаружено [ McLean ea 1992 ]. У здоровых мужчин (19-46 лет) ментальный стресс вызывал меньшее выделение норадреналина, чем физическая нагрузка. Сказывалось отсутствие работы мышц, которая всегда сопровождается выделением норадреналина [ Халфен ea 1990 ]. Значительная активизация симпатоадреналовой системы, проявлявшаяся в увеличении содержания в суточной моче адреналина в 2 раза, а норадреналина в 1.5, наблюдалась у участников многодневного лыжного перехода на архипелаг Северная Земля [ Тигранян ea 1990 ]. Это объясняется стрессорным состоянием участников перехода. Стрессорному увеличению содержания норадреналина в крови способствует снижение метаболизма этого медиатора в легких. Так, иммобилизация крысы снижала способность легких захватывать из крови и инактивировать норадреналин, что приводило к возрастанию концентрации норадреналина в крови [ Бонецкий ea 1992 ]. Острая гипоксия в условиях уретановой анестезии повышала у самцов крыс концентрацию адреналина в крови. Если гипоксия применялась через 30 мин после адреналэктомии, то в крови адреналин не обнаруживался, что указывает на роль надпочечников в стрессорном выделении этого гормона [ Li ea 1996 ].

 

Адреналин и адреномиметические вещества

Средства стимулирующие альфа- и альфа+бета- адренорецепторы

Средства стимулирующие альфа- и бета- адренорецепторы

Бета-Адреностимуляторы

Адреналин и норадреналин оказывают преимущественно прямое действие на адренорецепторы.

Адреналин применяется как вазопрессорное средство, в частности, при аллергических реакциях и особенно - при анафилактических. Адреналин противодействует влиянию гистамина на гладкие мышцы сосудов и внутренних органов и используется при бронхоспазме.

Дофамин

Дофамин - медиатор в центральной нервной системе - в гипоталамусе и ядрах ствола головного мозга, а также в спинном мозге и других отделах. Секретируется наряду с адреналином и норадреналином в мозговом веществе надпочечников (см. катехоламины). Относится к числу самых важных нейромедиаторов мозга.

Все три естественных катехоламина - норадреналин, адреналин и дофамин - не только служат медиаторами в ЦНС, но и участвуют в управлении внутренними органами. Так дофамин служит тормозным медиатором в сонных гломусах и симпатических ганглиях. Считается также, что существует периферическая дофаминергическая система.

Дофамин вызывает множество реакций, не объяснимых стимуляцией адренорецепторов, - расслабление нижнего пищеводного сфинктера, замедление эвакуации пищевого комка из желудка, расширение почечных и брыжеечных артериол, подавление секреции альдостерона, прямое усиление почечной экскреции натрия, торможение выделения норадреналина из симпатических окончаний путем воздействия на пресинаптические рецепторы. Механизмы всех этих эффектов мало изучены. Видимо, дофамин выполняет только функцию медиатора, но не гормона.

В разных дозах этот естественный предшественник норадреналина действует по-разному, что позволяет его применять как при артериальной гипотонии и шоке, так и при сердечной недостаточности.

В низких дозах (1-2 мкг/кг/мин) благодаря стимуляции дофаминовых рецепторов он расширяет почечные и брыжеечные артерии и усиливает экскрецию натрия.

В дозе 2-10 мкг/кг/мин дофамин стимулирует бета-адренорецепторы миокарда, но вызывает лишь небольшую тахикардию.

В более высоких дозах препарат стимулирует также альфа-адренорецепторы и повышает АД.

ГАМК (гамма-аминомасляная кислота, GABA)

ГАМК (гамма-аминомасляная кислота, GABA) является главным тормозным нейротрансмиттером ЦНС, рецепторы которого широко распространены в структурах головного мозга, практически во всех нейрональных группах [ Fagg G.E., Foster A.С. 1983 ]. Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) относится к числу самых важных нейромедиаторов мозга, это тормозной медиатор ЦНС.

Гамма-аминомасляная кислота синтезируется только в нервной системе из глутаминовой кислоты при посредстве глутаматдекарбоксилазы. Она встречается в ЦНС повсеместно, в самых разных концентрациях. При электофоретическом нанесении гамма-аминомасляная кислота оказывает, как правило, тормозное действие. Существуют данные о том, что эта кислота участвует в пресинаптическом торможении в качестве медиатора в аксо-аксонных синапсах. Некоторые судорожные яды (алкалоид бикукулин, пикротоксин) оказались специфическими антагонистами этой кислоты.

Представляя естественный механизм защиты, ГАМК ограничивает возбуждающий стимул как пресинаптически - через ГАМКB- рецепторы, функционально связанные с потенциал-зависимыми кальциевыми каналами пресинаптических мембран, так и постсинаптически через ГАМКA-рецепторы (ГАМК-барбитурат-бензодиазепинрецепторный комплекс), функционально связанные с потенциал-зависимыми хлорными каналами.

Радиоиммунологические исследования подтвердило особенно широкую распространенность в структурах мозга ГАМКA-рецепторов. Наибольшая их плотность определяется в височной и лобной коре, гиппокампе, миндалевидных и гипоталамических ядрах, черной субстанции, сером веществе вокруг водопровода, ядрах мозжечка. Несколько в меньшей степени рецепторы представлены в хвостатом ядре, скорлупе, таламусе, затылочной коре, эпифизе.

Активация постсинаптических ГАМКA-рецепторов приводит к гиперполяризации клеточных мембран и торможению возбуждающего импульса, вызванного деполяризацией. Все три субъединицы ГАМКA-рецептора (альфа, бета и гамма) связывают ГАМК, хотя наиболее высокая аффинность связывания отмечается с альфа-субъединицей. Барбитураты взаимодействуют с альфа- и бета-субъединицами; бензодиазепины только с гамма-субъединицей. Показано, что аффинность связывания каждого из лигандов повышается, если параллельно с рецептором взаимодействуют другие лиганды.

Основная физиологическая роль ГАМК - модуляция активности главного возбуждающего нейротрансмиттера глутамата, создание устойчивого равновесия между возбуждающими и тормозными системами. Существуют определенные пропорции между представленностью глутаматных рецепторов и ГАМК-рецепторов в разных областях мозга. Нейроны, наиболее чувствительные к ишемии, наряду с мощным глутамат- аспартатным возбуждающим входом на дендритном дереве имеют множество ГАМКергических терминалей на телах клеток.

В первые секунды экспериментальной церебральной ишемии происходит мгновенное высвобождение глутамата и ГАМК из пресинаптических терминалей [ Green A.R., Cross A.J. 1992 ]. Однако в первые 4 ч наблюдается недостаточность ГАМКергической тормозной нейротрансмиссии [ Гусев Е.И., Скворцова В.И. 1995, Гусев Е.И., Скворцова В.И. 1999, Gusev E.I., Skvortsova V.L. 2000 ]. Стимуляция ГАМКA-рецепторов в эксперименте позволяет регулировать деятельность глутамат-кальциевого эксайтотоксического каскада [ Green A.R., Cross A.J. 1992 ].

Долгое время считалось, что эта аминокислота исключительно связана с синаптическим торможением. Но оказалось, что на ранних этапах развития мозга ГАМК опосредует преимущественно синаптическое возбуждение. Во взрослом мозге возбуждающая функция ГАМК сохраняется лишь частично, уступая место синаптическому торможению [ Ben-Ari ea 2002, Ben-Ari ea 1989, Taira ea 1997 ].

Гистамин: общие сведения

Взаимодействие антигена с фиксированными IgE приводит к высвобождению медиаторов воспаления - гистамина, лейкотриенов, цитокинов и ферментов.

Гистамин, высвобождающийся при активизации тучных клеток и базофилов, вызывает разнообразные изменения в сердечно-сосудистой системе, органах дыхания, ЖКТ и коже:

- Сокращение гладких мышц бронхов.

- Отек слизистой дыхательных путей.

- Увеличение выработки слизи в дыхательных путях, способствующее их обструкции.

- Сокращение гладких мышц ЖТК (тенезмы, рвота, понос).

- Снижение тонуса сосудов и увеличение их проницаемости.

- Эритема, крапивница, отек Квинке, обусловленные повышением сосудистой проницаемости.

- Снижение ОЦК из-за уменьшения венозного возврата.

В начале 80-х гг. были открыты Н3-рецепторы. Показано, что они по механизму отрицательной обратной связи регулируют синтез и секрецию гистамина.

Гистамин содержится в некоторых сортах рыб.

Пептиды нейроактивные

Молекулы нейроактивных пептидов представляют собой более или мене длинные цепи аминокислот. Предполагается, что вещество, которое служит медиатором в первичных афферентных волокнах в спинном мозге, является нейроактивным пептидом. Некоторые из нейроактивных пептидов представляют собой нейрогормоны, т.е. вещества, которые высвобождаются из нервных клеток, а затем переносятся кровотоком к их мишеням (не являющимся нейронами). К таким пептидам относятся либерины (рилизинг - гормоны), которые действуют на аденогипофиз, антидиуретический гормон (вазопрессин) и окситоцин, которые синтезируются в гипоталамусе и хранятся в нейрогипофизе.

Еще одна группа пептидов влияет на активность нейронов не через посредство синапсов, а присутствуя в качестве гормонов, например, эндорфины. Такие пептиды называются нейромодуляторами.

Нейропептид Y

Гипоталамический нейропептид Y является мощным стимулятором пищевой активности. Лептин подавляет синтез или секрецию нейропептида Y. Серотонин, возможно, играет роль связующего звена между секрецией лептина и подавлением секреции нейропептида Y.

Избыточная секреция нейропептида Y в ядре воронки - одна из возможных причин гипоталамического ожирения. Нейропептид Y усиливает потребление пищи, т. к. вызывает голод: чувство голода, действуя на гипоталамические центр насыщения и центр голода. Кроме того, нейропептид Y понижает симпатический и повышает парасимпатический тонус, а также нарушает половую функцию.

Нейромедиаторы (нейротрансмиттеры): общие сведения

Передача нервных импульсов через синапсы происходит химическим путем - с помощью нейромедиаторов (нейротрансмиттеров). В настоящее время известны следующие вещества, выполняющие медиаторные функции:

- ацетилхолин

-катехоламины (адреналин, норадреналин, дофамин)

- аминокислоты (гамма-аминомасляная кислота, глутаминовая кислота, глицин)

- гистамин

- нейроактивные пептиды.

К числу самых важных нейромедиаторов мозга относятся ацетилхолин, норадреналин, серотонин, дофамин, глутамат, ГАМК, эндорфины и энкефалины.