Биологичните ефекти на ацетилхолина се проявяват в. Ацетилхолинът е невротрансмитер. Ацетилхолин: характеристики, лекарства, свойства

Добър ден на всички! Какво знаем за мозъка и интелектуалните способности? Честно казано, не много, но това, което знаем със сигурност е, че има невротрансмитер, който подобрява когнитивните функции. Ако теорията на Дарвин е вярна, тогава той с всяко поколение ще се произвежда в по-големи количества, ако човек не деградира. Интересът е, че нивото му вече може да се увеличи, освен това можете да „играете“ с ацетилхолина, така че той да развие първо едно, а след това друго свойство на мозъка. Това няма да ви направи по-щастливи, по-енергични или по-спокойни, но ще ви помогне да станете по-интелигентен човек от преди, ще ускори процеса на обучение, при равни други условия.

Ацетилхолинът е един от първите открити, това се случи през първата половина на 20-ти век.

За какво е създаден ацетилхолинът?

Той е отговорен за интелектуалните способности, както и за нервно-мускулната комуникация, не само бицепсите, трицепсите, но и автономната нервна система, тоест за мускулите на органите.

Големите дози ацетилхолин "забавят" тялото, "малките" го ускоряват.

Започва да се развива по-активно в ситуация на получаване на нови данни или възпроизвеждане на стари.

Къде и как се произвежда

Ацетилхолинът се синтезира в аксони, нервни терминали, това е областта, където краят на един неврон граничи с друг, от 2 вещества:

След това ацетилхолинът в неврона се опакова в един вид топчета, контейнери, наречени везикули, в количество от около 10 000 молекули. И отива до края на неврона в пресинаптичния край. Там везикулите се сливат с клетъчната мембрана и съдържанието им излита от неврона в синаптичната цепнатина. Представете си желязна мрежа, която често се издърпва вместо огради в малките градове, и малка торба с вода. Хвърляме тази торба в мрежата, тя се счупва, остава на мрежата и водата лети. Принципът е подобен: ацетилхолинът във везикулите, топките се насочват към края на неврона, там топката се "разкъсва" вътре и ацетилхолинът прелетя.

Ацетилхолинът или се задържа в синаптичната цепнатина, или навлиза в друг неврон, или се връща обратно към първия. Ако се върне, отново се събира в пакети и на оградата)

Как попада във втория неврон?

Всеки невротрансмитер се стреми към свой собствен рецептор на повърхността на 2-ри неврон. Рецепторите са като вратите, всяка врата се нуждае от собствен ключ, свой собствен невротрансмитер. Ацетилхолинът има 2 вида ключове, с които отваря 2 вида врати към друг неврон: никотинов и мускаринов.

Интересен момент : Ензимът ацетилхолинестераза е отговорен за баланса на ацетилхолина в синаптичната цепнатина. Когато пиете ноотропни хапчета, ацетилхолинът се повишава, ако количеството му стане лудо, тогава този ензим се включва. Той разгражда "излишния" ацетилхолин на холин и ацетат.

При пациенти с болест на Алцхаймер (лоша памет) този ензим работи с повишена скорост; лекарства с временно инхибиране на ензима ацетилхолинестераза показват добри резултати при лечението им. Инхибиране означава инхибиране на реакцията, тоест лекарства, които инхибират работата на ензим, който унищожава ацетилхолина, грубо казано, те правят по-умни. НО!!! Има едно огромно НО!Необратимото инхибиране на този ензим повишава концентрацията на ацетилхолин твърде много, това не е добре.

Той причинява конвулсии, парализа, дори смърт. Необратимите инхибитори на ацетилхолинестеразата са по-голямата част от нервните газове. Има толкова много невротрансмитер, че всички мускули буквално замръзват, в свито положение. Ако, например, бронхите са силно стеснени, човекът ще се задуши. Е, сега знаете как действат парализиращите газове.

Плюсове на ацетилхолина:

- Подобрява когнитивните способности на мозъка, прави го по-умен.

- Подобрява паметта, помага в напреднала възраст.

- Подобрява нервно-мускулната комуникация. Полезен е при спорт, поради по-бързото адаптиране на организма към стрес. Това косвено ще ви принуди да вдигнете повече тежест или да избягате по-бързо, чрез бързо адаптиране към съществуващите условия.

- Ацетилхолинът не се стимулира от никакви лекарства, а по-скоро се потиска, няма причина за злоупотреба. В най-голяма степен ацетилхолинът се потиска от халюциногените. Това е логично, за появата на делириум е необходим тъп мозък.

- Изобщо полезен невротрансмитер за ежедневния спокоен живот. Помага за планиране, по-малко импулсивни решения и грешки. Съответства на поговорката „7 пъти мери, веднъж отрежи“.

Недостатъци на ацетилхолина:

- Вредно, когато стресови ситуациикъде да действам.

- Инхибира тялото, когато има много. Вижте учените, 90% спокойни и ведри като боа. Дракон ще прелети - няма да помръднат. Но учените са умни – не можеш да спориш.

Изменение: хората са различни и "наборите" от невротрансмитери са различни, ако човек има много ацетилхолин и много глутамат, тогава той ще бъде по-бърз и по-решителен от този на някой друг. И интелектуалният потенциал ще се промени леко.

Ацетилхолицинът е невротрансмитер, който медиира свързващите функции в човешкото тяло. Това съединение доставя импулси на мускулите и цял набор от органи. Използва се в изследванията, докато неговата лекарствена стойноств момента е малък поради значителни странични ефектипри висока доза и наличието на по-ефективни аналози.

Главна информация

Ацетилхолинът има формулата CH3-CO2-CH2-CH2-N (CH3)3.

Ацетилхолинът е органично съединение, което действа в тялото, включително в парасимпатиковата нервна система и в нервно-мускулния синапс. Като невротрансмитер, това съединение има следните характеристики:

• неговият синтез става в пресинаптичния неврон;
• натрупването на ацетилхолин се случва във везикулите;
• това съединение се освобождава право пропорционално на силата на стимула, предизвикващ такова освобождаване (честота на импулсите);
• постсиноптичният ефект на това вещество се илюстрира директно чрез микроинофореза;
• този медиатор може да бъде деактивиран с помощта на ефективни механизми.

Установено е, че само съединения, в които се наблюдава всяка от тези характеристики, могат да се считат за медиатори.

Химически ацетилхолинът е естер, образуван от холин и оцетна киселина.

В тялото това вещество се синтезира от холинестераза, специален ензим. При разпадането му се образуват оцетна киселина и оксид. Съединението е нестабилно и под въздействието на ацетилхолинестеразата също се разгражда много бързо.

Възможно е също така да се получи изкуствено под формата на един и от соли, например хлорид. Полученото по този начин лекарство (ацетилхолин хлорид) се използва за изследвания в областта на фармакологията и в редки случаикак лекарствен продукт... Съединението се произвежда под формата на ампула с обем 5 милилитра, в която има 0,1 или 0,2 грама сухо вещество. За инжектиране се разтваря в стерилна вода в обем 2-5 милилитра.

Ацетилхолинът е кристална маса бялоили безцветни кристали.

Класификация на холиновите протеини (кои са и тяхната специфика)

Холиновите протеини се подразделят на тези, които засягат n-холинергичните рецептори и m-холинергичните рецептори. Холиновите рецептори са сложни протеинови макромолекули, които са разположени от външната страна на постсинаптичната мембрана.

Първите от тях не са чувствителни, оттук и буквата "n" в името им. Те се намират в нервно-мускулни структури и ганглийни синапси.

Вторият вид протеини е придобил буквата "m", тъй като са мускаринови. Те се намират в областта на холинергичните постганглионарни нерви. С други думи, в сърцето, гладките мускули и жлезите.

В нервната система ацетилхолинът се синтезира с участието на глюкоза. При разпадането му се появяват ацетилни групи, освобождава се енергия. Благодарение на тази енергия възниква аденозин трифосфат и вече чрез това съединение се осъществява фосфорилирането на междинните съединения, необходими за синтеза. Предпоследният етап е образуването на ацетил коензим А, от който се появява самият ацетилхолин след реакцията с холин.

В същото време механизмът на навлизане на холини в мястото на образуване на ацетилхолин за реакцията с ацетил коензим А понастоящем не е известен. Предполага се, че половината от него влиза на това място от кръвната плазма, а друга половина остава след хидролизата на предишната

Синтезът на това вещество се извършва в нервни окончаниявътре в цитоплазмата на аксоните. След това съединението се съхранява в синаптични везикули (везикули).В отделен подобен органоид има от 1000 до 10000 молекули от това съединение. Смята се, че приблизително 15-20% от обема на дадено вещество във везикулите е количеството ацетилхолин, налично за незабавна употреба. Останалата част, съхранявана във везикулите, може да бъде активирана за употреба само известно време след съответния сигнал.

Разграждането на ацетилхолина в човешкото тяло става много бързо. Стартира този процесацетилхолинестераза, специален ензим.

Функции

Функцията на ацетилхолина е да служи като медиатор в централната нервна система (централна нервна система). Това вещество влияе върху предаването на импулси от една част на мозъка към друга. В същото време малко съдържание на това вещество допринася за предаването на импулси, а значително количество от него го инхибира.

Също така, ацетилхолинът служи за прехвърляне към мускулите на тялото. При липса на това вещество силата, с която мускулите се свиват, намалява. Липсата на това конкретно съединение води до факта, че човек започва да страда от болестта на Алцхаймер.

Действието на ацетилхолина се изразява в по-бавен пулс, намаляване на кръвно налягане, увеличаване на диаметъра кръвоносни съдовепериферно местоположение. Съединението подобрява перисталтиката в храносмилателен тракт(черва и стомах). Също така, присъствието му повишава съкратителната способност на мускулите на редица органи, включително пикочните и жлъчен мехур, матката, както и бронхите. Ацетилхолинът засилва секрецията на желязо, особено в слъзните, потните, бронхиалните и храносмилателните жлези.

Освен това причинява свиване на зеницата (миоза), този ефект става следствие от по-интензивно свиване на контролния ирис кръгов мускулповлияни от тези в окуломоторния нервпостганглионни холинергични влакна. Това свиване на зеницата най-често се комбинира с намаляване на вътреочното налягане. Това се дължи на факта, че при такова стесняване каналът на Шлем се разширява, както и пространството в ъгъла, образувано от ириса и роговицата. В резултат на това течността получава чудесна възможност за изтичане от вътрешната среда на окото.

Също така, ацетилхолинът служи за подобряване на концентрацията чрез производството на неврони, разположени в.

Друга функция на връзката е да влияе върху заспиването и събуждането. Спящият се събужда след увеличаване на интензивността на активността на холинергичните неврони, разположени в мозъчния ствол, както и в предния мозък в базалните ядра.

Ацетилхолицинът, произведен изкуствено, се използва за лечение само в няколко случая. Това се дължи на факта, че при перорално приложениетова съединение бързо се хидролизира, което води до абсорбцията му от лигавиците стомашно-чревния трактняма да се случи. Когато се въвежда в тялото по различен начин, включително чрез инжекции, той също не оказва значително влияние върху централната нервна система. Затова сега в повечето случаи го отказват.

Също така трябва да се има предвид, че ацетилхолинът свива вените в сърцето. Ако на пациент се приложи прекомерна доза от това вещество, резултатът може да бъде брадикардия, спад на кръвното налягане, аритмия, изпотяване и други неблагоприятни ефекти.

Механизмът на действие на ацетилхолина

Холинергичните рецептори (ацетилхолинови рецептори) са трансмембранни рецептори, чийто лиганд е ацетилхолин.

Ацетилхолинът служи като невротрансмитер както в пре-, така и в постганглионните синапси на парасимпатиковата система и в преганглионните симпатикови синапси, в редица постганглионни симпатикови синапси, невромускулни синапси (соматична нервна система), както и в някои части на централната нервна система. Нервните влакна, които отделят ацетилхолин от своите краища, се наричат ​​холинергични.

Синтезът на ацетилхолин се осъществява в цитоплазмата на нервните окончания; резервите му се съхраняват под формата на мехурчета в пресинаптичните терминали. Появата на пресинаптичен потенциал на действие води до освобождаване на съдържанието на няколкостотин везикули в синаптичната цепнатина. Ацетилхолинът, освободен от тези везикули, се свързва със специфични рецептори на постсинаптичната мембрана, което повишава нейната пропускливост за натриеви, калиеви и калциеви йони и води до появата на възбуждащ постсинаптичен потенциал. Действието на ацетилхолина се ограничава от неговата хидролиза от ензима ацетилхолинестераза.

От фармакологична гледна точка специфичните холинергични рецептори се делят на никотинови (Н-рецептори) и мускаринови (М-рецептори).

Ацетилхолиновият никотинов рецептор също е йонен канал, т.е. принадлежи към каналообразуващия рецептор, докато ацетилхолин мускариновият рецептор принадлежи към класа серпентинови рецептори, които предават сигнали чрез хетеротримерни G - протеини.

Холинергичните рецептори на автономните ганглии и вътрешните органи се различават.

N-холинергичните рецептори (чувствителни към никотина) са разположени върху постганглионните неврони и клетките на надбъбречната медула, както и върху вътрешни органи- М-холинергични рецептори (чувствителни към алкалоида мускарин). Първите се блокират от ганглийни блокери, а вторите от атропин.

М-холинергичните рецептори са разделени на няколко подтипа:

М1-холинергичните рецептори са разположени в централната нервна система и, вероятно, върху невроните на парасимпатиковите ганглии;

М2-холинергични рецептори - върху гладката и сърдечната мускулатура и клетките на жлезистия епител.

М3-холинергичните рецептори са разположени върху гладката мускулатура и жлезите.

Бетанехолът служи като селективен стимулант на М2-холинергичните рецептори. Пример за селективен блокер на М1-холинергичните рецептори е пирензепин. Това лекарство драстично потиска производството на HCl в стомаха.

Стимулирането на М2-холинергичните рецептори чрез Gi-протеина води до инхибиране на аденилатциклазата, а стимулирането на М2-холинергичните рецептори чрез Gq-протеина води до активиране на фосфолипаза С и образуване на IF3 и DAG (фиг. 70.5).

Стимулирането на М3-холинергичните рецептори също води до активиране на фосфолипаза С. Атропинът служи като блокер на тези рецептори.

Други подтипове М-холинергични рецептори са идентифицирани с методите на молекулярната биология, но те все още са недостатъчно проучени.

ацетилхолин (ацетилхолин, Ach) [лат. acetum - оцет, гръцки. chole - жлъчка и лат. -in (e) - суфикс, означаващ "подобен"] - оцетен естер на холин (виж Холин), невротрансмитер, който предава нервно възбуда през синаптичната цепнатина в парасимпатиковата нервна система; синтезиран в тъканите с участието на холин ацетилаза, хидролизиран от ензима ацетилхолинестераза. А. се намира и в състава на някои растителни отрови. За първи път изолиран от мораво рогче през 1914 г. от G. Dale. За установяване ролята на А. в прехвърлянето нервен импулстой, заедно с О. Леви, получил Нобелова наградаза 1936г

Ацетилхолинът действа чрез холинергични нервни окончания, мионеврални крайни пластини и други холинергични рецептори. Намирайки се в протеин-липоидния комплекс (прекурсор), ацетилхолинът се освобождава по време на електрическо и нервно възбуждане. Изследвания на Палей през 1956 г. с помощта на електронна микроскопия показват натрупване на течни капчици в порите на синапса, някои от които се спукват по време на преминаването на нервен импулс. Смята се, че отделената течност е ацетилхолин (теория на пиноцитозата). Освободен в холинергичните вещества на сърцето, ацетилхолинът действа върху съседни клетъчни мембрани... Според модерни гледки, мебраната носи определен електрически заряд в покой, поради преразпределението на йона К. Концентрацията на калий в покой е много по-висока вътре в клетката, отколкото извън нея. За натрия, напротив, концентрацията извън клетката е висока, а вътре в нея е ниска. Концентрацията на натриеви йони вътре в клетката остава постоянна поради активното му отстраняване от клетката по време на процес, наречен "натриева помпа". Калият, от друга страна, прониква в клетъчната повърхност, оставяйки вътре в нея по-масивен анион, така че външната повърхност на клетката получава излишък от положителни заряди, вътрешната - отрицателна. Колкото повече калиеви катиони се отделят от клетката, толкова по-висок е зарядът на нейната мембрана и обратно – когато отделянето на калий се забави, потенциалът на мембраната намалява. Директните измервания на потенциала на покой показват, че той е приблизително 90 mV в миокарда на вентрикулите и предсърдията и 70 mV в синусовия възел. Ако по някаква причина потенциалът на мембраната падне до 50 mV, свойствата на мембраната се променят драстично и тя пропуска значително количество натриеви йони в клетката. Тогава положителните йони преобладават вътре в клетката и мембранният потенциал променя знака си. Презареждането (деполяризация) на мембраната предизвиква електрически потенциал на действие. След контракцията се възстановяват концентрациите на калий и натрий, характерни за състоянието на покой (реполяризация).

Установено е, че холинергичните (парасимпатикомиметични, парасимпатотропни, трофотропни) реакции възникват, когато ацетилхолинът (или други холинови съединения) действа върху холинергичните рецептори, субклетъчните образувания, клетки, тъкани, органи или тялото като цяло. В допълнение към основното си (холинергично) действие, ацетилхолинът предизвиква освобождаване на калий, свързан с протеини, повишава или намалява пропускливостта на биологичните мембрани, участва в регулирането на селективната пропускливост на еритроцитите, променя активността на отделните дихателни ензими, влияе активността на катепсините, възобновяемостта на фосфатната група във фосфолипидите, върху метаболизма на макроергичните фосфорни съединения, повишава устойчивостта на отделните тъкани и тялото като цяло към хипоксия. Koshtoyants предполага, че като осъществява медиаторен ефект, ацетилхолинът влиза в кръга на тъканните биохимични трансформации.

Нормалният механизъм на автоматизма в сърцето се основава на спонтанно намаляване на потенциала на синусовия възел до -50 mV (генераторен потенциал). Това се случва в синусовия възел чрез специален метаболитен процесвъз основа на намаляване на калиевата пропускливост на мембраната. Ацетилхолинът, от друга страна, специфично повишава пропускливостта на К мембраната на синусовия възел, като по този начин увеличава изхода на К и предотвратява развитието на потенциала на генератора. Поради това сърдечната честота спада. Ако концентрацията на ацетилхолин се увеличи още повече, тогава потенциалът на генератора се развива толкова бавно, че мембраните на синусовия възел губят способността си да развиват потенциал на действие (мембранна акомодация). Настъпва сърдечен арест. Увеличаването на калиевата пропускливост под въздействието на ацетилхолин предизвиква по-бърз процес на възстановяване на потенциала на покой на мембраната (реполяризация). Инжектираният ацетилхолин не винаги се разпределя равномерно в кръвта. Следователно в атриума този процес на ускорена реполяризация също може да протича неравномерно, което при запазено възбуждане на синусовия възел се проявява като предсърдно трептене и предсърдно мъждене. Вентрикулите на сърцето, лишени от холинергични окончания, остават нечувствителни към ацетилхолин. Активирането на центровете на автоматизма от втори ред (His bundle) е свързано със свойството на влакната на Purkinje да развиват спонтанна деполяризация по същия начин, както се случва в синусовия възел.

Немедиаторното действие на ацетилхолина в целия организъм е един от най-малко проучените и най-противоречиви участъци от хуморално-хормоналната регулация на функциите. Установено е, че холинергичните (парасимпатикомиметични, парасимпатотропни, трофотропни) реакции възникват, когато ацетилхолинът (или други холинови съединения) действа върху холинергичните рецептори, субклетъчни образувания, клетки, тъкани, органи или тялото като цяло. В допълнение към основното си (холинергично) действие, ацетилхолинът предизвиква освобождаване на калий, свързан с протеини, повишава или намалява пропускливостта на биологичните мембрани, участва в регулирането на селективната пропускливост на еритроцитите, променя активността на отделните дихателни ензими, влияе активността на катепсините, възобновяемостта на фосфатната група във фосфолипидите, върху метаболизма на високоенергийни фосфорни съединения, повишава устойчивостта на отделните тъкани и тялото като цяло към хипоксия. Koshtoyants предполага, че като осъществява медиаторен ефект, ацетилхолинът влиза в кръга на тъканните биохимични трансформации. А инхибирането на действието на ацетилхолина е до известна степен функционално еквивалентно на повишаване на концентрацията на допамин.

Биохимичен ефектацетилхолин е, че прикрепването му към рецептора отваря канал за преминаване на Na и K йони през клетъчната мембрана, което води до деполяризация на мембраната. Блокирането на действието на ацетилхолина е изпълнено със сериозни проблеми, до и включително смърт. Това е именно биохимичното действие на невротоксините. По-долу са показани структурите на двата най-мощни невротоксина, хистрионикотоксин и D-тубокурарин хлорид. Подобно на ацетилхолина, D-тубокурариновата молекула съдържа амониеви фрагменти. Той блокира мястото на прикрепване на ацетилхолина към рецептора, изключва предаването на нервен сигнал и предотвратява прехвърлянето на йони през мембраната. Създава се ситуация, наречена парализа на живата система.

Ефектът на ацетилхолина върху сърцето.

Холинергични механизми. На външната мембрана на кардиомиоцитите са представени предимно мускариново-чувствителни (М-) холинергични рецептори. Наличието на никотин-чувствителни (N-) холинергични рецептори в миокарда също е доказано, но тяхното значение за парасимпатиковите ефекти върху сърцето е по-малко ясно. Плътността на мускариновите рецептори в миокарда зависи от концентрацията на мускариновите агонисти в тъканната течност. Възбуждането на мускариновите рецептори инхибира активността на пейсмейкърните клетки на синусовия възел и в същото време повишава възбудимостта на предсърдните кардиомиоцити. Тези два процеса могат да доведат до появата на предсърдни екстрасистоли в случай на повишаване на тонуса на блуждаещия нерв, например през нощта по време на сън. По този начин възбуждането на М-холинергичните рецептори причинява намаляване на честотата и силата на предсърдните контракции, но повишава тяхната възбудимост.

Ацетилхолинът инхибира проводимостта в атриовентрикуларния възел. Това се дължи на факта, че под влиянието на ацетилхолин възниква хиперполяризация на клетките на атриовентрикуларния възел поради увеличаване на изходящия калиев ток. По този начин, възбуждането на мускариновите холинергични рецептори има противоположен ефект върху сърцето в сравнение с активирането на В-адренергичните рецептори. В същото време сърдечната честота намалява, проводимостта и контрактилитета на миокарда, както и консумацията на кислород от миокарда, се инхибират. Възбудимостта на предсърдията в отговор на употребата на ацетилхолин се увеличава, докато възбудимостта на вентрикулите, напротив, намалява.

Ацетилхолинът е един от най-важните невротрансмитери в мозъка. Най-важната роля на ацетилхолина е в нервно-мускулното предаване, където той е възбуждащ предавател. Известно е, че ацетилхолинът може да има както възбуждащи, така и инхибиращи ефекти. Това зависи от естеството на йонния канал, който той регулира, когато взаимодейства със съответния рецептор.

Невротрансмитерът ацетилхолин се освобождава от везикулите в пресинаптичните нервни терминали и се свързва както с никотиновите рецептори, така и с мускариновите рецептори на клетъчната повърхност. Тези два типа ацетихолинови рецептори се различават значително както по структура, така и по функция.

Ацетилхолинът - оцетен естер на холина, е медиатор в нервно-мускулните връзки, в пресинаптичните окончания на моторните неврони на клетките на Реншоу, в симпатиковия отдел на вегетативната нервна система - във всички ганглионни синапси, в синапсите на надбъбречната медула и в постната -ганглионарни жлезисти синапси; в парасимпатиковия отдел на вегетативната нервна система – също в синапсите на всички ганглии и в постганглионните синапси на ефекторните органи. В централната нервна система ацетилхолинът е открит във фракции от много части на мозъка, понякога в значителни количества, но не са открити централни холинергични синапси.

Ацетилхолинът се синтезира в нервните окончания от холин, който влиза там с помощта на неизвестен досега транспортен механизъм... Половината от получения холин се образува в резултат на хидролиза на предварително освободен ацетилхолин, а останалата част, очевидно, идва от кръвната плазма. Ензимът холин ацетилтрансфераза се образува в сомата на неврона и се транспортира по аксона до пресинаптичните нервни окончания за около 10 дни. Механизмът на навлизане на синтезирания ацетилхолин в синаптичните везикули все още е неизвестен.

Очевидно само малка част (15-20%) от резерва ацетилхолин, който се съхранява във везикулите, представлява част от непосредствено наличния медиатор, готов за освобождаване - спонтанно или под влияние на потенциал на действие.

Депозираната фракция може да бъде мобилизирана само след известно забавяне. Това се потвърждава, първо, от факта, че новосинтезираният ацетилхолин се освобождава приблизително два пъти по-бързо от наличния преди, и второ, с нефизиологични високи честотистимулация, количеството ацетилхолин, освободен в отговор на един импулс, пада до такова ниво, че количеството ацетилхолин, освободен през всяка минута, остава постоянно. След блокиране на поглъщането на холин от хемихолиний, не целият ацетилхолин се освобождава от нервните окончания. Следователно трябва да има трета, неподвижна фракция, която може да не се съдържа в синаптичните везикули. Очевидно може да има размяна между тези три фракции. Хистологичните корелати на тези фракции все още не са изяснени, но се предполага, че везикулите, разположени в близост до синаптичната цепка, представляват част от непосредствено наличния предавател, докато останалите везикули съответстват на депозираната фракция или част от нея.

На постсинаптичната мембрана ацетилхолинът се свързва със специфични макромолекули, наречени рецептори. Тези рецептори вероятно са липопротеин с молекулно тегло около 300 000. Ацетилхолиновите рецептори са разположени само на външната повърхност на постсинаптичната мембрана и липсват в съседни постсинаптични области. Плътността им е около 10 000 на 1 кв. микрона.

Ацетилхолинът служи като медиатор на всички преганглионни неврони, постганглионни парасимпатикови неврони, постганглионни симпатикови неврони, които инервират мерокринните потни жлези и соматичните нерви. Образува се в нервните окончания от ацетил-КоА и холин под действието на холин ацетилтрансфераза. От своя страна холинът се улавя активно от пресинаптичните окончания от извънклетъчната течност. В нервните окончания ацетилхолинът се съхранява в синаптичните везикули и се освобождава в отговор на въвеждането на потенциал за действие и въвеждането на двувалентни калциеви йони. Ацетилхолинът е един от най-важните невротрансмитери в мозъка.

Ако крайната плоча е изложена на ацетилхолин за няколкостотин милисекунди, тогава мембраната, деполяризирана в началото, постепенно се реполяризира, въпреки постоянното присъствие на ацетилхолин, тоест постсинаптичните рецептори се инактивират. Причините и механизмът на този процес все още не са проучени.

Обикновено действието на ацетилхолина върху постсинаптичната мембрана продължава само 1-2 ms, тъй като част от ацетилхолина дифундира от областта на крайната пластина, а част се хидролизира от ензима ацетилхолинестераза (т.е. той се разделя на неефективни компоненти на холина и оцетна киселина). Ацетилхолинестераза В големи количестваприсъства в крайната плоча (т.нар. специфична или истинска холинестераза), но холинестеразите присъстват и в еритроцитите (също специфични) и в кръвната плазма (неспецифични, т.е. те също разграждат други холинови естери). Следователно, ацетилхолинът, който дифундира от областта на крайната плоча в околното междуклетъчно пространство и навлиза в кръвния поток, също се разгражда до холин и оцетна киселина. По-голямата част от холина от кръвта се връща към пресинаптичните окончания.

Действието на ацетилхолина върху постсинаптичната мембрана на постганглионните неврони може да бъде възпроизведено от никотина, а върху ефекторните органи от мускарина (токсин от мухоморка). В тази връзка се появи хипотеза за наличието на два вида макромолекулни рецептори за ацетилхолин, като действието му върху тези рецептори се нарича никотиноподобно или мускариново. Никотоноподобното действие се блокира от основи, а мускариновото действие се блокира от атропин.

Веществата, които действат върху клетките на ефекторните органи по същия начин като холинергичните постганглионни парасимпатикови неврони, се наричат ​​парасимпатикомиметични, а веществата, които отслабват ефекта на ацетилхолина, се наричат ​​парасимпатолитични.

Библиография

холинергичен рецептор ацетилхолинов неврон

1. Харкевич D.A. фармакология. М.: ГЕОТАР-МЕД, 2004

2. Zeimal E.V., Shelkovnikov S.A. - Мускаринови холинергични рецептори

3. Сергеев П.В., Галенко-Ярошевски П.А., Шимановски Н.Л., Есета по биохимична фармакология, М., 1996.

4. Hugo F. Neurochemistry, M, "World", 1990

5. Сергеев П.В., Шимановски Н.Л., В.И. Петров, Рецептори, Москва - Волгоград, 1999

Ролята на ацетилхолина в организма.

Образуваният в тялото (ендогенен) ацетилхолин играе важна роля в жизнените процеси: насърчава предаването нервна възбудав централната нервна система, автономните ганглии, окончанията на парасимпатиковите (двигателни) нерви. Ацетилхолинът е химичен предавател (невротрансмитер) на нервната възбуда; окончанията на нервните влакна, за които служи като медиатор, се наричат ​​холинергични, а рецепторите, които взаимодействат с него, се наричат ​​холинергични рецептори. Холинергичните рецептори са сложни протеинови молекули (нуклеопротеини) с тетрамерна структура, локализирани от външната страна на постсинаптичната (плазмена) мембрана. По природа те са разнородни. Холинергичните рецептори, разположени в областта на постганглионните холинергични нерви (сърце, гладка мускулатура, жлези), се обозначават като м-холинергични рецептори (мускаринови), а тези, разположени в областта на ганглионните синапси и в соматичните невромускулни синапси - като n-холинергични рецептори ( никотин-чувствителен) (C. . Аничков). Това разделение е свързано с особеностите на реакциите, възникващи от взаимодействието на ацетилхолина с тези биохимични системи, мускаринови (понижаване на кръвното налягане, брадикардия, повишена секреция на слюнчените, слъзните, стомашните и други екзогенни жлези, свиване на зениците и др.) в първия случай и никотиноподобни (свиване на скелетните мускули и др.) във втория. М- и n-холинергичните рецептори са локализирани в различни органи и системи на тялото, включително централната нервна система. През последните години мускариновите рецептори започнаха да се разделят на редица подгрупи (m1, m2, m3, m4, m5). Локализацията и ролята на m1 и m2 рецепторите са най-проучени в момента. Ацетилхолинът няма строго селективен ефект върху различни холинергични рецептори. В една или друга степен засяга m- и n-холинергичните рецептори и подгрупите m-холинергични рецептори. Периферното мускариново действие на ацетилхолина се проявява в забавяне на сърдечните контракции, разширяване на периферните кръвоносни съдове и понижаване на кръвното налягане, активиране на перисталтиката на стомаха и червата, свиване на мускулите на бронхите, матката, жлъчката и Пикочен мехур, повишена секреция на храносмилателните, бронхиалните, потните и слъзните жлези, свиване на зеницата (миоза). Последният ефект е свързан с повишена контракция на кръговия мускул на ириса, който се инервира от постганглионни холинергични влакна на окуломоторния нерв (n. Oculomotorius). В същото време, в резултат на свиване на цилиарния мускул и отпускане на лигамента на цилиарния пояс, се получава спазъм на акомодацията. Свиването на зеницата, причинено от действието на ацетилхолина, обикновено е придружено от намаляване на вътреочното налягане. Този ефект отчасти се обяснява с дилатация със свиване на зеницата и сплескване на ириса на канала на Шлем (венозния синус на склерата) и фонтанните пространства (пространството на ирис-роговичния ъгъл), което подобрява изтичането на течност от вътрешната среда на окото. Възможно е обаче и други механизми да участват в намаляването на вътреочното налягане. Поради способността си да намаляват вътреочното налягане, веществата, които действат като ацетилхолин (холиномиметици, антихолинестеразни лекарства) се използват широко за лечение на глаукома1. Периферното никотиноподобно действие на ацетилхолина се свързва с участието му в предаването на нервните импулси от преганглионните влакна към постганглионните влакна във вегетативните възли, както и от двигателните нерви към набраздените мускули. В малки дози той е физиологичен предавател на нервна възбуда, в големи дози може да предизвика упорита деполяризация в областта на синапса и да блокира предаването на възбуждане. Ацетилхолинът също принадлежи важна ролякато медиатор в централната нервна система. Той участва в предаването на импулси в различни части на мозъка, като в малки концентрации улеснява, а в големи концентрации инхибира синаптичното предаване. Промените в метаболизма на ацетилхолина могат да доведат до нарушена мозъчна функция. Някои от централните му антагонисти са психотропни лекарства. Предозирането на ацетилхолинови антагонисти може да причини нарушения на най-високите нервна дейност(халюциногенен ефект и др.). За използване в медицинска практикаи експериментални изследвания произвеждат ацетилхолин хлорид (Acetylcholini chloridum).

Източник: "Лекарства“, редактиран от М. Д. Машковски.

Ацетилхолинови рецептори.

Трансмембранни рецептори, чийто лиганд е ацетилхолин. Ацетилхолинът служи като невротрансмитер както в пре-, така и в постганглионните синапси на парасимпатиковата система и в преганглионните симпатикови синапси, в редица постганглионни симпатикови синапси, невромускулни синапси (соматична нервна система), както и в някои части на централната нервна система. Нервните влакна, които отделят ацетилхолин от своите краища, се наричат ​​холинергични.

Синтезът на ацетилхолин се осъществява в цитоплазмата на нервните окончания; резервите му се съхраняват под формата на мехурчета в пресинаптичните терминали. Появата на пресинаптичен потенциал на действие води до освобождаване на съдържанието на няколкостотин везикули в синаптичната цепнатина. Ацетилхолинът, освободен от тези везикули, се свързва със специфични рецептори на постсинаптичната мембрана, което повишава нейната пропускливост за натриеви, калиеви и калциеви йони и води до появата на възбуждащ постсинаптичен потенциал. Действието на ацетилхолина се ограничава от неговата хидролиза от ензима ацетилхолинестераза.

Видове ацетилхолинови рецептори:

Никотинов ацетилхолинов рецептор.

Никотин

Никотинов ацетилхолинов рецептор(n-холинергичен рецептор, nACh-рецептор) - подтип ацетилхолинови рецептори, който осигурява предаването на нервните импулси през синапсите и се активира от никотина (с изключение на ацетилхолина).

Никотиновият ацетилхолинов рецептор е открит в началото на 20-ти век като "никотинова рецепторна структура", приблизително 25-30 години преди да бъде изследвана ролята му в предаването на нервни сигнали, генерирани от ацетилхолина. Когато ацетилхолин (ACh) навлезе в молекулата на този рецептор, катион-пропусклив канал се отваря леко, което води до деполяризация на клетъчната мембрана и генериране на нервен импулс в неврона или свиване на мускулното влакно (в случай на нервно-мускулния синапс).

Този рецептор се намира в химически синапси както в централната, така и в периферната нервна система, нервно-мускулните синапси и епителните клетки на много животински видове.

Физиология и фармакология

Електрофизиологичната характеристика на никотиновите рецептори в мускулната тъкан е дадена за първи път поради вътреклетъчното изтегляне на електрически потенциали; в допълнение, никотиновият рецептор е един от първите, които записват електрически токове, които преминават през единичен рецепторен канал. Използвайки последния подход, беше възможно да се докаже, че йонният канал на този рецептор съществува в дискретни отворени и затворени състояния. В отворено състояние рецепторът може да пропуска Na +, K + йони и в по-малка степен двувалентни катиони; в този случай проводимостта на йонния канал е постоянна. Независимо от това, времето на съществуване на канала в отворено състояние е характеристика, която зависи от напрежението на потенциала, приложен към рецептора, докато рецепторът се стабилизира в отворено състояние по време на прехода от стойности на ниско напрежение (деполяризация на мембраната) до големи стойности (хиперполяризация). Продължителното приложение на ацетилхолин и други рецепторни агонисти води до намаляване на чувствителността му към рецепторната молекула и увеличаване на времето на престой на йонния канал в затворено състояние - т.е. явлението на десенсибилизация се наблюдава при никотиновия рецептор.

Класическа характеристика на никотиновите рецептори в нервните ганглии и в главния мозък е холинергичният отговор на електрическа стимулация, който се блокира от дихидро-β-еритроидин; в допълнение, за тези рецептори характерното свързване на вискоафинон с белязан с тритий никотин. αBGT-чувствителните рецептори в хипокампалните неврони се характеризират с ниска чувствителност към ацетилхолин, за разлика от αBGT-нечувствителните рецептори. Метилликаконитинът е селективен и обратим конкурентен антагонист на αBGT-чувствителните рецептори, а някои производни на анабезиин предизвикват селективен активиращ ефект върху тази група рецептори. Проводимостта на йонните канали на αBGT-чувствителните рецептори е доста висока (73pS); те също имат относително висока проводимост на калциевите йони в сравнение с цезиевите йони. Този рецептор има изключителни свойства, зависими от напрежението: общият клетъчен ток, регистриран във физиологично състояние, когато се наслагва от деполяризационни стойности на електрическия потенциал, показва значително намаляване на преминаването на йони през йонните канали; освен това това явление се регулира от концентрацията на Mg2 + йони в разтвора. За сравнение, никотиновите рецептори върху мускулните клетки не претърпяват никакви промени в йонния ток при промяна на електрическия потенциал на мембраната, а N-метил-D-аспартатният рецептор, който също има висока относителна пропускливост за Ca2 + йони (PCa / PCs 10.1 ), има обратна картина промени в йонните токове в отговор на промяна в електрическия потенциал и наличието на магнезиеви йони: с увеличаване на електрическия потенциал до хиперполяризиращи стойности и увеличаване на концентрацията на Mg2 + йони, йонният ток през този рецептор е блокиран.

Друго важно свойство на αBGT-чувствителните невронални никотинови рецептори е техният отговор на стимулация. Излагането на високи концентрации на ацетилхолин води до много бърза десенсибилизация на реакцията на отделния канал и бърз спад в електрическия отговор на цялата клетка. Повторното излагане на кратки изблици на ацетилхолин също води до намаляване на максималната амплитуда на рецепторния отговор. В същото време енергичното хранене на клетките с високоенергийни молекули (АТФ, фосфокреатин, креатин фосфокиназа) или междинни продукти от техния метаболизъм може да предотврати такова намаляване. Почти всички аспекти на функционирането на αBGT-чувствителните никотинови рецептори, включително ефикасността на агонист, кооперативните ефекти и фракционирането и десенсибилизацията на активността, се регулират от извънклетъчната концентрация на Са2+. Тази регулация може да бъде особено важна в случаите, когато рецепторите са разположени върху дендрити.

В допълнение към селективното активиране на рецепторите от агонисти, подобни на ацетилхолин, всички подтипове на никотиновите рецептори се активират от производни на физостигмин; обаче такова активиране е присъщо само на нискочестотни токове на единични рецептори, които не могат да бъдат заглушени от ацетилхолиновите антагонисти.

Ацетилхолинът епредавател на нервна възбуда в централната нервна система, окончанията на парасимпатиковите нерви и Той изпълнява най-важните задачи в процесите на живота. Аминокиселините, хистамин, допамин, серотонин, адреналин имат сходни функции. Ацетилхолинът се счита за един от най-важните предаватели на импулси към мозъка. Нека разгледаме това вещество по-подробно.

Главна информация

Краищата на влакната, от които ацетилхолиновият медиатор предава, се наричат ​​холинергични. Освен това има специални елементи, с които взаимодейства. Те се наричат ​​холинергични рецептори. Тези елементи са сложни протеинови молекули - нуклеопротеини. Ацетилхолинови рецепторисе различават по тетрамерна структура. Те са локализирани на външната повърхност на плазмената (постсинаптичната) мембрана. По своята природа тези молекули са хетерогенни.

V експериментални изследванияи в медицински целиизползва се лекарството "Ацетилхолин-хлорид", представено в инжекционен разтвор. Друго лекарствана базата на това вещество не се произвеждат. Има синоними на лекарството: "Myohol", "Acecolin", "Cytocholine".

Класификация на холиновия протеин

Някои молекули се намират в областта на холинергичните постганглионарни нерви. Това е районът гладка мускулатура, сърца, жлези. Наричат ​​се м-холинергични рецептори – мускаринови. Други протеини се намират в областта на ганглионните синапси и в нервно-мускулните соматични структури. Те се наричат ​​n-холинергични рецептори – чувствителни към никотин.

Обяснения

Горната класификация се дължи на спецификата на реакциите, които възникват, когато тези биохимични системи взаимодействат и ацетилхолин. то, от своя страна, обяснява причините за някои от процесите. Например понижаване на налягането, повишена секреция на стомашните, слюнчените и други жлези, брадикардия, свиване на зениците и т.н. при въздействие върху мускарин-чувствителните протеини и свиване скелетен мускули така нататък, когато са изложени на чувствителни към никотин молекули. В същото време учените напоследък започнаха да разделят м-холинергичните рецептори на подгрупи. Най-изучаваното днес е ролята и локализацията на m1 и m2 молекулите.

Специфика на влиянието

Ацетилхолинът ене е селективен елемент от системата. В една или друга степен той засяга както m-, така и n-молекулите. Интерес представлява мускариновият ефект, който ацетилхолин. товъздействието се проявява в забавяне сърдечен ритъм, разширяване на кръвоносните съдове (периферни), активиране на чревната и стомашната подвижност, свиване на мускулите на матката, бронхите, урината, жлъчния мехур, засилване на секрецията на бронхиални, потни, храносмилателни жлези, миоза.

Свиване на зеницата

Кръговият мускул на ириса, инервиран от постганглионни влакна, започва енергично да се свива едновременно с цилиарния мускул. В този случай се осъществява отпускането на лигамента на Zinn. Резултатът е спазъм на акомодацията. Свиването на зеницата, свързано с ефекта на ацетилхолина, като правило, е придружено от намаляване на вътреочното налягане. Този ефект отчасти се дължи на разширяването на черупката в канала на Шлем и пространствата на фонтаните на фона на миоза и сплескване на ириса. Това помага за подобряване на изтичането на течност от вътрешната очна среда.

Благодарение на възможността за понижаване вътреочно налягане, как ацетилхолин, лекарствана базата на други подобни вещества се използват при лечението на глаукома. Те включват по-специално холиномиметиците.

Чувствителни към никотин протеини

Подобно на никотин действие на ацетилхолинпоради участието му в процеса на предаване на сигнали от преганглионните нервни влакна към постганглионните, разположени във вегетативните възли, и от двигателните окончания към набраздените мускули. В малки дози веществото действа като физиологичен предавател на възбуждане. Ако, тогава може да се развие постоянна деполяризация в областта на синапсите. Има и възможност за блокиране на предаването на възбуждане.

ЦНС

Ацетилхолин в тялотоиграе ролята на предавател на сигнали в различни области на мозъка. При ниска концентрация може да улесни, а при висока концентрация може да забави синаптичното предаване на импулси. Метаболитните промени могат да допринесат за развитието мозъчни нарушения... Антагонисти се противопоставят на ацетилхолин, - лекарствапсихотропна група. В случай на тяхното предозиране, нарушение на по-високите нервни функции(халюциногенен ефект и др.).

Синтез на ацетилхолин

Среща се в цитоплазмата на нервните окончания. Депата на вещества са разположени в пресинаптичните терминали под формата на мехурчета. Появата води до освобождаване на ацетилхолин от няколкостотин "капсули" в синаптичната цепнатина. Веществото, освободено от везикулите, се свързва със специфични молекули на постсинаптичната мембрана. Това повишава неговата пропускливост за натриеви, калциеви и калиеви йони. Резултатът е възбуждащ постсинаптичен потенциал. Ефектът на ацетилхолина се ограничава от неговата хидролиза с участието на ензима ацетилхолиестераза.

Физиология на никотиновите молекули

Първото описание беше улеснено от вътреклетъчното изтегляне на електрически потенциали. Никотиновият рецептор е един от първите, които записват токовете, преминаващи през един канал. В отворено състояние през него могат да преминават йони K + и Na +, в по-малка степен двувалентни катиони. В този случай проводимостта на канала се изразява в постоянна стойност. Продължителността на отвореното състояние обаче е характеристика, която зависи от напрежението на потенциала, приложен към рецептора. В този случай последният се стабилизира по време на прехода от мембранна деполяризация към хиперполяризация. Освен това се отбелязва феноменът на десенсибилизация. Проявява се при продължително приложение на ацетилхолин и други антагонисти, което намалява чувствителността на рецептора и увеличава продължителността на отвореното състояние на канала.

Електрическо дразнене

Дихидро-β-еритроидинът блокира никотиновите рецептори в мозъка и нервните ганглии, когато проявяват холинергичен отговор. Те също се характеризират с висок афинитет към белязан с тритий никотин. Чувствителните нервни αBGT рецептори в хипокампуса се характеризират с ниска чувствителност към ацетилхолин, за разлика от нечувствителните αBGT елементи. Метилликаконитинът действа като обратим и селективен конкурентен антагонист на първия.

Някои производни на анабезиин предизвикват селективен активиращ ефект върху групата αBGT рецептори. Проводимостта на йонния им канал е доста висока. Тези рецептори имат уникални характеристики, зависими от напрежението. Общ клетъчен ток с участието на деполяризационните стойности на ел. потенциал показва намаляване на предаването на йони през каналите.

В този случай това явление се регулира от съдържанието на Mg2 + елементи в разтвора. По това тази група се различава от рецепторите. мускулни клетки... Последните не претърпяват никакви промени в йонния ток при коригиране на стойностите мембранен потенциал... В този случай рецепторът на N-метил-D-аспартат, който има относителна пропускливост за Ca2+ елементите, показва обратната картина. С увеличаване на потенциала за хиперполяризиращи стойности и увеличаване на съдържанието на Mg2 + йони, йонният ток се блокира.

Характеристики на мускариновите молекули

М-холинергичните рецептори принадлежат към клас серпентин. Те предават импулси чрез хетеротримерни G-протеини. Група от мускаринови рецептори е идентифицирана поради способността им да свързват алкалоида мускарин. Косвено тези молекули са описани в началото на 20-ти век при изучаване на ефектите на кураре. Директните изследвания на тази група започват през 1920-те и 1930-те години. от същия век след идентифицирането на ацетилхолиновото съединение като невротрансмитер, който доставя импулс на нервно-мускулните синапси. М-протеините се активират под въздействието на мускарин и се блокират от атропина, n-молекулите се активират под въздействието на никотина и се блокират от кураре.

След известно време и в двете групи рецептори, голям бройподтипове. В нервно-мускулните синапси присъстват само никотинови молекули. Мускариновите рецептори се намират в клетките на жлезите и мускулите, както и - заедно с n-холинергичните рецептори - в невроните на централната нервна система и нервните ганглии.

Функции

Мускариновите рецептори имат комплекс различни свойства... На първо място, те са разположени в автономни ганглии и постганглионни влакна, простиращи се от тях, насочени към целевите органи. Това показва участието на рецепторите в транслацията и модулирането на парасимпатиковите ефекти. Те включват, например, свиване на гладката мускулатура, вазодилатация, повишена секреция на жлезите и намаляване на честотата на сърдечните контракции. Холинергичните влакна на централната нервна система, които включват интерневрони и мускаринови синапси, са концентрирани главно в мозъчната кора, хипокампуса, ядрата на ствола, стриатума. В други райони те се срещат в по-малки количества. Централните м-холинергични рецептори влияят върху регулирането на съня, паметта, ученето, вниманието.