Из вышеизложенного понятно, какое значение в функциях нервной системы играют медиаторы. В ответ на приход нервного импульса к синапсу происходит выброс медиатора; молекулы медиатора соединяются (комплементарно — как «ключ к замку») с рецепторами постсинаптической мембраны, что приводит к открыванию ионного канала или к активированию внутриклеточных реакций. Примеры синаптической передачи, рассмотренные выше, полностью соответствуют этой схеме. Вместе с тем благодаря исследованиям последних десятилетий эта довольно простая схема химической синаптической передачи значительно усложнилась. Появление иммунохимических методов позволило показать, что в одном синапсе могут сосуществовать несколько групп медиаторов, а не один, как это предполагали раньше. Например, в одном синаптическом окончании одновременно могут находиться синаптические пузырьки, содержащие ацетилхолин и норадреналин, которые довольно легко идентифицируются на электронных фотографиях (ацетилхолин содержится … в прозрачных пузырьках диаметром около 50 нм, а норадреналин — в электронно-плотных диаметром до 200 нм). Кроме классических медиаторов, в синаптическом окончании могут находиться один или несколько ней-ропептидов. Количество веществ, содержащихся в синапсе, может доходить до 5-6 (своеобразный коктейль). Более того, медиаторная специфичность синапса может меняться в онтогенезе. Например, нейроны симпатических ганглиев, иннервирующие потовые железы у млекопитающих, исходно норадренергичны, но у взрослых животных становятся холинергичными.
В настоящее время при классификации медиаторных веществ принято выделять: первичные медиаторы, сопутствующие медиаторы, медиаторы-модуляторы и аллостерические медиаторы. Первичными медиаторами считают те, которые действуют непосредственно на рецепторы постсинаптической мембраны. Сопутствующие медиаторы и медиаторы-модуляторы могут запускать каскад ферментативных реакций, которые, например, фосфорилируют рецептор для первичного медиатора. Аллостерические медиаторы могут участвовать в кооперативных процессах взаимодействия с рецепторами первичного медиатора.
Долгое время за образец принимали синаптическую передачу по анатомическому адресу (принцип «точка — в точку»). Открытия последних десятилетий, особенно медиаторной функции нейропептидов, показали, что в нервной системе возможен принцип передачи и по химическому адресу. Другими словами, медиатор, выделяющийся из данного окончания, может действовать не только на «свою» постсинаптическую мембрану, но и за пределами данного синапса — на мембраны других нейронов, имеющих соответствующие рецепторы. Таким образом, физиологическая реакция обеспечивается не точным анатомическим контактом, а наличием соответствующего рецептора на клетке-мишени. Собственно этот принцип был давно известен в эндокринологии, а исследования последних лет нашли ему более широкое применение.
Все известные типы хеморецепторов на постсинаптической мембране разделяют на две группы. В одну группу входят рецепторы, в состав которых включен ионный канал, открывающийся при связывании молекул медиатора с «узнающим» центром. Рецепторы второй группы (метаботропные рецепторы) открывают ионный канал опосредованно (через цепочку биохимических реакций), в частности, посредством активации специальных внутриклеточных белков.
Одними из самых распространенных являются медиаторы, принадлежащие к группе биогенных аминов. Эта группа медиаторов достаточно надежно идентифицируется микрогистологическими методами. Известны две группы биогенных аминов: катехоламины (дофамин, норадреналин и адреналин) и индоламин (серотонин). Функции биогенных аминов в организме весьма многообразны: медиаторная, гормональная, регуляция эмбриогенеза.
Основным источником норадренергических аксонов являются нейроны голубого пятна и прилежащих участков среднего мозга (рис. 2.14). Аксоны этих нейронов широко распространяются в мозговом стволе, мозжечке, в больших полушариях. В продолговатом мозге крупное скопление норадренергических нейронов находится в вентролатеральном ядре ретикулярной формации. В промежуточном мозге (гипоталамусе) норадренергические нейроны наряду с дофаминергическими нейронами входят в состав гипоталамо-гипофизарной системы. Норадренергические нейроны в большом количестве содержатся в нервной периферической системе. Их тела лежат в симпатической цепочке и в некоторых интрамуральных ганглиях.
Дофаминергические нейроны у млекопитающих находятся преимущественно в среднем мозге (так называемая нигро-неостриарная система), а также в гипоталамической области. Дофаминовые цепи мозга млекопитающих хорошо изучены. Известны три главные цепи, все они состоят из однонейронной цепочки. Тела нейронов находятся в мозговом стволе и отсылают аксоны в другие области головного мозга (рис. 2.15).
загрузка…
Одна цепь очень проста. Тело нейрона находится в области гипоталамуса и отсылает короткий аксон в гипофиз. Этот путь входит в состав гипоталамо-гипофизарной системы и контролирует систему эндокринных желез.
Вторая дофаминовая система также хорошо изучена. Это черная субстанция, многие клетки которой содержат дофамин. Аксоны этих нейронов проецируются в полосатые тела. Эта система содержит примерно 3/4 дофамина головного мозга. Она имеет решающее значение в регулировании тонических движений. Дефицит дофамина в этой системе приводит к болезни Паркинсона. Известно, что при этом заболевании происходит гибель нейронов черной субстанции. Введение L-DOPA (предшественника дофамина) облегчает у больных некоторые симптомы заболевания.
Третья дофаминергическая система участвует в проявлении шизофрении и некоторых других психических заболеваний. Функции этой системы пока изучены недостаточно, хотя сами пути хорошо известны. Тела нейронов лежат в среднем мозге рядом с черной субстанцией. Они проецируют аксоны в вышележащие структуры мозга, мозговую кору и лимбическую систему, особенно к фронтальной коре, к септальной области и энторинальной коре. Энторинальная кора, в свою очередь, является главным источником проекций к гиппокампу.
Согласно дофаминовой гипотезе шизофрении, третья дофаминергическая система при этом заболевании сверхактивна. Эти представления возникли после открытия веществ, снимающих некоторые симптомы заболевания. Например, хлорпромазин и галоперидол имеют разную химическую природу, но они одинаково подавляют активность дофаминергической системы мозга и проявление некоторые симптомов шизофрении. У больных шизофренией, в течение года получавших эти препараты, появляются двигательные нарушения, получившие название tardive dyskinesia (повторяющиеся причудливые движения лицевой мускулатуры, включая мускулатуру рта, которые больной не может контролировать).
Серотонин почти одновременно открыли в качестве сывороточного сосудосуживающего фактора (1948) и энтерамина, секретируемого энтерохромаффиновыми клетками слизистой оболочки кишечника. В 1951 г. было расшифровано химическое строение серотонина и он получил новое название — 5-гидрокситриптамин. В организме млекопитающих он образуется гидроксилированием аминокислоты триптофана с последующим декарбоксилированием. 90% серотонина образуется в организме энтерохромаффиновыми клетками слизистой оболочки всего пищеварительного тракта. Внутриклеточный серотонин инактивируется моноаминоксидазой, содержащейся в митохондриях. Серотонин внеклеточного пространства окисляется перулоплазмином. Большая часть вырабатываемого серотонина связывается с кровяными пластинками и по кровяному руслу разносится по организму. Другая часть действует в качестве местного гормона, способствуя авторегулированию кишечной перистальтики, а также модулируя эпителиальную секрецию и всасывание в кишечном тракте.
Серотонинергические нейроны широко распространены в центральной нервной системе (рис. 2.16). Они обнаруживаются в составе дорсального и медиального ядер шва продолговатого мозга, а также в среднем мозге и варолиевом мосту. Серотонинергические нейроны иннервируют обширные области мозга, включающие кору больших полушарий, гиппокамп, бледный шар, миндалину, область гипоталамуса. Интерес к серотонину был привлечен в связи с проблемой сна. При разрушении ядер шва животные страдали бессонницей. Сходный эффект оказывали вещества, истощающие хранилище серотонина в мозге.
Самая высокая концентрация серотонина обнаружена в эпифизе (pineal gland). Серотонин в эпифизе превращается в мелатонин, который участвует в пигментации кожи, а также влияет у многих животных на активность женских гонад. Содержание как серотонина, так и мелатонина в эпифизе контролируется циклом свет — темнота через нервную симпатическую систему.
Другую группу медиаторов ЦНС составляют аминокислоты. Уже давно известно, что нервная ткань с ее высоким уровнем метаболизма содержит значительные концентрации целого набора аминокислот (перечислены в порядке убывания): глутаминовой кислоты, глутамина, аспарагиновой кислоты, гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК).
Глутамат в нервной ткани образуется преимущественно из глюкозы. У млекопитающих больше всего глутамата содержится в конечном мозге и мозжечке, где его концентрация примерно в 2 раза выше, чем в стволе мозга и спинном мозге. В спинном мозге глутамат распределен неравномерно: в задних рогах он находится в большей концентрации, чем в передних. Глутамат является одним из самых распространенных медиаторов в ЦНС.
Постсинаптические рецепторы к глутамату классифицируются в соответствии с аффинностью (сродством) к трем экзогенным агонистам — квисгулату, каинату и N-метил-D-аспартату (NMDA). Ионные каналы, активируемые квисгулатом и каинатом, подобны каналам, которые управляются никотиновыми рецепторами — они пропускают смесь катионов (Na+ и. К+). Стимуляция NMDA-рецепторов имеет сложный характер активации: ионный ток, который переносится не только Na+ и К+,но также Са++ при открывании ионного канала рецептора, зависит от потенциала мембраны. Вольтзависимая природа этого канала определяется разной степенью его блокирования ионами Mg++ с учетом уровня мембранного потенциала. При потенциале покоя порядка — 75 мВ ионы Mg++, которые преимущественно находятся в межклеточной среде, конкурируют с ионами Са++ и Na+ за соответствующие каналы мембраны (рис. 2.17). Вследствие того, что ион Mg++ не может пройти через пору, канал блокируется всякий раз, как попадает туда ион Mg++. Это приводит к уменьшению времени открытого канала и проводимости мембраны. Если мембрану нейрона деполяризовать, то количество ионов Mg++, которые закрывают ионный канал, снижается и через канал беспрепятственно могут проходить ионы Са++, Na+ и. К+. При редких стимуляциях (потенциал покоя изменяется мало) глутаматергического рецептораВПСП возникает преимущественно за счет активации квисгулатных и каинатных рецепторов; вклад NMDA-рецепторов незначителен. При длительной деполяризации мембраны (ритмическая стимуляция) магниевый блок удаляется, и NMDA-каналы начинают проводить ионы Са++, Na+ и. К+. Ионы Са++ через вторичные посредники могут потенцировать (усиливать) минПСП, что может привести, например, к длительному увеличению синаптической проводимости, сохраняющейся часами и даже сутками.
Из тормозных медиаторов ГАМК является самой распространенной в ЦНС. Она синтезируется из L-глутаминовой кислоты в одну стадию ферментом декарбоксилазой, наличие которой является лимитирующим фактором этого медиатора. Известно два типа ГАМК-рецепторов на постсинаптической мембране: ГАМКА (открывает каналы для ионов хлора) и ГАМКБ (открывает в зависимости от типа клетки каналы для. К+ или Са++). На рис. 2.18 показана схема ГАМК-рецептора. Интересно, что в его состав входит бензодиазипиновый рецептор, наличием которого объясняют действие так называемых малых (дневных) транквилизаторов (седуксена, тазепама и др.). Прекращение действия медиатора в ГАМК-синапсах происходит по принципу обратного всасывания (молекулы медиатора специальным механизмом поглощаются из синаптической щели в цитоплазму нейрона). Из антагонистов ГАМК хорошо известен бикукулин. Он хорошо проходит через гематоэнцефалический барьер, оказывает сильное воздействие на организм даже в малых дозах, вызывая конвульсии и смерть. ГАМК обнаруживается в ряде нейронов мозжечка (в клетках Пуркинье, клетках Гольджи, корзинчатых клетках), гиппокампа (в корзинчатых клетках), в обонятельной луковице и черной субстанции.
Идентификация ГАМК-цепей мозга трудна, так как ГАМК — обычный участник метаболизма в ряде тканей организма. Метаболическая ГАМК не используется как медиатор, хотя в химическом отношении их молекулы одинаковы. ГАМК определяется по ферменту декарбоксилазы. Метод основан на получении у животных антител к декарбоксилазе (антитела экстрагируют, метят и вводят в мозг, где они связываются с декарбоксилазой).
Другим известным тормозным медиатором является глицин. Глицинергические нейроны находятся главным образом в спинном и продолговатом мозге. Считают, что эти клетки выполняют роль тормозных интернейронов.
Ацетилхолин — один из первых изученных медиаторов. Он чрезвычайно широко распространен в нервной периферической системе. Примером могут служить мотонейроны спинного мозга и нейроны ядер черепных нервов. Как правило, холинергические цепи в мозге определяют по присутствию фермента холинэстеразы. В головном мозге тела холинергических нейронов находятся в ядре перегородки, ядре диагонального пучка (Брока) и базальных ядрах. Нейроанатомы считают, что эти группы нейронов формируют фактически одну популяцию холинергических нейронов: ядро педнего мозга, nucleus basalis (оно расположено в базальной части переднего мозга) (рис. 2.19). Аксоны соответствующих нейронов проецируются к структурам переднего мозга, особенно в новую кору и гиппокамп. Здесь встречаются оба типа ацетилхолиновых рецепторов (мускариновые и никотиновые), хотя считается, что мускариновые рецепторы доминируют в более рострально распоженных мозговых структурах. По данным последних лет складывается впечатление, что ацетилхолиновая система играет большую роль в процессах, связанных с высшими интегративными функциями, которые требуют участия памяти. Например, показано, что в мозге больных, умерших от болезни Альцгеймера, наблюдается массивная утрата холинергических нейронов в nucleus basalis.
refac.ru
Медиаторы нервной системы - раздел Электроника, ОСНОВЫ ТОКСИКОЛОГИИ
Основные медиаторы нервной системы - ацетилхолин и норадреналин, хотя существуют и другие. Нейроны, высвобождающие ацетилхолин, называют холинэргическими, а норадреналин - адренэргическими. Поступление нервного импульса в синаптическую бляшку вызывает деполяризацию пресинаптической мембраны и повышение ее проницаемости для ионов Ca2+. Входящие в синаптическую бляшку ионы Ca2+ вызывают слияние синаптических пузырьков с пресинаптической мембраной и выход содержимого из клетки в синаптическую щель. Каждый пузырек содержит около 3000 молекул ацетилхолина. Молекулы ацетилхолина связываются с находящимися на постсинаптической мембране рецепторами, способными узнавать молекулярную структуру ацетилхолина. При связывании молекулы рецептора с медиатором ее конфигурация меняется, что приводит к открытию ионных каналов и поступлению ионов, вызывающих деполяризацию мембраны. Молекулы медиатора, вызвавшие изменение проницаемости постсинаптической мембраны, сразу же удаляются из синаптической щели либо путем диффузии, либо в результате гидролиза ферментом ацетилхолинэстеразой. В результате гидролиза образуются ацетон, уксусная кислота и спирт, холин, который обратно всасывается в синаптическую бляшку, где вновь превращается в ацетилхолин.
Таким образом, передача нервных импульсов химическим путем с участием медиаторов имеет важную особенность, которая заключается в том, что передача нервных сигналов идет в одном направлении: от пресинаптической до постсинаптической мембраны, что обеспечивает надежность работы нервной системы.
Нервная система человека состоит примерно из 10 млрд. нейронов; они делятся на 2 основные категории: нейроны, принадлежащие к ЦНС, которые образуют головной и спинной мозг, и нейроны периферической нервной системы, образующие черепномозговые и спинномозговые нервы, которые связывают мозг со всеми рецепторами разных эффекторов (эффектор - это дифференцированная структура, клетка, ткань, орган, которая осуществляет специфическую реакцию в ответ на стимулы, поступающие из нервной системы).
Функция спинного мозга заключается в том, что он служит координирующим центром простых спинальных рефлексов, а также осуществляет связь между спинальными нервами и головным мозгом.
В В Е Д Е Н И Е Любой вид человеческой деятельности прямо или косвенно связан с влиянием на организм химических веществ, к
И ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ Современная химическая промышленность создает колоссальное количество новых химических соединений, кото
Токсические вещества в воздухе Определенную степень профилактики химической опасности можно обеспечить рядом запретительных и ограничи
Токсические вещества в воде Основным источником химического загрязнения гидросферы являются промышленные и бытовые сточные воды, пре
Токсические вещества в продуктах питания Загрязнение продуктов питания происходит через воздух, воду и почву. Например, используемые в пищу растени
ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ТОКСИКОЛОГИИ Токсикология (от греческих toxicon – яд и logos – учение) – это наука, изучающая взаимодействие организма и яда. В
Основные параметры токсикометрии Основными показателями токсичности ядов являютя DL50, DL100, CL50, CL100, ПДК, ОБУВ. DL50
Острые отравления Острым профессиональным отравлением называется заболевание, возникающее после однократного воздействия
Хронические отравления Хроническим отравлением называется заболевание, развивающееся после систематического длительного воздей
Воздействии токсических веществ Для каждого яда есть граница эффективных концентраций и доз, ниже которой вредного действия при обычной пр
Воздействиях вредных веществ На производстве, как правило, в течение всего рабочего дня не бывает постоянных концентраций вещества. Они
РАЗВИТИИ ТОКСИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА Вопрос о соотношении специфического и неспецифического действия ядов до сих пор остается открытым, так как
Материальная и функциональная кумуляция Накопление массы яда в организме называют материальной кумуляцией, а накопление вызванных ядом изменений -
Свойств промышленных ядов Традиционно количественная оценка функциональной кумуляции вредных веществ производилась по показателю
АДАПТАЦИИ И ПРИВЫКАНИЕ Свойство живого организма приспосабливаться к меняющимся условиям среды существования путем коррекции пр
Интоксикации Реакцию организма при хроническом воздействии яда можно условно разделить на 3 фазы: фаза первичных реакци
МЕХАНИЗМЫ ПРИВЫКАНИЯ К ЯДАМ Привыкание к ядам на клеточном уровне обусловлено повышением сопротивляемости клеток за счет снижения их
Комплексном воздействии Привыкание к комбинированному действию различных токсичных веществ в случае одно направленности всех сос
Привыкание к ядам специфического действия Привыкание к ядам специфического действия основано на ослаблении влияния ядов на структуры, имеющие сродс
О механизмах толерантности Одним из наиболее сложных проявлений адаптации следует считать толерантность. Толерантность - это устойчи
ГОМЕОСТАЗ И ХИМИЧЕСКАЯ ПАТОЛОГИЯ В результате взаимодействия токсических веществ с живыми системами может произойти нарушение равновесия
О ТЕОРИИ РЕЦЕПТОРОВ КАК МЕСТЕ РЕАЛИЗАЦИИ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ЯДА Представление о рецепторе как месте конкретной реализации токсического действия яда до настоящего времен
Яда с биологиЧеским объектом Выделяют 4 стадии взаимодействия яда с биологическим объектом: поступление яда в организм; распределение м
Дыхательные пути Всасывание токсических веществ через дыхательную систему является наиболее быстрым путем поступления ток
Желудочно-кишечного тракта Желудочно-кишечный тракт является одним из важнейших путей проникновения в организм чужеродных соединени
Всасывание токсических веществ через кожу Одним из возможных путей проникновения ядов в организм является кожа. Особенности строения кожи обеспечив
Транспорт токсических веществ Токсические вещества, независимо от пути их поступления в организм, далее попадают в кровь и лимфу. С током
Веществ в организме Распределение химического вещества в организме определяется его относительной концентрацией в плазме кро
Превращение токсических веществ в организме Большая часть ядов, попадая в организм, претерпевает в нем те или иные изменения. В зависимости от вида веще
Выведение токсических веществ из организма Пути и механизмы выделения многочисленных ядовитых соединений различны. Токсические соединения и их метаб
И ВОЗНИКАЮЩИМ ЭФФЕКТОМ Известно, что чем больше доза или концентрация воздействующего на организм вредного вещества, тем, при проч
НА ДЕЙСТВИЕ ЯДОВ Температура.Токсический эффект большинства ядов в различных температурных условиях проявляется
ДЕЙСТВИЕМ Известный русский токсиколог Е.П.Пеликан в середине прошлого века писал: “Действие ядов определяется их хи
Их структурной сложностью Сопоставление эффективности биологического действия большого количества принадлежащих к разным классам
Состав вещества химических группировок и атомов Существенные, подчас резкие сдвиги токсичности ряда химических соединений наблюдаются при введении в их м
По чувствительности к ядам В настоящее время общепризнанным является факт о различной видовой чувствительности животных к ядам. Напр
Зависимость токсического эффекта от пола Вопрос о влиянии половых особенностей организма на проявление токсического эффекта до сих пор остается ди
Возраст и токсический эффект Сведения о влиянии возраста на проявление токсического эффекта при воздействии на организм различных ядов
Ферментные системы Механизм токсического действия большой группы ядов обусловлен преимущественно воздействием их на фермент
ТИОЛОВЫЕ ЯДЫ, МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ Важнейшими тиоловыми (“металлическими”) ядами являются соединения бария, висмута, кадмия, меди, ртути, сви
Сульфгидрильные группы биомолекул РТУТЬ. В чистом виде ртуть применяется в производстве некоторых медицинских и других препаратов, взрывчаты
Химизм действия тиоловых ядов Каков же общий механизм взаимодействия ядов с сульфгидрильными соединениями? Прежде всего надо отметить, ч
Строение печени В поддержании и регуляции гомеостаза значительная роль принадлежит печени. Это самый крупный из внутренни
Функции печени Печень выполняет несколько сотен функций, включающих тысячи различных химических реакций. Все эти функции
СОДЕРЖАЩИХ ВЕЩЕСТВ НА ОРГАНИЗМ И ПУТИ БИОТРАНСФОРМАЦИИ ЭТАНОЛА Угрожающая тенденция к росту потребления алкогольных напитков и, как следствие, увеличение числа больных а
Алкоголь в организме: пути биотрансформации Алкоголь (этанол, этиловый спирт, винный спирт) относится к первичным спиртам (СН3-СН2-ОН) и содер
Метиловый спирт как высокотоксичный яд Метиловый спирт широко применяется в качестве одного из исходных продуктов производства пластмасс, искусс
ФУНКЦИИ КРОВИ У МЛЕКОПИТАЮЩИХ Кровь состоит из клеток, взвешенных в жидкой среде, называемой плазмой. Клетки составляют около 45%, а плазма
Компоненты плазмы крови и их функции Компонент Функция Компоненты, постоянной присутствующие в к
ГЕМОЛИЗА Гемолитические яды - это яды, оказывающие прямое действие на гемоглобин и эритроциты, а также вызывающи
НЕЙРОНЫ, СИНАПСЫ, МЕДИАТОРЫ Для упорядоченного и эффективного функционирования сложного многоклеточного организма необходима соглас
Нейроны Нервная система построена из отдельных клеток - нейронов. Диаметр среднего нейрона составляет нескольк
Синапсы Нервная система состоит из нейронов, но действует как единая система проводящих путей, т.е. между нейронами
СОЕДИНЕНИЙ Ядохимикаты, применяемые в сельском хозяйстве, принадлежат к различным классам химических соединений. Все
Естественные и искусственные радионуклиды Естественными радиоактивными веществами принято считать такие радиоактивные вещества, которые образо
Поступление радиоактивных веществ в организм Важнейшими оценочными критериями опасности радиоактивных веществ являются величина их всасывания, скорос
Распределение радионуклидов в организме Существует ряд факторов, влияющих на распределение радионуклидов в организме: скорость всасывания радиоиз
РАДИАЦИОННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ В реальных условиях в окружающей среде на человека действует сложный комплекс разнообразных факторов физи
Яды, вызывающие гемическую гипоксию Оксид углерода. СО относится к числу наиболее распространенных промышленных и бытовых ядов. Образуясь
ОТДАЛЕННЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ СОЧЕТАННОГО ДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ ЛУЧЕВОЙ И НЕЛУЧЕВОЙ ПРИРОДЫ Знание отдаленных эффектов при совместных поражениях факторами лучевой и нелучевой природы позволяет оце
ВЕЩЕСТВ Радионуклиды обладают различной биологической эффективностью. По своему биологическому действию радиоак
РАДИОТОКСИНЫ При действии ионизирующих излучений на биосреды, органеллы, клетки, ткани и целые организмы в них образуетс
МИКРООРГАНИЗМОВ-Деструкторов Загрязнение окружающей среды происходит в результате выброса разнообразных ксенобиотиков, многие из кото
allrefers.ru
МЕДИАТОРЫ нервной системы (лат. mediator посредник; син.: нейротрансмиттеры, синаптические передатчики) — химические передатчики нервного импульса с нервного окончания на клетки периферических органов или на нервные клетки. Чаще всего в роли М. выступают низкомолекулярные (150—300 дальтон) вещества, выполняющие в организме человека и животных и другие функции. К М. относят ацетилхолин (см.), различные катехоламины (см.), в частности норадреналин (см.), некоторые аминокислоты (см.), пептиды (см.) и другие биологически активные вещества. Исследования М. дали важные практические результаты для клиники. Оказалось, что при ряде заболеваний нервной системы, некоторых видах отравлений нарушаются образование М., механизм их действия и распада. Знание особенностей хим. превращений М. в норме и при патологии позволило рекомендовать и ввести новые методы медикаментозного лечения.
Гипотеза о существовании веществ—посредников нервных влияний возникла в начале 20 в. Первоначально она основывалась на опыте фармакологии (имитация симпатических нервных влияний одними экзогенными веществами, а парасимпатических — другими) и относилась только к периферическим нейроэффекторным соединениям. Эллиотт (Th. R. Elliott, 1904) назвал адреналин веществом, к-рое могло бы опосредовать действие симпатических нервов на эффекторные органы. Экспериментально существование ОД. вегетативных нервов доказал в 1921 г. австр. фармаколог О. Леви, установивший, что перфузат сердца после раздражения блуждающего нерва способен оказывать вагоподобное действие. На этом основании М. первоначально называли гуморальными факторами нервного возбуждения. Впоследствии от этого названия отказались, т. к. стало ясно, что попадание М. в кровь — побочное и необязательное следствие процесса синаптической передачи.
В 20-х гг. 20 в. М. парасимпатических влияний был идентифицирован как ацетилхолин. Роль адреналина как симпатического М. у млекопитающих в 30-х гг. подверглась пересмотру. У. Кеннон предложил называть агенты, циркулирующие в крови и обладающие симпатомиметическим действием, симпатинами. Термином «симпатии» обозначали комплекс собственно М. симпатических нервов с каким-то фа кто ром. вырабатываемым эффекторной тканью. Гипотеза симпатинов оказалась ошибочной. В 1946 г. Y .Эйлер идентифицировал симпатический М. млекопитающих как близкое к адреналину соединение — норадреналин.
Тип медиаторов вегетативных нейроэффекторных соединений не во всех случаях определяется их принадлежностью к тому или иному отделу в. н. с. В связи с этим возникло предположение, что он специфичен для клеточных, а не для анатомических единиц нервной системы. Г. Дейл (1933) предложил называть нервные волокна, выделяющие ацетилхолин, холинергическими, а волокна, выделяющие адреналин (фактически норадреналин),— адренергическими.
Содержание понятия «медиаторы» изменилось после того, как А. Ф. Самойлов (1924) сформулировал гипотезу об участии М. в передаче сигналов с нейрона на нейрон. Он показал, что переход возбуждения с моторного нерва на скелетную мышцу представляет собой процесс, качественно отличный от проведения возбуждения по нерву или по мышце: в передаточном звене преобладают химические компоненты, а при проведении — физические. Придерживаясь общепринятого представления, что механизм передачи одинаков и в концевой моторной пластинке, и в межнейронном синапсе, А. Ф. Самойлов отказался от гипотезы об электрической природе синаптической передачи. Экспериментальные доказательства гипотезы Самойлова об участии М. в передаче сигнала с нейрона на нейрон были получены А. В. Кибяковым в 1933 г.
Значительный вклад в понимание механизмов действия М. внесли также советские ученые А. Г. Гинецинский, X. С. Коштоянц, М. Я. Михельсон, В. Н. Черниговский, С. В. Аничков и др. Уже в 30-х гг. в СССР развернулась работа по применению М. для лечения нервных болезней.
Участие М. в проведении возбуждения представляется следующим образом. Местом приложения М. является синапс (см.). Пресинаптическим звеном его может быть нейрон (см. Нервная клетка), либо рецепторная клетка (напр., палочки и колбочки сетчатки, волосковые клетки органов слуха и равновесия). Пресинаптической клетке, по-видимому, присуща медиаторная специфичность, т. е. способность синтезировать, запасать, секретировать и реутилизировать строго определенный М. Цитоплазматическими органеллами, в которых запасаются и посредством которых выделяются из клетки М., служат, по везикулярной гипотезе секреции М., особые окруженные мембраной пузырьки. Специализированный для секреции участок пресинаптической клетки (в нейроне — терминальные части аксона, а иногда и дендриты) имеет особую наружную так наз. секреторную мембрану, для к-рой характерно наличие потенциалзависимых кальциевых каналов. Секрецию вызывает входящий ток ионов кальция, возникающий при деполяризации пресинаптической клетки (т. е. при ее возбуждении). Тонкие механизмы действия ионов кальция на синаптические пузырьки еще не изучены; по-видимому, секреция протекает по типу экзоцитоза: мембрана пузырька соединяется с наружной клеточной мембраной так, что образуется отверстие, через к-рое содержимое пузырька выходит в межклеточную среду.
Выйдя в синаптическую щель, М. диффундирует к постсинаптической клетке и взаимодействует с ее специфическими рецепторами, вследствие чего происходит то или иное изменение в состоянии клетки. В основе этого регуляторного эффекта чаще всего лежит изменение ионной проводимости постсинаптической мембраны.
Число хим. соединений, относимых к М., имеет стойкую тенденцию к росту. Традиционно медиаторную функцию того или иного вещества необходимо доказывать с максимальной строгостью. После доказательства хотя бы для одного случая синаптической передачи это вещество считается истинным М. Существуют два критерия отнесения вещества — так наз. кандидата в медиаторы к собственно синаптическим передатчикам (т. е. медиаторам): критерий накопляемости — при физиол. раздражении пресинаптической структуры из нее должно выделяться вещество-«кандидат» в количестве, пропорциональном числу нанесенных раздражений; критерий идентичности действия — влияние вещества-«кандидата» на постсинаптическую структуру должно быть по конечному эффекту и по молекулярным механизмам подобным действию естественного синаптического передатчика. Практические трудности при установлении этих двух критериев побуждают исследователей пользоваться дополнительными, косвенными критериями.
Для каждого М. стараются найти наиболее характерные признаки, позволяющие обнаруживать клеточные системы с данным М. С помощью различных гистохим, методов, в частности формальдегидной конденсации, удалось детально картировать системы моноаминергических нейронов мозга. Однако прямая гистохим. локализация пока возможна лишь для немногих М. Более перспективным и универсальным методом считается иммуногистохим, выявление фермента, участвующего в синтезе данного М. или другого специфического белка, связанного с определенным М. С этой целью используют также способность нейронов реутилизировать собственный М. Для этого в окружающую нейрон среду вводят М. или его метаболический предшественник с какой-либо (напр;, радиоактивной) меткой и изучают последующее распределение метки. О принадлежности к тому или иному известному типу М. помогает судить также изучение морфологии секреторных пузырьков пресинаптической клетки с помощью электронного микроскопа.
Распределение нейронов, обладающих одним и тем же М., и их функции сходны у систематически близких организмов. Это сходство прослеживается в пределах только одного зоол, типа и не наблюдается при сравнении разных типов (напр., позвоночных, членистоногих и моллюсков). Однако организмы, относящиеся к разным зоол, типам, имеют одни и те же медиаторные вещества, т. е. сходный клеточный состав нервных систем. Это указывает на глубокую древность медиаторных различий между нейронами и на консерватизм специфического секреторного химизма нервных клеток.
Значительная часть известных М. относится к группе биогенных аминов (см.), к-рую составляют декарбоксилированные производные ароматических аминокислот (так наз. арилэтиламины). В эту группу входят катехоламиновые М. Древнейшим (с эволюционной точки зрения) из них является, по-видимому, дофамин, представленный в специальной категории нейронов у большинства организмов, обладающих нервной системой. Медиаторная функция дофамина доказана на гигантском интернейроне педального ганглия некоторых водных улиток. У млекопитающих системы дофаминергических нейронов находятся преимущественно в среднем мозге — нигронеостриарная система (см. Лимбическая система). Кроме того, нейроны этого типа имеются в гипоталамической области, в сетчатке. Предполагают, что дофамин выступает в качестве М. интернейронов симпатических ганглиев (нейронный вариант хромаффинных клеток). Функция норадреналина в качестве М. наиболее изучена в нейроэффекторных окончаниях симпатических нервов. Группы нор адренергических нейронов имеются также в среднем мозге, мозговом варолиевом мосту, продолговатом и промежуточном мозге. Адреналин, являющийся метилированным производным норадреналина, служит М. симпатических нейронов у бесхвостых амфибий. В продолговатом мозге млекопитающих найдены небольшие группы нейронов, синтезирующих адреналин, однако вопрос о медиаторной функции адреналина у них изучен еще недостаточно.
Широко распространенный биогенный амин серотонин (см.) является производным триптофана. Медиаторная функция серотонина была впервые показана на моллюсках. Серотонинергические нейроны некоторых ядер ствола головного мозга иннервируют обширные области ц. н. с. млекопитающих, включая новую кору, гиппокамп, подбугровую область, спинной мозг. Содержащие серотонин нейроны найдены также в кишечном нервном сплетении у некоторых позвоночных животных.
Ацетилхолин — единственный известный М., относящийся к простым эфирам (уксуснокислый эфир холина). Медиаторная функция ацетилхолина детально исследована на некоторых нейроэффекторных соединениях и межнейронных синапсах периферической нервной системы у позвоночных животных. Их периферические секреторные терминали происходят из следующих групп холинергических нейронов: клеток моторных ядер, иннервирующих скелетные мышцы; спинномозговых нейронов, иннервирующих хромаффинную ткань; преганглионарных нейронов, иннервирующих клетки интрамуральных и экстрамуральных ганглиев; значительной части периферических нейронов, в особенности интрамуральных ганглиев. Холинергические нейроны найдены у многих беспозвоночных, часть из них хорошо изучена (моторные нейроны стоматогастрической системы и некоторые афферентные нейроны ракообразных, интернейроны центральных ганглиев моллюсков, мотонейроны соматических мышц круглых и кольчатых червей и др.). Значительно хуже в связи с методическими трудностями идентификации холинергических нейронов исследованы интернейроны головного и спинного мозга. Данные, на основании которых идентификация холинергических нейронов базировалась на гистохим, выявлении ацетилхолинэстеразы, следует считать в основном ошибочными.
Некоторые М. являются аминокислотами (см.). В частности, для некоторых интернейронов спинного и продолговатого мозга М. служит глицин. Глутаминовая к-та — М. возбуждающих, а гамма-аминомасляная к-та — тормозящих мото-нейронов соматических мышц членистоногих; оба эти М., по-видимому, широко представлены в мозге млекопитающих. «Кандидатами в медиаторы» являются также аспарагиновая к-та, таурин и бета-аланин.
Гистамин (продукт декарбоксилирования аминокислоты гистидина)— один из «кандидатов в медиаторы». Методические трудности не позволяют до конца решить вопрос об его медиаторной роли в мозге позвоночных животных. Тем не менее обнаружение крупных гистаминергических нейронов в церебральных ганглиях некоторых моллюсков служит в определенной степени доказательством медиаторной функции гистамина. В качестве «кандидатов в медиаторы» рассматривают также два производных тирозина— тирамин и октопамин.
По-видимому, широко распространены нейроны, у которых медиаторную функцию выполняют пептиды, построенные из небольшого числа аминокислот (олигопептиды), в частности вещество P (пептид, состоящий из И аминокислот), а также эндогенные опиаты — эндорфины, энкефалины (см. Опиаты эндогенные). Гипоталамические нейрогормоны некоторых секреторных терминалей соответствующих аксонов выполняют функцию М., действуя на рядом лежащую клеточную мишень. В качестве возможных М. могут служить, по-видимому, некоторые пептиды энтериновой (жел.-киш.) группы гормонов. АТФ или ее производные являются наиболее вероятными «кандидатами в медиаторы» у некоторых нервно-мышечных соединений жел.-киш. тракта позвоночных животных.
См. также Нервная система, физиология.
Библиография: Бак 3. М. Химическая передача нервного импульса, пер. с франц., М., 1977; Глебов Р. Н. и К р ы ж а-новский Г. Н. Функциональная биохимия синапсов, М., 1978; Зефиров Л. Н. и Рахманкуло-в а Г. М. Медиаторы, Обмен, Физиологическая роль и фармакология, Казань, 1975; К и б я к о в А. В. О гуморальном переносе возбуждения с одного неврона на другой, Казанск, мед. журн., «N» 5-6, с. 457, 1933; Самойлов А. Ф. О переходе возбуждения с двигательного нерва на мышцу, Сб. посвящен. 75-летию И. П. Павлова, под ред. В. Л. Омелян-ского и Л. А. Орбели, с. 75, Л., 1924; Gerschenf eld H. М. Chemical transmission in invertebrate central nervous systems and neuromuscular junctions, Physiol. Rev., v. 53, p. 1, 1973, bibliogr.; K r n j e v i 6 K. Chemical nature of synaptic transmission in vertebrates, ibid., v. 54, p. 418, 1974; Loewi O. Uber hu-morale Ubertragbarkeit der Herznerven-wirkung, Pfliigers Arch. ges. Physiol., Bd 189, S. 239, 1921, Bd 193, S. 201, 1922; McLennan H. Synaptic transmission, Philadelphia, 1970.
Д. А. Сахаров.
xn--90aw5c.xn--c1avg
Медиаторы — это активные химические вещества, обусловливающие передачу возбуждения в синапсе (см.). Медиаторы в виде маленьких пузырьков (везикул) скапливаются на пресинаптической мембране. Под влиянием нервного импульса везикулы лопаются и их содержимое изливается в синаптическую щель. Действуя на постсинаптическую мембрану, медиаторы вызывают ее деполяризацию (см. Возбуждение). Наиболее изученными и широко распространенными в организме медиаторами являются ацетилхолин (см.) и норадреналин. В соответствии с этим все нервные окончания, передающие возбуждения на различные органы, разделяются на холинергические, где медиаторы синаптической передачи является ацетилхолин, и на адренергические, в которых медиатором служит норадреналин. К холинергическим относятся волокна соматической нервной системы, осуществляющие передачу возбуждения на скелетные мышцы, преганглионарные волокна симпатической и парасимпатической систем, а также постганглионарные парасимпатические волокна. Постганглионарные симпатические волокна являются преимущественно адренергическими. В центральной нервной системе имеются синапсы, использующие в качестве медиатора как ацетилхолин, так и норадреналин, а также серотонин, гамма-аминомасляную кислоту, L-глютамат и некоторые другие аминокислоты.
Медиаторы (от лат. mediator — посредник) — вещества, при посредстве которых осуществляется передача возбуждения с нерва на органы и с одного нейрона на другой.
Систематические исследования химических посредников нервного влияния (нервных импульсов) начались с классических опытов Леви (О. Loewi).
Последующие исследования подтвердили результаты опытов Леви на сердце и показали, что не только в сердце, но и в других органах парасимпатические нервы осуществляют свое влияние через посредство медиатора ацетилхолина (см.), а симпатические — медиатора норадреналина. Далее было установлено, что соматическая нервная система передает свои импульсы скелетной мускулатуре при участии медиатора ацетилхолина.
При посредстве медиаторов осуществляется также передача нервных импульсов с одного нейрона на другой в периферических ганглиях и ЦНС Дейл (Н. Dale), основываясь на химической природе медиатора, делит нервную систему на холинергическую (с медиатором ацетилхолином) и адренергическую (с медиатором норадреналином). К холинергическим относятся постганглионарные парасимпатические нервы, преганглионарные парасимпатические и симпатические нервы и двигательные нервы скелетной мускулатуры; к адренергическим — большая часть постганглионарных симпатических нервов. Симпатические сосудорасширяющие нервы и нервы потовых желез, по-видимому, принадлежат к холинергическим. В ЦНС обнаружены как холинергические, так и адренергические нейроны.
Продолжают интенсивно изучаться вопросы: ограничивается ли нервная система в своей деятельности только двумя химическими посредниками — ацетилхолином и норадреналином; какими медиаторами обусловлено развитие процесса торможения. В отношении периферической части симпатической нервной системы имеются данные, что тормозное влияние на деятельность органов осуществляется посредством адреналина (см.), а стимулирующее — норадреналина. Флори (Е. Florey) извлек из ЦНС млекопитающих тормозящее вещество, названное им фактор J, которое, возможно, содержит тормозной медиатор. Фактор J обнаружен в сером веществе головного мозга, в центрах, связанных с корреляцией и интеграцией двигательных функций. Он идентичен аминогидроксимасляной кислоте. При приложении фактора J к спинному мозгу развивается торможение рефлекторных реакций, особенно блокируются сухожильные рефлексы.
В некоторых синапсах у беспозвоночных роль тормозящего медиатора играет гамма-аминомасляная кислота.
Некоторые авторы стремятся приписать медиаторную функцию серотонину. Концентрация серотонина высока в гипоталамусе, среднем мозге и в сером веществе спинного мозга, ниже—в больших полушариях, мозжечке, дорсальных и вентральных корешках. Распределение серотонина в нервной системе совпадает с распространением норадреналина и адреналина.
Однако присутствие серотонина в частях нервной системы, лишенных нервных клеток, заставляет предполагать, что это вещество не имеет отношения к медиаторной функции.
Медиаторы синтезируются в основном в теле неврона, хотя многие авторы признают возможность дополнительного синтеза медиаторов и в аксональных окончаниях. Синтезируемый в теле нервной клетки медиатор транспортируется по аксону к его окончаниям, где медиатор выполняет свою основную функцию передачи возбуждения на эффекторный орган. Вместе с медиатором по аксону транспортируются и ферменты, обеспечивающие его синтез (например, холинацетилаза, синтезирующая ацетилхолин). Освобождаясь в пресинаптических нервных окончаниях, медиатор диффундирует через синаптическое пространство к постсинаптической мембране, на поверхности которой он соединяется со специфической хеморецептивной субстанцией, что и оказывает либо возбуждающее (деполяризующее), либо тормозящее (гиперполяризующее) действие на мембрану постсинаптической клетки (см. Синапс). Здесь же медиатор разрушается под влиянием соответствующих ферментов. Ацетилхолин расщепляется холинэстеразой, норадреналин и адреналин — главным образом моноаминоксидазой.
Таким образом, эти ферменты регулируют время действия медиатора и степень его распространения к соседним структурам.
См. также Возбуждение, Нейрогуморальная регуляция.
www.medical-enc.ru
Краткое описание:
Сазонов В.Ф. Медиаторы вегетативной нервной системы [Электронный ресурс] // Кинезиолог, 2009-2014: [сайт]. Дата обновления: __.__.201_. URL: http://kineziolog.bodhy.ru/content/mediatory-vegetativnoy-nervnoy-sistemy (дата обращения: __.__.201_). Медиаторы вегетативной нервной системы - это трансмиттеры, которые используются в синапсах именно вегетативной нервной системы для передачи возбуждения или наведения торможения на клетки-мишени.
Медиаторы вегетативной нервной системы - это трансмиттеры, которые используются в синапсах вегетативной нервной системы для передачи возбуждения или наведения торможения на клетки-мишени.
Следует принять во внимание, что деление трансмиттеров на медиаторы и модуляторы, на возбуждающие и тормозные медиаторы, является условным и очень относительным. Дело в том, что один и тот же биолиганд может выполнять в организме разные функции: и медиатора, и модулятора, и возбуждающего медиатора, и тормозного, и гормона, и гистогормона.
В симпатическом отделе вегетативной нервной системы используется норадреналин, а в парасимпатическом - ацетилхолин.
| № | Название | Локализация синапсов | Рецепторы | Эффекты |
| 1 | Ацетилхолин (АХ), низкомолекулярное вещество с зарядом +1 | а) вегетативные ганглии,б) моторные пластинки скелетных мышц | н-холинорецепторы (n-холинорецепторы, никотиновые) - молекулярные рецепторы ионотропного типа, для них ацетилхолин является медиатором | Возбуждение постсинаптической мембраны. |
| Постганглионарные окончания парасимпатической вегетативной нервной системы. | м-холинорецепторы (m-холинорецепторы, мускариновые) - молекулярные рецепторы метаботропного типа, для них ацетилхолин является модулятором | а) в сосудах и сердце - тормозящий эффект: расширение сосудов, замедление и ослабление сокращений сердца;б) в бронхах, ЖКТ, радужке - стимуляция эффекторных клеток: сужение бронхов, усиление перистальтики и секреции ЖКТ, сужение зрачка. | ||
| 2 | Норадреналин (НА), из группы катехоламинов, производное аминокислоты тирозина | Постганглионарные окончания симпатической вегетативной нервной системы. | α1- , α2-, β1-, β2-адренорецепторы (все метаботропного типа) | Возбуждение α1- и β1- рецепторов оказывает возбуждающее действие, а α2- и β2-рецепторв - тормозящее.Отсюда - набор симпатических реакций:1) усиление сокращений сердца,2) сужение сосудов мышц,3) расширение бронхов,4) ослабленние перистальтики кишечника,5) расширение зрачков. |
| Обычно в одном органе содержится несколько типов адренорецепторов. При этом α-рецепторы преобладают в сосудах кожи и сфинктерах ЖКТ, β1-рецепторы - в сердце, β2-рецепторы - в бронхах, кишечнике, матке, сосудах скелетных мышц. | ||||
Источники:
Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. Учебное пособие для студентов медицинских вузов. М.: ООО "Медицинское информационное агентство", 2003. 544 с.
© Сазонов В.Ф., 2014. © kineziolog.bodhy.ru, 2014.
Поделиться с друзьями:
Пользователей онлайн: 0.
Всего гостей: 0
Поисковики: нет.
Приветствую вас на своем сайте, здесь вы можете найти много полезной информации (или что-то типа того)
САЗОНОВ Вячеслав Фёдорович
доцент кафедры биологии Рязанского государственного университета имени С.А. Есенина, кандидат биологических наук. Преподаватель вуза с 1978 года...
Your browser does not support canvas.
На сайте введена регистрация через социальные сети, если вы хотите оставлять комментарии без потверждения, пожалуйста, воспользуйтесь именно этим типом аутентификации.
Если у вас уже есть аккаунт на сайте, вы можете привязать его к любой социальной сети? зайдя в настройки вашего аккаунта("Мои учётные данные") ниже и воспользовавшись вкладкой "Подключение к социальным сетям".
После того, как вы зайдёте при помощи аккаунта в социальной сети, ваши возможности на сайте возрастут.
-18-04-19-09-21
kineziolog.su
