B23. EPSP:n ja TPSP:n esiintymismekanismit kemiallisessa synapsissa. Eksitatorinen postsynaptinen potentiaali Inhiboiva postsynaptinen potentiaali ei esiinny

Vesikkeleissä sijaitseva välittäjäaine vapautuu synaptiseen rakoon eksosytoosi Sen vapautuminen tapahtuu pieninä annoksina - kvantti. Pieni määrä kvantteja tulee ulos lopusta ja ovat levossa. Kun hermoimpulssi, ts. AP saavuttaa presynaptisen pään, sen presynaptisen kalvon depolarisaatio tapahtuu. Sen kalsiumkanavat avautuvat ja kalsiumionit tulevat synaptiseen plakkiin. Valinta alkaa suuri numero välittäjäaineiden kvantit. Lähettäjämolekyylit diffundoituvat synaptisen raon kautta postsynaptiseen kalvoon ja ovat vuorovaikutuksessa sen kemoreseptoreiden kanssa. Välittäjä-reseptorikompleksien muodostumisen seurauksena subsynaptisessa kalvossa alkaa niin kutsuttujen sekundaaristen lähettimien (erityisesti cAMP) synteesi. Nämä välittäjät aktivoivat ionikanavia postsynaptisessa kalvossa. Siksi näitä kanavia kutsutaan kemoriippuvainen tai reseptoriohjattu. Nuo. ne avautuvat kemoreseptoreihin kohdistuvan PAS:n vaikutuksesta. Kanavien avautumisen seurauksena subsynaptisen kalvon potentiaali muuttuu. Tätä muutosta kutsutaan postsynaptiseksi potentiaaliksi.

Keskushermostossa jännittävä ovat koliini-, adren-, dopamiini-, serotonergiset synapsit ja jotkut muut. Kun niiden välittäjät ovat vuorovaikutuksessa vastaavien reseptorien kanssa, kemoriippuvaiset natriumkanavat avautuvat. Natriumionit tulevat soluun subsynaptisen kalvon kautta. Sen paikallinen tai leviävä depolarisaatio on olemassa. Tätä depolarisaatiota kutsutaan eksitatoriseksi postsynaptiseksi potentiaaliksi. (VPSP).

Jarru ovat glysiini ja GABAergiset synapsit. Kun välittäjä sitoutuu kemoreseptoreihin, kalium- tai kloridi-kemoriippuvaiset kanavat aktivoituvat. Tämän seurauksena kaliumionit poistuvat solusta kalvon läpi.

EPSP:n ja TPSP:n arvo määräytyy terminaalista vapautuvien välittäjäkvanttien lukumäärän ja näin ollen taajuuden perusteella. hermoimpulssit. Nuo. synaptinen transmissio ei ole kaikki tai ei mitään -lain alainen. Jos vapautuvan eksitatorisen välittäjän määrä on riittävän suuri, subsynaptiseen kalvoon voi muodostua etenevä AP. IPSP, välittäjän määrästä riippumatta, ei ulotu subsynaptisen kalvon ulkopuolelle.

KYSYMYS 26. Hermokeskuksen käsite, sen tehtävät ja ominaisuudet

N. keskellä- keskushermoston rakenteiden joukko, jonka koordinoitu toiminta varmistaa kehon yksittäisten toimintojen säätelyn tai tietyn refleksin. Toiminnallinen hermokeskus voi sijaita erilaisissa anatomisissa rakenteissa. Esimerkiksi hengityskeskusta edustavat hermosolut, jotka sijaitsevat selkärangassa, pitkittäisydin, välikalvossa ja aivokuoressa.

Suoritettavasta toiminnosta riippuen on:

herkät hermokeskukset;

vegetatiivisten toimintojen hermokeskukset;

motoriset hermokeskukset jne.

Ominaisuudet :

2)Herätyksen säteilytys. Keskuksissa virityksen etenemissuunta muuttuu ärsykkeen voimakkuudesta ja keskushermosolujen toimintatilasta riippuen. Ärsykkeen voimakkuuden lisääntyminen johtaa keskushermosolujen virittymiseen osallistuvan alueen laajenemiseen - eli virityksen säteilytykseen.

3)Herätyksen summaus. Afferenttien viritysvirtojen spatiaalinen summausprosessi eri alueilta vastaanottavainen kenttä jota helpottaa satojen ja tuhansien synaptisten kontaktien läsnäolo solukalvolla. Väliaikainen summausprosessi vasteena samojen reseptorien useaan viritykseen johtuu EPSP:iden summautumisesta postsynaptisella kalvolla.

MINÄ SELITÄN: Postsynaptinen potentiaali (PSP) on tilapäinen muutos postsynaptisen kalvon potentiaalissa vasteena presynaptisen hermosolun signaaliin. Erottaa:

eksitatorinen postsynaptinen potentiaali (EPSP), joka aikaansaa postsynaptisen kalvon depolarisaation ja

inhiboiva postsynaptinen potentiaali (IPSP), joka saa aikaan postsynaptisen kalvon hyperpolarisaation.

Yksittäiset PSP:t ovat yleensä pieniä amplitudiltaan eivätkä aiheuta toimintapotentiaalia postsynaptisessa solussa, mutta toisin kuin toimintapotentiaalit, ne ovat asteittaisia ​​ja voidaan summata. Summausvaihtoehtoja on kaksi:

ajallinen - yhden kanavan kautta tulleiden signaalien yhdistäminen (kun uusi impulssi saapuu ennen kuin edellinen vaimenee)

spatiaalinen - viereisten synapsien EPSP:iden superpositio

4) Viiveen esiintyminen.

5)korkea väsymys. Refleksin reseptiivisen kentän pitkittynyt toistuva ärsytys johtaa refleksireaktion heikkenemiseen, kunnes se katoaa. Tämä johtuu synapsien toiminnasta: lähettimen tarjonta ehtyy, energiavarat vähenevät ja postsynaptinen reseptori mukautuu välittäjään.

6)Sävy. Lepotilassa tietty määrä hermosoluja on jatkuvassa viritystilassa ja synnyttää taustapulssivirtoja.

7)Muovi. Hermokeskuksen toiminnallinen liikkuvuus voi muuttaa kuvaa käynnissä olevista refleksireaktioista.

8)Lähentyminen. Aivojen korkeampien osien hermokeskukset ovat voimakkaita afferentin tiedon kerääjiä. Ne sisältävät monia hermosoluja, jotka reagoivat erilaisiin ärsykkeisiin (valo, ääni jne.)

9) Integraatio hermokeskuksiin. Kehon monimutkaisten koordinoitujen adaptiivisten reaktioiden toteuttamiseksi tapahtuu hermokeskusten toiminnallisten yhdistysten muodostumista.

10) Hallitseva omaisuus. Hallitseva fokus on tilapäisesti hallitseva lisääntyneen kiihottumisen painopiste keskellä. Se muodostaa tietyn tason stationaarista viritystä, mikä myötävaikuttaa aikaisempien kynnysarvojen aliarvojen summaamiseen ja siirtymiseen annetuille olosuhteille optimaaliseen työrytmiin. Domin. Painopiste painaa viereisiä virityskeskuksia.

11) kefalisaatio n. järjestelmät. Taipumus siirtää säätely- ja koordinaatiotoiminnot keskushermoston pään osiin.

KYSYMYS 27. Hermokeskuksissa esiintyvä virityksen summausilmiö, sen tyypit, merkitys, mekanismi. EPSP:n ominaisuudet ja rooli summauksen muodostamisessa. (Kirjoittajan huomautus: Kaverit, olen pahoillani tästä paskasta, mutta tämä on kaikki mitä löysin. En löytänyt sitä oppikirjasta)

virityksen summaus. Hermokeskusten työssä merkittävä paikka on virityksen spatiaalisen ja ajallisen summauksen prosesseilla, joiden päähermosubstraatti on postsynaptinen kalvo. Afferenttien viritysvirtausten avaruudellista summausprosessia helpottaa satojen ja tuhansien synaptisten kontaktien läsnäolo hermosolukalvolla. Väliaikainen summausprosessit johtuvat EPSP:iden summautumisesta postsynaptisella kalvolla.

Hermokuidussa jokainen yksittäinen ärsyke (jos se ei ole kynnyksen ala- tai ylikynnyksen voimakkuutta) aiheuttaa yhden viritysimpulssin. Hermokeskuksissa, kuten I. M. Sechenov osoitti ensimmäistä kertaa, yksi impulssi afferenteissa kuiduissa ei yleensä aiheuta viritystä, ts. ei välity efferenteihin hermosoluihin. Refleksin aiheuttamiseksi on tarpeen nopeasti soveltaa kynnystä edeltäviä ärsykkeitä peräkkäin. Tämä ilmiö on nimetty ajallinen tai johdonmukainen summaus. Sen olemus on seuraava. Aksonin pään poistaman välittäjän kvantti käytettäessä yhtä kynnystä edeltävää stimulaatiota on liian pieni aiheuttamaan eksitatorisen postsynaptisen potentiaalin, joka on riittävä kalvon kriittiseen depolarisaatioon. Jos kuitenkin nopeasti peräkkäin seuraavat alakynnysimpulssit menevät samaan synapsiin, summataan välittäjän kvantit ja lopulta sen määrästä tulee riittävä eksitatorisen postsynaptisen potentiaalin ja sitten toimintapotentiaalin syntymiseen. Ajan summauksen lisäksi hermokeskuksissa se on mahdollista tila summaus. Sille on ominaista se, että jos yhtä afferenttikuitua ärsytetään kynnyksen alivoimaisella ärsykkeellä, niin vastetta ei tapahdu, ja jos useita afferentteja kuituja ärsytetään saman kynnysvoimakkuuden omaavalla ärsykkeellä, tapahtuu refleksi, koska impulssit jotka tulevat useista afferenteista kuiduista, summautuvat hermokeskukseen.

Eksitatorinen postsynaptinen potentiaali. Synapseissa, joissa postsynaptisen rakenteen viritys suoritetaan, tapahtuu yleensä natriumionien läpäisevyyden lisääntymistä. Na + tulee soluun pitoisuusgradienttia pitkin, mikä aiheuttaa postsynaptisen kalvon depolarisaation. Tätä depolarisaatiota kutsutaan: eksitatorinen postsynaptinen potentiaali - EPSP. EPSP viittaa paikallisiin vastauksiin ja siksi sillä on kyky summata. Erota ajallinen ja spatiaalinen summaus.

Rooli summauksessa;

Ajallisen summauksen periaate on, että impulssit saapuvat presynaptiseen loppuun jaksolla, joka on lyhyempi kuin EPSP:n jakso.

Spatiaalisen summauksen ydin on postsynaptisen kalvon samanaikainen stimulointi lähellä toisiaan sijaitsevilla synapseilla. Tässä tapauksessa kunkin synapsin EPSP:t lasketaan yhteen.

Jos EPSP-arvo on riittävän suuri ja saavuttaa kriittisen depolarisaation tason (CDL), AP luodaan. Kaikilla kalvon alueilla ei kuitenkaan ole samaa kykyä tuottaa EPSP:itä. Siten aksonikillalla, joka on aksonin alkusegmentti suhteessa somaan, on noin 3 kertaa matalampi sähköisen stimulaation kynnys. Tästä johtuen aksonaalisessa colliculuksessa sijaitsevilla synapseilla on suurempi kyky tuottaa AP:ta kuin dendriittien ja soman synapseilla. Axonal colliculuksesta AP etenee aksoniin ja myös taaksepäin somaan.

KYSYMYS 28. Hermokeskusten viritysrytmin muutosilmiö ja sen mekanismit. EPSP:n ja rengasyhteyksien rooli keskushermostossa . (Huomautus; Samaa paskaa kuin edellinen kysymys olen pahoillani L)

Lat. transformatio - muunnos, muunnos - yksi ominaisuuksista suorittaa viritystä keskustassa, joka koostuu hermosolun kyvystä muuttaa saapuvien impulssien rytmiä. Herätysrytmin muutos ilmenee erityisen selvästi, kun afferenttikuitua stimuloidaan yksittäisillä impulsseilla. Neuroni reagoi tällaiseen impulssiin sarjalla impulsseja. Tämä johtuu pitkän eksitatorisen postsynaptisen potentiaalin ilmaantumisesta (EPSP:n rooli), jota vastaan ​​kehittyy useita kasvoja (piikki-huippupotentiaalia). Toinen syy pulssien moninkertaisen purkauksen esiintymiseen on kalvopotentiaalin jälkivaihtelut. Kun sen arvo on riittävän suuri, jälkivärähtelyt voivat johtaa kalvon depolarisaation kriittisen tason saavuttamiseen ja aiheuttaa sekundaaristen piikkien ilmaantumista. Hermokeskuksissa voi tapahtua myös impulssien voimakkuuden muutos: heikot impulssit vahvistuvat ja voimakkaat heikkenevät.

KYSYMYS 29. Posttetaaninen potentioiminen hermokeskuksissa

Tämä on integroiva ilmiö. Kun afferenttia hermoa stimuloidaan matalataajuisilla ärsykkeillä, voidaan saavuttaa tietyn intensiteetin refleksi. Jos sitten tämä hermo altistetaan korkeataajuiselle rytmiselle stimulaatiolle, toistuva harvinainen rytminen stimulaatio johtaa reaktion voimakkaaseen lisääntymiseen.

KYSYMYS 30. Yksipuolinen virityksen johtuminen hermokeskuksissa. Synaptisten rakenteiden rooli.

Yksipuolinen virityksen johtuminen. Refleksikaaressa, joka sisältää n keskustaa, viritysprosessi leviää yhteen suuntaan (sisääntulosta afferentteja pitkin keskustaan, sitten efferenttejä pitkin efektoriin).

Synaptisten rakenteiden rooli.

Toisin kuin hermo- ja lihaskuidut, joille on ominaista kaksisuuntaisen johtumisen laki, synapsissa viritys etenee vain yhteen suuntaan - presynaptisesta solusta postsynaptiseen soluun.

31.Hermokeskusten korkea väsymys:

Väsymys- refleksireaktion heikkeneminen sen täydelliseen katoamiseen asti, joka tapahtuu refleksin reseptiivisen kentän pitkäaikaisen toistuvan ärsytyksen vaikutuksesta. Korkea väsymys liittyy synapsien aktiivisuus, jossa välittäjäaineen varastot loppuvat, energiavarat vähenevät. ja hermokeskusten suuri väsymys esiintyy johtuen postsynaptisten reseptorien mukautumisesta välittäjiin.

32.hermokeskusten tonus ja sen mekanismit:

Sävy-hermokeskuksen tietyn taustatoiminnan läsnäolo. Toisin sanoen levossa, ulkoisten ärsykkeiden puuttuessa, tietty määrä hermosoluja on jatkuvassa viritystilassa, mikä tuottaa taustaimpulssivirtoja. esimerkiksi unen aikana aivojen korkeampiin osiin jää tietty määrä taustaaktiivisia hermosoluja, jotka määräävät vastaavan hermokeskuksen sävyn.

Lähettimen vaikutus määräytyy sen mukaan, millaiset ionikanavat avautuvat. Jos nämä kanavat ovat selektiivisesti läpäiseviä vain K+:lle tai Cl-:lle, niin tuloksena oleva ionivirta voi siirtää olemassa olevan kalvon lepopotentiaalin negatiivisemmalle alueelle ja siten vastustaa viritystä. Tämä potentiaali estää solujen virittymistä ja sitä kutsutaan estäväksi postsynaptiseksi potentiaaliksi (IPSP).

Ratkaisevaa ionivirran esiintymiselle kalvossa ovat sen potentiaalin suuruus ja avoimien ionikanavien lukumäärä. Esimerkiksi, jos lähetinyhdiste ei avannut nikotiini-ACh-reseptorin ionikanavaa, vaan avasi muille ioneille ominaisen kanavan, syntyisi muita virtoja, joilla on erilainen loppuvaikutus. Ratkaiseva tekijä on kanavaproteiinin tyyppi, johon lähetin vaikuttaa. Joten joissakin synapseissa on kanavia K +: lle, kun taas toisissa - Cl-. Jälkimmäiset ovat paljon yleisempiä. Tarkastellaanpa esimerkkinä metabotrooppisen synapsin reseptoria, joka lisää K+-ionien johtavuutta lähettimeen sitoutumisen seurauksena. Normaalilla kalvopotentiaalilla tämä johtaa K+-ionien lisävirtaukseen Goldman-yhtälön mukaisesti ja kalvopotentiaalin hyperpolarisaatioon K+-ionien läpäisevyyden lisääntymisen vuoksi (kuva 21.7). TPSP tapahtuu. Tämä potentiaali on nimetty siten, koska tuleva hyperpolarisaatio vastustaa depolarisaatiota ja siten viritystä, joten solu estää sen aktiivisuutta. Pohjimmiltaan samanlainen tilanne kehittyy, jos kalvoa hyperpolarisoiva virta liittyy Cl-ioneihin. Koska Cl-ionien tasapainopotentiaali on välillä -70 ja -75 mV, Cl- virtaa soluun ja hyperpolarisoi sen, jos käytettävissä oleva kalvopotentiaali on tätä arvoa pienempi negatiivinen.

Tämä kuvio on tyypillinen monille soluille.

Jos kiihottavat ja estävät synapsit aktivoituvat samanaikaisesti solukalvolla, ionivirta pienenee. Tässä tapauksessa keholla on kyky tukahduttaa tehokkaasti hermosoluon kohdistuvia kiihottavia tai estäviä vaikutuksia.

Hermosolu on täynnä tuhansia synaptisia päitä, joista osa on kiihottavia ja osa estäviä. Jos viereiset kiihottavat ja estävät synapsit aktivoituvat samanaikaisesti, tuloksena olevat virrat asettuvat päällekkäin. Tuloksena oleva postsynaptinen potentiaali on pienempi (absoluuttisesti mitattuna) kuin vain yksi eksitatorinen postsynaptinen potentiaali (EPSP) tai vain yksi estävä postsynaptinen potentiaali (IPSP) (kuva 21.7). Aktivoimalla samanaikaisesti stimuloivat ja estävät synapsit, tuloksena oleva EPSP voi aiheuttaa solukalvon lievän depolarisaation. Tässä tapauksessa solu viritetään vähemmän voimakkaasti; hidastaa. Tässä tapauksessa TPSP ei ole merkittävä, vaan kalvon hyperpolarisaatio, joka johtuu sen johtavuuden lisääntymisestä K+:n tai Cl-ionien suhteen. Siten kalvopotentiaali säilyy lähellä kalium- (tai kloori-)-ionien tasapainopotentiaalia riittävän suurella tasolla. negatiiviset arvot ja sisään tulevan natriumvirran depolarisoiva vaikutus vähenee. Tuleva natriumvirta kompensoidaan lähtevällä kaliumvirralla tai sisään tulevalla kloorivirralla.

Siten EPSP johtuu natriumin johtavuuden lisääntymisestä ja sisään tulevasta natriumvirrasta, ja IPSP johtuu lähtevästä kaliumvirrasta tai sisään tulevasta kloorivirrasta.

Tämän perusteella voitaisiin olettaa, että kaliumin johtavuuden laskun pitäisi depolarisoida solukalvo ja natriumin johtavuuden heikkeneminen johtaa hyperpolarisaatioon. Se todella on. Luonto käyttää mekanismia, joka sulkee ionikanavia lähettimen sitoutumisen seurauksena reseptoriin. Autonomisen hermoston hermosolmuissa esiintyy synapseja, joissa depolarisaatio johtuu kaliumin konduktanssin vähenemisestä. On pääasiassa synapsseja, joissa ACh aktivoimalla sisään tulevan natriumvirran, aiheuttaa EPSP:itä, sekä synapseja, joissa ACh vähentää käytettävissä olevaa kaliumin konduktanssia ja aiheuttaa pitkäaikaisia ​​EPSP:itä. Verkkokalvon sauvoissa ja kartioissa voidaan havaita olemassa olevan natriumin konduktanssin laskua, joka johtaa solukalvon hyperpolarisaatioon.

On huomattava, että postsynaptisten potentiaalien esiintymismekanismi vastaa ns. reseptoripotentiaalien esiintymismekanismia aistielinten soluissa (reseptorisoluissa), joissa ionikanavat avautuvat tai sulkeutuvat tietyn kemikaalin avulla. tai fyysistä stimulaatiota. Yhdennäköisyys ei ole yllättävää. Synapsi on erittäin erikoistunut rakenne, joka reagoi erittäin spesifisesti tiettyihin kemikaaleihin.

Hermoston eksitatorisissa synapseissa välittäjänä voi olla asetyylikoliini, norepinefriini, dopamiini, serotoniini, glugaamihappo, aine P sekä suuri joukko muita aineita, jotka ovat elleivät välittäjiä suorassa merkityksessä, niin ainakin modulaattoreita. (muuttava tehokkuutta) synaptisen välityksen. Kiihottavat välittäjäaineet aiheuttavat ilmestymistä postsynaptiselle kalvolle kiihottava postsynaptinen potentiaali(VPSP). Sen muodostuminen johtuu siitä, että välittäjä-reseptorikompleksi aktivoi kalvon Na-kanavia (ja luultavasti myös Ca-kanavia) ja aiheuttaa kalvon depolarisaation johtuen natriumin pääsystä soluun. Samanaikaisesti K+-ionien vapautuminen solusta vähenee, mutta yhden EPSP:n amplitudi on melko pieni ja useiden eksitatoristen synapsien samanaikainen aktivointi on tarpeen kalvovarauksen alentamiseksi depolarisaation kriittiselle tasolle.

Näiden synapsien postsynaptiselle kalvolle muodostuneet EPSP:t pystyvät Yhteenvetona, nuo. vahvistavat toisiaan, mikä lisää EPSP:n amplitudia (spatiaalinen summaus).

EPSP:n amplitudi kasvaa ja synapsiin saapuvien hermoimpulssien taajuuden lisääntyessä (ajan summaus), mikä lisää synaptiseen rakoon vapautuvien välittäjäkvanttien määrää.

Spontaani regeneratiivinen depolarisaatio tapahtuu neuronissa, yleensä siinä paikassa, jossa aksonisolu lähtee solurungosta, ns. aksonikukkulassa, jossa aksoni ei ole vielä peittynyt myeliinillä ja virityskynnys on alin. Siten neuronikalvon eri osissa ja sen dendriiteissä esiintyvät EPSP:t etenevät axon colliculukseen, jossa ne summautuvat, depolarisoivat kalvon kriittiselle tasolle ja johtavat toimintapotentiaalin ilmaantuvuuteen.

Inhiboiva postsynaptinen potentiaali (IPSP) Inhiboivissa synapseissa toimivat yleensä muut, inhiboivat, välittäjäaineet. Niiden joukossa aminohappo glysiini (selkäytimen inhiboivat synapsit), gamma-aminovoihappo (GABA), inhiboiva välittäjä aivojen hermosoluissa, on hyvin tutkittu. Samaan aikaan estävällä synapsilla voi olla sama välittäjä kuin eksitatorisella synapsilla, mutta postsynaptisten kalvoreseptorien luonne on erilainen. Siten asetyylikoliinin, biogeenisten amiinien ja aminohappojen osalta eri synapsien postsynaptisella kalvolla voi olla ainakin kahden tyyppisiä reseptoreita, ja näin ollen erilaiset välittäjä-reseptorikompleksit voivat aiheuttaa erilaisia ​​kemosensitiivisten reseptoriporttien kanavien reaktioita. Inhiboivaa vaikutusta varten tällainen reaktio voi olla kaliumkanavien aktivoituminen, mikä aiheuttaa kalium-ionien vapautumisen lisääntymisen ulkopuolelle ja kalvon hyperpolarisaation. Samanlainen vaikutus monissa inhiboivissa synapseissa on kloorin kanavien aktivoituminen, mikä lisää sen kuljetusta soluun. Hyperpolarisaation aikana tapahtuvaa kalvopotentiaalin muutosta kutsutaan estävä postsynaptinen potentiaali(TPSP). Kuva 3.5 esittää EPSP:n ja IPSP:n erottuvat piirteet. Inhiboivaan synapsiin saapuvien hermoimpulssien sekä eksitatoristen synapsien tiheyden lisääntyminen aiheuttaa synaptiseen rakoon vapautuvien inhiboivien lähetinkvanttien määrän kasvua, mikä vastaavasti lisää hyperpolarisoivan IPSP:n amplitudia. IPSP ei kuitenkaan pysty leviämään kalvon poikki ja on olemassa vain paikallisesti.

IPSP:n seurauksena kalvopotentiaalin taso siirtyy pois depolarisaation kriittiseltä tasolta ja viritys muuttuu joko täysin mahdottomaksi tai heräte vaatii amplitudiltaan paljon suurempien EPSP:iden summauksen, ts. huomattavasti korkeampien viritysvirtojen läsnäolo. Kun stimuloivat ja estävät synapsit aktivoituvat samanaikaisesti, EPSP:n amplitudi laskee jyrkästi, koska Na + -ionien depolarisoiva virta kompensoituu K + -ionien samanaikaisella vapautumisella tietyntyyppisissä inhiboivissa synapseissa tai SG-ionien pääsyllä muihin, mikä kutsutaan ohittaa EPSP.

Tiettyjen myrkkyjen vaikutuksesta hermoston inhiboivien synapsien estäminen voi tapahtua, mikä aiheuttaa useiden refleksilaitteiden hallitsemattoman virittymisen ja ilmenee kouristuksina. Näin toimii strykniini, joka sitoo kilpailevasti postsynaptisen kalvon reseptoreja eikä anna niiden olla vuorovaikutuksessa estävän välittäjän kanssa. Tetanustoksiini, joka häiritsee inhiboivan välittäjäaineen vapautumista, estää myös inhiboivia synapseja.

On tapana erottaa kaksi hermoston eston tyyppiä: ensisijainen ja toissijainen

Kaikki virityksen leviämisen piirteet keskushermostossa selittyvät sen hermorakenteella: kemiallisten synapsien läsnäololla, hermosolujen aksonien useilla haarautumisilla, suljettujen hermopolkujen läsnäololla. Nämä ominaisuudet ovat seuraavat.

1. Herätyksen säteilytys (divergenssi) keskushermostossa. Se selittyy hermosolujen aksonien haarautumisella, niiden kyvyllä muodostaa lukuisia yhteyksiä muihin hermosoluihin, interkalaaristen hermosolujen läsnäololla, joiden aksonit myös haarautuvat (Kuva 4.4, a).

Herätyksen säteilytystä voidaan havaita selkäsammakon kokeessa, kun heikko ärsytys aiheuttaa yhden raajan taipumisen ja voimakas kaikkien raajojen ja jopa rungon energiset liikkeet. Divergenssi laajentaa jokaisen hermosolun laajuutta. Yksi neuroni, joka lähettää impulsseja aivokuoreen, voi osallistua jopa 5000 hermosolun virittämiseen.

Riisi. 4.4 Afferenttien selkäjuurien hajoaminen selkäytimen hermosoluihin, joiden aksonit puolestaan ​​haarautuvat muodostaen lukuisia kollateraaaleja (c) ja efferenttien konvergenssi keskushermoston eri osista selkäytimen α-motoneuroniin (6)

1. Herätyksen konvergenssi (yhteisen lopullisen polun periaate) - eri alkuperää olevien viritteiden lähentyminen useiden polkujen varrella samaan neuroniin tai hermosolupooliin (Sherrington-suppilon periaate). Virityskonvergenssi selittyy monien aksonikollateraaleiden, interkalaarien hermosolujen läsnäololla ja myös sillä, että afferentteja reittejä on useita kertoja enemmän kuin efferenttejä neuroneja. Yhdessä keskushermoston neuronissa voi sijaita jopa 10 000 synapsia. Keskushermoston virityksen konvergenssiilmiö on laajalle levinnyt. Esimerkkinä on virityksen konvergenssi selkäytimen motorisessa neuronissa. Joten primaariset afferentit kuidut (kuva 4.4, b) sekä aivorungon ja muiden keskushermoston muiden osien yläpuolella olevien keskusten erilaiset laskeutumisreitit lähestyvät samaa selkäytimen motorista neuronia. Konvergenssiilmiö on erittäin tärkeä: se mahdollistaa esimerkiksi yhden motorisen neuronin osallistumisen useisiin erilaisiin reaktioihin. Nielun lihaksia hermottava motorinen neuroni osallistuu nielemisen, yskimisen, imemisen, aivastelun ja hengityksen reflekseihin muodostaen yhteisen lopullisen polun lukuisille refleksikaarille. Kuvassa 4.4, näytän kaksi afferenttia säiettä, joista kukin antaa kollateraalit 4 neuronille siten, että 3 niiden kokonaismäärästä viidestä neuronista muodostaa yhteyden molempiin afferenttisiin säikeihin. Jokaisessa näistä kolmesta neuronista kaksi afferenttia säiettä konvergoi.

Monet aksonit, jopa 10 000-20 000, voivat konvergoida yhteen motoriseen neuroniin, joten AP:n muodostuminen kullakin hetkellä riippuu kiihottavien ja inhiboivien synaptisten vaikutusten kokonaismäärästä. PD syntyy vain, jos kiihottavat vaikutukset ovat vallitsevia. Konvergenssi voi helpottaa viritysprosessia yhteisissä hermosoluissa kynnyksen aliarvoisten EPSP:iden spatiaalisen summauksen seurauksena tai estää sen estovaikutusten vallitsevan vallitsevan vuoksi (katso kohta 4.8).

3. Herätyksen kierto suljettujen hermopiirien kautta. Se voi kestää minuutteja ja jopa tunteja (kuva 4.5).

Riisi. 4.5. Herätyskierto suljetuissa hermopiireissä Lorento de No:n (a) ja I.S. Beritovin (b) mukaan. 1,2,3 - kiihottavat neuronit

Herätyskierto on yksi jälkivaikutusilmiön syistä, jota käsitellään tarkemmin (ks. kohta 4.7). Uskotaan, että virityksen kierto suljetuissa hermopiireissä on todennäköisin mekanismi lyhytaikaisen muistin ilmiölle (ks. kohta 6.6). Hermosolujen kierto on mahdollista hermosolujen ketjussa ja yhdessä neuronissa sen aksonin haarojen kosketuksissa sen omiin dendriitteihin ja kehoon.

4. Hermoston yksipuolinen jakautuminen hermopiireissä, heijastuskaaret. Virityksen eteneminen yhden hermosolun aksonista toisen hermosolun kehoon tai dendriitteihin, mutta ei päinvastoin, selittyy kemiallisten synapsien ominaisuuksilla, jotka johtavat virittymiseen vain yhteen suuntaan (katso kohta 4.3.3).

5. Virityksen hidas eteneminen keskushermostossa verrattuna sen etenemiseen hermosäikettä pitkin selittyy monien kemiallisten synapsien läsnäololla virityksen etenemisreiteillä. Aika, joka kuluu virityksen suorittamiseen synapsin läpi, kuluu välittäjän vapautumiseen synaptiseen rakoon, sen etenemiseen postsynaptiseen kalvoon, EPSP:n esiintymiseen ja lopuksi AP:hen. Kokonaisviive viritteen siirtämisessä synapsissa on noin 2 ms. Mitä enemmän synapseja hermosoluketjussa on, sitä pienempi on virityksen kokonaisetenemisnopeus sitä pitkin. Refleksin piilevän ajan mukaan, tarkemmin sanoen refleksin keskusajan mukaan, voidaan karkeasti laskea tietyn refleksikaaren neuronien lukumäärä.

6. Kiihtymisen leviäminen keskushermostoon estyy helposti tietyillä farmakologisilla lääkkeillä, joita käytetään laajalti kliinisessä käytännössä. Fysiologisissa olosuhteissa rajoitukset virityksen leviämiselle keskushermoston kautta liittyvät hermosolujen eston neurofysiologisten mekanismien aktivoitumiseen.

Virityksen etenemisen tarkastelut ominaisuudet mahdollistavat hermokeskusten ominaisuuksien ymmärtämisen.

4. NYKYISET KÄSITTEET keskushermoston HAJONTAMISMUODOISTA JA -MEKANISMEISTA. ERILAISTEN JARRUTUSMUOTOJEN TOIMINNALLINEN MERKITYS.

Jarrutus keskushermostossa se on prosessi, jossa hermoimpulssien välitystä heikennetään tai pysäytetään. Esto rajoittaa virityksen (säteilytyksen) leviämistä ja mahdollistaa yksittäisten hermosolujen toiminnan hienosäädön ja signaalien siirron niiden välillä. Yleisimmät estävät neuronit ovat interkalaariset neuronit. Keskushermoston viritys- ja estoprosessien vuorovaikutuksen ansiosta yksittäisten kehon järjestelmien toiminnot yhdistyvät yhdeksi kokonaisuudeksi (integraatio) ja niiden toimintojen koordinaatio ja koordinointi. Esimerkiksi huomion keskittyminen voidaan nähdä säteilyn heikkenemisenä ja induktion lisääntymisenä. Tämä prosessi paranee iän myötä. Eston merkitys on myös siinä, että kaikista aistielimistä, kaikista reseptoreista aivoihin virtaa jatkuvasti signaaleja, mutta aivot eivät reagoi kaikkeen, vaan vain tällä hetkellä merkittävimpiin. . Jarrutuksella voit koordinoida tarkemmin kehon eri elinten ja järjestelmien toimintaa. Avulla presynaptinen esto, virtaus tietyntyyppisten hermoimpulssien hermokeskukset. Postsynaptinen esto heikentää refleksireaktioita, jotka ovat tällä hetkellä tarpeettomia tai merkityksettömiä. Sen taustalla on esimerkiksi lihastyön koordinointi.

Erota primaarinen ja sekundaarinen esto. Ensisijainen jarrutus kehittyy aluksi. ilman aikaisempaa viritystä ja ilmenee hermosolujen kalvon hyperpolarisoitumisena inhiboivien välittäjäaineiden vaikutuksesta. Esimerkiksi vastavuoroinen esto inhiboivien välittäjäaineiden vaikutuksesta. Primaarinen esto sisältää presynaptisen ja postsynaptisen inhibition, kun taas sekundaarinen esto sisältää pessimaalisen ja virityksen jälkeisen inhibition. Toisiojarrutus syntyy ilman erityisten inhiboivien rakenteiden osallistumista kiihottavien hermosolujen liiallisen aktivoitumisen seurauksena (Vvedensky-inhibiitio). Sillä on suojaava rooli. Toissijainen esto ilmenee hermosolujen kalvojen jatkuvana depolarisoitumisena, joka ylittää kriittisen tason ja aiheuttaa natriumkanavien inaktivoitumisen. Keskusinhibitio (I.M. Sechenov) on kiihtymisen aiheuttamaa estoa, joka ilmenee toisen virityksen vaimentamisessa.

Jarrujen luokitus:

I. Synapsissa olevan käyttöpaikan sijainnin mukaan:

1 – presynaptinen esto- havaitaan akso-aksonaalisissa synapseissa estämällä virityksen leviämisen aksonia pitkin (aivorungon rakenteissa, selkäytimessä). Kosketusalueella vapautuu estävää välittäjää (GABA), joka aiheuttaa hyperpolarisaation, joka häiritsee viritysaallon johtumista tämän alueen läpi.

2 - postsynaptinen esto- pääasiallinen eston tyyppi, kehittyy aksosomaattisten ja aksodendriaalisten synapsien postsynaptisella kalvolla vapautuneen GABA:n tai glysiinin vaikutuksesta. Välittäjän toiminta aiheuttaa hyperpolarisaation vaikutuksen IPSP:n muodossa postsynaptisessa kalvossa, mikä johtaa AP:n syntymisen hidastumiseen tai täydelliseen lopettamiseen.

II. Hermopiireissä ja refleksikaarissa esiintyvien vaikutusten perusteella:

1 – vastavuoroinen esto - suoritetaan koordinoimaan vastakkaisten lihasten toimintaa (Sherrington). Esimerkiksi lihaskaran signaali tulee afferentista neuronista selkäytimeen, jossa se siirtyy fleksorin α-motoriseen neuroniin ja samanaikaisesti inhiboivaan neuroniin, joka estää ojentaja-a-motorisen neuronin toimintaa.

2 – paluujarrutus- suoritetaan hermosolun liiallisen virityksen rajoittamiseksi. Esimerkiksi α-motorinen neuroni lähettää aksonin vastaaviin lihaskuituihin. Matkan varrella aksonista lähtee vakuus, joka palaa keskushermostoon - se päättyy estävään neuroniin (Renshaw-solu) ja aktivoi sen. Inhiboiva neuroni aiheuttaa α-motorisen hermosolun, joka käynnisti tämän koko ketjun, inhibition, eli α-motorinen neuroni inhiboi itseään estävän neuronin järjestelmän kautta.

3 - lateraalinen esto(palautusvaihtoehto). Esimerkki: fotoreseptori aktivoi bipolaarisen solun ja samalla lähellä olevan estohermosolun, joka estää virityksen johtumisen viereisestä fotoreseptorista gangliosoluun ("informaation esto".

III. Välittäjäaineen kemiallisen luonteen mukaan:

1 - GABAergic,

2 - glysinerginen,

3 - sekoitettu.

IV. Jarrutustyyppien luokittelu I. P. Pavlovin mukaan(Pöytä 1)

Taulukko 1 - Jarrutustyypit (IP. Pavlovin mukaan)

Edellä tarkasteltiin PD:n esiintymistä keinotekoisen depolarisoivan vaikutuksen seurauksena. sähkövirta. Luonnollisesti todellisissa olosuhteissa AP syntyy tiettyjen fysiologisten prosessien seurauksena. Nämä prosessit tapahtuvat synapseissa. Kun AP etenee kalvoa pitkin ja saavuttaa presynaptisen terminaalin, tämä johtaa välittäjän vapautumiseen synaptiseen rakoon.

Postsynaptisella kalvolla ovat reseptorit- monimutkainen proteiinimolekyylejä johon välittäjä pystyy muodostamaan yhteyden. Tuloksena oleva kompleksi on "laukaisulinkki" biokemiallisten reaktioiden ketjussa, joka johtaa aukkoon kemiallisesti herkkiä ionikanavia. Tällaisten kanavien - natrium, kalium, kloridi, kalsium - ansiosta syntyy postsynaptisia potentiaalia (PSP), sekä kiihottavia että estäviä. Kemosensitiiviset ionikanavat avautuvat tyypillisesti 3-5 ms:n ajan.

Eri välittäjät saavat eri kanavia avautumaan. Natrium- tai kalsiumkanavien avautuminen postsynaptisella kalvolla aiheuttaa Na + (Ca 2+) -ionien pääsyn soluun ja hermosolun lievän depolarisaation. Tämän depolarisaation aikana potentiaaliero kalvon yli on lähempänä AP-laukaisukynnystä. Siksi tavallista pienempi ärsyke voi saada hermosolun reagoimaan - eli hermosolu on suhteellisen kiihtyneessä tilassa. Tässä suhteessa kutsuttiin kalvon paikallista depolarisaatiota välittäjän vaikutuksesta kiihottava postsynaptinen potentiaali(VPSP).

Kemosensitiivisten Cl-kanavien avautuminen johtaa kloridi-ionien pääsyyn soluun; K + -kanavien avaaminen - kalium-ionien ulostulolle. Molemmissa tapauksissa tapahtuu lievää hyperpolarisaatiota ja potentiaaliero hermosolukalvon yli kasvaa absoluuttisena arvona. Tätä taustaa vasten PD:n käynnistämiseen tarvitaan tavallista suurempaa kannustinta. Tämän seurauksena hermosolu on suhteellisen estyneessä tilassa. Tässä suhteessa kutsuttiin kalvon paikallista hyperpolarisaatiota välittäjän vaikutuksesta estävä postsynaptinen potentiaali(TPSP).

Toisin kuin toimintapotentiaali, postsynaptiset potentiaalit (PSP) eivät kehity "kaikki tai ei mitään" -lain mukaan, vaan vähitellen, ts. voi olla enemmän tai vähemmän. PSP-arvo on verrannollinen synaptiseen rakoon vapautuneen välittäjän määrään. Välittäjä vapautuu presynapsista pieninä annoksina - kvantit, jotka vastaavat vesikkelin tilavuutta. Jokainen vesikkeli sisältää useita tuhansia välittäjämolekyylejä. Vastaavasti yksi lähetinkvantti aiheuttaa pienen PSP:n (miniatyyri PSP), kooltaan 0,1-0,6 mV. Toinen ero PSP:n ja AP:n välillä on, että PSP ei leviä neuronikalvon läpi.

EPSP:n ja TPSP:n keskiarvoparametrit ovat lähellä. Niiden kesto on yleensä noin 10 ms (joskus 50-100 ms), mikä on merkittävästi pidempi kuin PD:n tapauksessa. EPSP:n ja IPSP:n amplitudi määräytyy niiden ensimmäisen vaiheen keston ja kaltevuuden mukaan. Se puolestaan ​​riippuu välittäjän läsnäolon määrästä ja kestosta synaptisessa rakossa. Yksittäisten postsynaptisten potentiaalien amplitudi keskushermostossa on 1-5 mV. Suuressa neuromuskulaarisessa synapsissa EPSP:n analogi, niin kutsuttu päätelevypotentiaali, saavuttaa 40 mV tai enemmän. . Aikaa, joka kuluu impulssin kulkemiseen synaptisen raon läpi, kutsutaan synaptiseksi viiveeksi. Se on noin 1 ms.

On selvää, että suurimmassa osassa tapauksia (lukuun ottamatta päätylevyn potentiaalia) yksittäinen EPSP ei pysty indusoimaan AP:tä. Välittäjäaineen aiheuttama viritys ei yksinkertaisesti kasva kynnystasolle. Siksi PD:n laukaisukynnyksen saavuttamiseksi on välttämätöntä summaus useiden EPSP:iden (superpositio). On kaksi summausvaihtoehtoa - ajallinen ja tilallinen. Ensimmäisessä tapauksessa yhteen synapsiin suurella taajuudella saapuneiden ärsykkeiden vaikutukset päällekkäin. . Itse asiassa, jos EPSP:hen lisätään toinen, sitten kolmas jne., joka ei ole vielä kuollut. - tulee todellinen mahdollisuus käynnistää PD. Todellisissa tilanteissa tämä tarkoittaa, että synapsin saavuttanut signaali on riittävän voimakas ja "ansaitsee" siirrettävän edelleen hermosolujen verkkoa pitkin. Spatiaalinen summaus koostuu vierekkäisten synapsien EPSP:iden asettamisesta päällekkäin jollain sähköherkän kalvon alueella niiden vieressä. Sähköherkkä kalvo on kalvo, jossa on jänniteohjattuja ionikanavia. Kalvoa, jossa on ligandiporttikanavat, kutsutaan vastaavasti kemosensitiiviseksi.

Hermosolujen todellisen aktiivisuuden tapauksessa spatiaalisen ja ajallisen summauksen vaikutukset yhdistetään. Ja mitä enemmän synapseja on mukana tässä prosessissa (eli ne toimivat suhteellisen samanaikaisesti), sitä todennäköisemmin se saavuttaa AP:n laukaisukynnyksen. Samaan aikaan joillakin synapseilla voi olla estäviä ominaisuuksia ja ne voivat aiheuttaa IPSP:tä. Siksi niiden vaikutukset vähennetään jännittävien vaikutusten summasta. Yleisesti ottaen ensimmäisessä approksimaatiossa voidaan määrittää ehto PD:n käynnistämiselle kullakin hetkellä seuraavalla tavalla:

å EPSP - å TPSP ³ PD-laukaisukynnys

On kuitenkin erittäin vaikeaa arvioida tiettyjen postsynaptisten potentiaalien osuutta tähän tulokseen. Tosiasia on, että niiden vaikutus haihtuu nopeasti, kun he siirtyvät pois alkuperäpaikasta. Lisäksi prosesseissa vaimeneminen tapahtuu nopeammin kuin neuronin kehossa, ja mitä nopeammin prosessi on ohuempi. Lopuksi hermosolun sähköherkällä kalvolla on hieman erilainen virittyvyys eri paikoissa. Se on maksimaalinen aksonikukkulassa (paikassa, jossa aksoni lähtee neuronin rungosta) ja suurten dendriittien ensimmäisten haarautumien paikoissa. Tuloksena käy ilmi, että mitä lähempänä tietty synapsi on näitä pisteitä, sitä suurempi on sen panos AP:n generoinnin ohjaamiseen. Yksi IPSP, joka esiintyy lähellä aksonimäkeä, saattaa riittää pysäyttämään signaalin.

Eri synapseissa syntyneiden EPSP:iden ja IPSP:iden summausprosessi on itse asiassa tärkein keskushermoston neuroneissa tapahtuva laskennallinen toiminta. Toteutettuna signaaleilla on kyky "vahvistaa" merkityksensä, ne voidaan yhdistää muihin signaaleihin ja muodostaa jonkinlainen "tietokuva", ne voidaan estää (jos tietyt olosuhteet ovat olemassa - signaalit jarrukanavien kautta) jne. Tästä seuraa, että keskushermoston alkeellisin rakenteellinen ja toiminnallinen yksikkö ei ole neuroni, vaan synapsi. Keskushermoston kykyä suorittaa monimutkaisia ​​laskennallisia operaatioita ei siten määrää sen kokonaispaino tai edes neuronien lukumäärä, vaan synapsien lukumäärä. Tämä luku ihmisen aivoissa mitataan ilmeisesti kymmenissä biljoonissa. Lisäksi yksittäisen ontogeneesin edetessä aivot pystyvät muodostamaan lisää synapseja, mikä lisää sen potentiaalisia kykyjä. Tämä prosessi on erityisen intensiivinen varhaisessa postnataalisessa jaksossa, jolloin hermosto virittyy tulevaan tietokuormituksen tasoon.

Joten hermoverkossa tiedot välittyvät seuraavasti: presynaptisesta päätteestä vapautuu eksitatorinen (aiheuttava EPSP) välittäjä, AP tapahtuu postsynaptisessa neuronissa, se etenee aksonia pitkin sen päähän, välittäjä työntyy sieltä uudelleen jne. . Jokainen äskettäin muodostettu PD on suuruudeltaan sama (kaikki tai ei mitään -laki). Tämän seurauksena signaali etenee nopeasti ja ilman vaimennusta.

Tiedon leviämisellä hermostossa täytyy kuitenkin olla jokin lähtökohta. Tältä osin herää kysymys - mistä ensimmäinen EPSP tulee? Vastaus kuulostaa tältä: se esiintyy erityisissä aistimuodostelmissa, jotka havaitsevat ulkomaailman tai kehon sisäisen ympäristön vaikutuksia. Tämän seurauksena solukalvojen läpäisevyydessä tapahtuu muutoksia. Ne johtavat erityisten reseptoripotentiaalien kehittymiseen, jotka ovat ominaisuuksiltaan samanlaisia ​​kuin PSP:ssä, ja lopulta AP:n muodostumiseen aistihermossa. Pohjimmiltaan aistillinen eri tyyppejä kääntää lukuisia energiamuotoja (kemiallinen, mekaaninen, valo, lämpö) yhdelle hermosignaalien kielelle, jota aivot ymmärtävät.

Hermoston välittäjät

Välittäjän elinkaari

Tämä ja tämän oppaan seuraavat osat on omistettu hermoston kemiallisille näkökohdille, kuvaukselle eri välittäjäjärjestelmistä ja psykotrooppisista lääkkeistä. Ennen kuin siirrytään tiettyihin aineisiin, jotka suorittavat ja säätelevät synaptista välitystä, on kuitenkin otettava huomioon "yleistetun" välittäjän elinkaari. Se sisältää seuraavat vaiheet: synteesi, lataaminen vesikkeliin ja kuljetus presynaptiseen päätteeseen; vapautuminen synaptiseen rakoon; sitoutuminen postsynaptisen kalvon reseptoriin; inaktivointi.

Välittäjäaineen muodostuminen tapahtuu usein suoraan presynaptisessa päässä. Tämä on mahdollista, kun synteesiprosessi on kemiallisesti suhteellisen yksinkertainen eikä vaadi vaikeasti löydettäviä esiasteita. Jos nämä ehdot eivät täyty, välittäjä muodostuu neuronin kehossa. Tämä on erityisen ominaista peptidivälittäjille, jotka johtuvat "leikkauksesta" suuremmista proteiinimolekyyleistä. Kunkin spesifisen välittäjän synteesiin liittyy erityisiä entsyymejä, jotka suorittavat vastaavat reaktiot. Välittäjäjärjestelmän toiminta riippuu viime kädessä heidän lukumäärästään ja aktiivisuudestaan.

Neuronirungossa syntetisoidut välittäjämolekyylit siirretään ensin endoplasmiseen retikulumiin ja sitten Golgin laitteeseen. Tämä organoidi tarjoaa välittäjien eksosytoosin pakkaamalla ne kalvorakkuloiksi - vesikkeleiksi. Tuloksena olevat vesikkelit kuljetetaan presynaptisiin päihin nopealla aksonikuljetuksella.

Siinä tapauksessa, että välittäjäaine syntetisoidaan välittömästi presynaptisessa päässä, Golgi-laite pystyy muodostamaan tyhjiä rakkuloita. Ne kulkeutuvat samalla tavalla aksonia pitkin. Vesikkelien täyttö välittäjällä suoritetaan suoraan presynaptisessa päässä (erityisten molekyylipumppujen työn vuoksi). Presynaptiseen päätteeseen kerääntyvien vesikkeleiden lukumäärä mitataan tuhansina. Välittäjävarantojen ehtyminen, jopa intensiivisellä tiedonsiirrolla, tapahtuu erittäin harvoin (yleensä erityisten farmakologisten aineiden toiminnan taustalla).

Jokainen neuroni tuottaa vain yhden päävälittäjäaineen (asetyylikoliini, dopamiini jne.). Presynaptisesta päätteestä voi kuitenkin usein löytyä muita hermosignaalien välittämiseen kykeneviä aineita. Nämä ovat niin sanottuja välittäjiä (esimerkiksi peptidejä). Niitä löytyy hyvin pieniä määriä, ja niitä löytyy yleensä rakkuloista, jotka eroavat muodoltaan ja kooltaan päävälittäjäaineen sisältävistä vesikkeleistä.

Vesikkelisisällön vapautuminen laukeaa sillä hetkellä, kun se saapuu toimintapotentiaalin presynaptiseen päähän (kuva 10). Tässä tapauksessa pohjimmiltaan sähköinen signaali muunnetaan kemialliseksi. Tällainen muunnos on melko monimutkainen tehtävä, ja se toteutetaan useissa vaiheissa. Ensimmäinen on avata jännitteestä riippuvaisia ​​Ca 2+ -kanavia.

Tällaiset kanavat ovat laajalle levinneitä hermostossa. Tässä tapauksessa ne sijaitsevat presynaptisen terminaalin kalvossa ja avautuvat sen depolarisaation aikana, mikä johtuu AP: n saapumisesta. Tämän seurauksena tietty osa Ca 2+ -ioneista pääsee soluun, ja niiden pitoisuus päätteen sisällä kasvaa 10-100-kertaiseksi. On selvää, että mitä suurempi Ca 2+ -pitoisuus on ulkoisessa ympäristössä, sitä suurempi on sisään tulevien ionien määrä.

Ca 2+ -ionien päätarkoitus presynaptisessa päässä on vaikuttaa monimutkaiseen proteiinikompleksiin, joka on upotettu vesikkelikalvoon. Tämä kompleksi sisältää proteiineja, jotka vastaavat rakkulan kiinnittämisestä ("ankkuroinnista") presynaptisen päätteen sytoplasmaan ja sen kosketuksesta presynaptisen kalvon kanssa. Ca 2+:n vaikutuksesta (oletetaan, että tämä vaatii neljä ionia) vesikkeli alkaa liikkua. Saavuttuaan presynaptisen kalvon vesikkeli "tarttuu" siihen, minkä seurauksena välittäjäaine pääsee synaptiseen rakoon. Tämä koko prosessi on erittäin nopea - 1-5 ms:ssa. Mielenkiintoista on, että noin 10 sekunnin kuluttua voidaan havaita rakkuloiden palautumisprosessi: ne eroavat presynaptisesta kalvosta ja palaavat presynaptiseen päähän. Jatkossa nämä tyhjät kuplat voidaan täyttää uudelleen välittäjällä.

Mielenkiintoista on, että Mg 2+ -ionit pystyvät myös tunkeutumaan kalsiumkanavien kautta kilpailemaan kalsiumin kanssa. Tämän seurauksena magnesiumin esiintyminen solujenvälisessä väliaineessa vähentää lopulta sisällytettävän kalsiumin kokonaismäärää. Siksi suuren Mg2+-määrän lisääminen (esimerkiksi magnesiumoksidin - MgSo 4:n muodossa) johtaa välittäjän vapautumisen vähenemiseen ja siten synaptisen signaloinnin heikkenemiseen.

Synaptisessa rakossa välittäjäaine on vuorovaikutuksessa presynaptiseen kalvoon upotettujen erikoistuneiden proteiinireseptorien kanssa alle 1 ms:ssa. Tällaisen reseptorin spatiaalinen organisaatio mahdollistaa "aktiivisen keskuksen" olemassaolon - proteiinimolekyylin paikan, jolla on tietty muoto ja varausten jakautuminen. Tällainen kohta vastaa tiukasti välittäjän avaruudellista konfiguraatiota ja varausten jakautumista sen molekyylissä. Reseptorin aktiivinen keskus ja välittäjäaine pystyvät muodostamaan kompleksin ("lukon avain" -periaatteen mukaisesti). Tämän välitön seuraus on reseptorin aktivoituminen, ja suhteellisen kaukainen seuraus on postsynaptisten potentiaalien kehittyminen ja AP:n laukaisu.

Välittäjän ja reseptorin välinen kosketus voi johtaa erilaisiin seurauksiin tietyn reseptorin tyypistä riippuen. Näitä on kahta tyyppiä, yleisimmässä tapauksessa ionotrooppisia ja metabotrooppisia reseptoreita.

Aktivointi metabotrooppinen reseptori(Kuva 11) johtaa muutokseen solunsisäisessä aineenvaihdunnassa, toisin sanoen joidenkin biokemiallisten reaktioiden kulussa. Kalvon sisäpuolella tällaiseen reseptoriin on kiinnittynyt joukko muita proteiineja, jotka suorittavat osittain entsymaattisia, osittain välittäviä ("välittäjä") toimintoja. Väliproteiinit kuuluvat G-proteiinien ryhmään. Aktivoidun reseptorin vaikutuksesta G-proteiini vaikuttaa proteiinientsyymiin siirtäen sen aktiiviseen "työskentelytilaan". Tämä tarkoittaa, että tietty kemiallinen reaktio. Sen ydin on, että jokin prekursorimolekyyli muuttuu signaalimolekyyliksi - toiseksi sanansaattajaksi.

Toissijaiset välittäjät ovat pieniä, nopeasti liikkuvia molekyylejä tai ioneja, jotka välittävät signaalin solun sisällä. Tässä ne eroavat ensisijaiset välittäjät"- välittäjät ja hormonit, jotka välittävät tietoa solusta soluun. Tunnetuin toinen sanansaattaja on cAMP (syklinen adenosiini-monofosforihappo), joka muodostuu ATP:stä adenylaattisyklaasientsyymin avulla. Samanlainen kuin se on cGMP (guanosiini-monofosforihappo). Muita tärkeitä toissijaisia ​​lähettiläitä ovat komponenteista muodostuva inositolitrifosfaatti ja diasyyliglyseroli. solukalvo. Ulkopuolelta ionikanavien kautta soluun tulevan tai solun sisällä olevista erityisistä varastopaikoista (kalsiumin "varasto") vapautuvan Ca 2+:n rooli on erittäin tärkeä. SISÄÄN Viime aikoina Paljon huomiota on kiinnitetty hyvin lyhytikäiseen toissijaiseen lähettilään NO (typpioksidi). On osoitettu, että NO pystyy välittämään signaalin ei vain solun sisällä, vaan myös solujen välillä (mukaan lukien postsynaptisesta hermosolusta presynaptiseen neuroniin).

Viimeinen vaihe kemiallisessa signaalinsiirrossa on toisen lähettimen toiminta kemosensitiiviseen ionikanavaan. Tämä toiminta tapahtuu joko suoraan tai muiden välilinkkien (esimerkiksi entsyymien) kautta. Joka tapauksessa ionikanavan avautuminen ja EPSP:n tai IPSP:n kehittyminen tapahtuu. Niiden ensimmäisen vaiheen kesto ja amplitudi määräytyvät toisen lähettimen määrällä, joka puolestaan ​​riippuu vapautuneen välittäjän määrästä ja sen vuorovaikutuksen kestosta reseptorin kanssa.

Siten metabotrooppisten reseptorien käyttämä hermoärsykkeen välitysmekanismi sisältää useita peräkkäisiä vaiheita. Jokaisessa niistä signaalin säätely (heikentäminen tai vahvistuminen) on mahdollista, mikä tekee postsynaptisen solun reaktiosta joustavamman ja mukautetun nykyisiin olosuhteisiin. Samalla tämä johtaa myös tiedonsiirtoprosessin hidastumiseen. Tästä syystä evoluution aikana tarvittiin nopeampaa signaalipolkua, minkä seurauksena ionotrooppiset reseptorit.

Ionotrooppisen reseptorin tapauksessa (katso kuva 13) herkkä molekyyli ei sisällä ainoastaan ​​aktiivisen paikan välittäjäaineen sitoutumista varten, vaan myös ionikanavan. Mediaattorin vaikutus reseptoriin johtaa lähes välittömästi kanavan avautumiseen ja postsynaptisen potentiaalin kehittymiseen. Esimerkiksi neuromuskulaariset synapsit toimivat tämän periaatteen mukaisesti.

Inaktivointi on viimeinen vaihe välittäjän elinkaaressa. Tämän vaiheen tarkoitus on lopettaa sen vaikutus reseptoriin (signaalin keskeytys). Itse asiassa hermosolujen kalvoa pitkin etenevä AP ovat erillisiä, ajallisesti rajoitettuja tapahtumia. Tämä diskreetti on säilytettävä riittävän signaalin välittämiseksi hermosolulta hermosolulle. Vastaavasti synaptisen siirron tulee olla myös ajallisesti rajoitettua ja sillä on oltava mekanismeja ei vain käynnistystä, vaan myös pysäyttämistä varten.

Yksinkertaisimmassa tapauksessa inaktivointi tapahtuu suoraan synaptisessa kohteessa. Tässä tapauksessa entsyymi tuhoaa tehokkaasti kaikki vapaasti kelluvat välittäjämolekyylit. Tietenkin jotkut heistä onnistuvat silti saavuttamaan postsynaptisen kalvon. Niiden yhteys reseptorien aktiivisiin keskuksiin ei kuitenkaan ole täysin vakaa. Asia on siinä, että ligandi-reseptori-vuorovaikutus on yleensä todennäköistä. Tämä tarkoittaa, että todellisuudessa välittäjämolekyyli on yhteydessä aktiivisen keskuksen kanssa esimerkiksi 2/3 ajasta, mutta 1/3 kelluu vapaasti synaptisessa rakossa. Juuri tällä hetkellä se voidaan poistaa käytöstä.

Toinen inaktivointimenetelmä käsittää välittäjän imeytymisen synaptisesta raosta spesifisten pumppuproteiinien avulla. Nämä proteiinit löytyvät joko gliasolujen kalvoista tai presynaptisista kalvoista. Ensimmäisessä tapauksessa välittäjäaine siirtyy nopeasti gliasoluihin, minkä jälkeen se tuhoutuu erikoistuneen entsyymin toimesta. Toisessa tapauksessa välittäjä palaa presynaptiseen päätteeseen ( käänteinen sieppaus). Tulevaisuudessa se voidaan myös tuhota, mutta se voidaan myös ladata uudelleen tyhjiin vesikkeleihin. Jälkimmäinen vaihtoehto mahdollistaa niiden välittäjien edullisimman käytön, joiden synteesiin liittyy tiettyjä hermosolujen ongelmia (vähän esiasteita, pitkä reaktioketju jne.).

Inaktivaatioprosessin nopeus määrää välittäjän reseptoriin kohdistuvan vaikutuksen kokonaisajan. Tästä riippuu viime kädessä postsynaptisten potentiaalien amplitudi ja siten AP:n käynnistäminen ja signaalin jatkuminen hermoverkon kautta. Kun inaktivointijärjestelmän elementit vaurioituvat, havaitsemme synaptisen transmission tehokkuuden merkittävän kasvun. Todellakin, tässä tapauksessa vapautunut välittäjäaine vaikuttaa reseptoreihin paljon pidempään, ja EPSP:n tai IPSP:n amplitudi kasvaa huomattavasti.

Kaikki neuronit on jaettu tyyppeihin riippuen niiden tuottamasta välittäjästä. Samalla sovittelijan nimeen lisätään "-ergic". Siten asetyylikolinergiset neuronit, jotka syntetisoivat asetyylikoliinia, muodostavat asetyylikolinergisen järjestelmän, glutamiinihappoa syntetisoivat neuronit muodostavat glutamatergisen järjestelmän jne.

Neuroni voidaan yhdistää sekä välittäjäjärjestelmänsä että muiden järjestelmiensä hermosoluihin. Asiaa mutkistaa se, että pääsääntöisesti yhdelle välittäjälle ei ole yhden tyyppisiä reseptoreja, vaan kaksi tai useampia, ja yhdelle välittäjälle voi olla sekä ionotrooppisia että metabotrooppisia reseptoreita.

Aineet, jotka vaikuttavat välittäjäaineiden elinkaaren eri vaiheisiin, ovat erittäin tärkeitä ihmisen elämälle. Ne muodostavat ryhmän ns psykotrooppiset lääkkeet– yhdisteet, jotka vaikuttavat aivojen toiminnan eri osa-alueisiin: yleiseen aktiivisuustasoon, muistiin, emotionaalisiin kokemuksiin jne. Tässä tapauksessa käytetään useimmiten aineita, jotka muuttavat reseptorin ja välittäjän vuorovaikutusta sekä vaikuttavat kemosensitiivisiin ionikanaviin .

Viemällä kehoon välittäjän kanssa rakenteeltaan samanlaisia ​​molekyylejä voidaan tarkkailla, kuinka ne yhdistyvät vastaavien reseptorien aktiivisten keskusten kanssa ja kiihottavat niitä. Tämän seurauksena käytetyn lääkkeen vaikutus on samanlainen kuin itse välittäjän vaikutus. Tällaisia ​​aineita kutsutaan agonisteja välittäjänä. Agonistien vaikutus synapsiin on usein hyvin pitkä ja tehokas. Tämä selittyy sillä, että niiden sitoutumisen voimakkuus reseptoreihin on usein suurempi kuin välittäjän, eivätkä inaktivointijärjestelmät pysty nopeasti poistamaan agonistia synaptisesta raosta.

Monimutkaisemmassa tapauksessa ulkopuolelta tuodut molekyylit ovat vain osittain samanlaisia ​​kuin välittäjä. Sitten muodostaessaan yhteyden reseptorien aktiivisiin keskuksiin ne miehittävät ne (eli estävät välittäjän pääsyn niihin; kilpailevat sen kanssa), mutta eivät kiihota reseptoria. Tämän seurauksena käytetyn lääkkeen vaikutus on päinvastainen välittäjän toiminnan kanssa. Tällaisia ​​aineita kutsutaan kilpailukykyisiksi. antagonisteja(salpaajat) välittäjän. On myös käsite ei-kilpaileva antagonisti. Tässä muunnelmassa injektoitu lääke häiritsee välittäjän toimintaa estämällä kemosensitiiviset ionikanavia.

Jotkut välittäjien agonistit ja antagonistit ovat luonnollista alkuperää olevia aineita. Niiden olemassaolo on tulosta pitkistä evoluutioprosesseista, joiden aikana jotkut elävät organismit (ensinkin kasvit) "keksivät" aineita, jotka suojelevat niitä muiden organismien syömiltä. Metsästyseläinten myrkyt (käärmeet, hämähäkit jne.) ovat myös luonnollisia psykotrooppisia lääkkeitä.

Toinen osa agonisteista ja antagonisteista on ihmisen luomia synteettisiä yhdisteitä. Kemistien ja farmakologien on kehittämisessään otettava huomioon useita vaatimuksia. Ensinnäkin tällaisen aineen rakenteen on sisällettävä "avain"-kohta, joka vastaa välittäjämolekyyliä. Toiseksi tällaisen valmisteen on kestettävä inaktivointijärjestelmien toimintaa. Kolmanneksi sen on läpäistävä kehon esteet - veri-aivot ja mieluiten suoliston. Vain tässä tapauksessa on mahdollista päästä aivoihin, kun ne viedään kehoon tabletin tai injektion muodossa. Tällä hetkellä mediaattorien agonisteja ja antagonisteja (sekä yhdisteitä, jotka vaikuttavat synaptiseen transmissioon muulla tavoin) käytetään laajasti klinikalla. Samaan aikaan suurina annoksina monet niistä ovat lääkkeitä ja myrkkyjä, mikä osoittaa myös heidän vakavan tutkimuksensa tarpeen.

Välittäjät ovat hyvin erilaisia kemiallinen rakenne. Tältä osin niiden joukossa on monoamiiniryhmiä (aminohappojen johdannaisia), aminohappoja, peptidejä (aminohappoketjuja). Asetyylikoliinilla on erikoinen kemiallinen luonne, jolla aloitamme tärkeimpien välittäjäjärjestelmien ja niihin liittyvien psykotrooppisten lääkkeiden tarkastelun.

Asetyylikoliini

Asetyylikoliini oli ensimmäinen avoin välittäjä. Omalla tavallani kemiallinen rakenne se on kahden molekyylin - typpeä sisältävän koliinin ja etikkahappojäännöksen - yhdiste. Asetyylikoliinin synteesi suoritetaan pääasiassa presynaptisissa päätteissä koliavulla. Välittäjäaine siirretään sitten tyhjiin vesikkeleihin ja säilytetään siellä vapautumiseen saakka.

Asetyylikoliini välittäjänä toimii kolmessa hermoston toiminnallisessa lohkossa. Nämä ovat neuromuskulaarisia synapseja, autonomisen hermoston perifeeristä osaa ja suhteellisen harvoja keskushermoston alueita.

Asetyylikoliini on hermoston motoristen neuronien välittäjä, joka sijaitsee selkäytimen harmaan aineen etusarvissa ja aivohermojen motorisissa ytimissä. Niiden aksonit menevät luurankolihaksiin ja muodostavat haaroittuessaan niiden kanssa hermo-lihassynapsseja. Tässä tapauksessa yksi aksoni voi muodostaa yhteyden 5-5000 lihaskuituun; mutta jokaista lihaskuitua ohjaa vain yksi synapsi. Neuromuskulaaristen synapsien koko on kymmenen kertaa suurempi kuin keskushermoston synapsien. Jopa yksittäinen AP, joka saapuu motorisen neuronin aksonia pitkin, vapauttaa synapsissa erittäin merkittävän määrän asetyylikoliinia. Tämän seurauksena postsynaptiselle kalvolle kehittyvä depolarisaatio on niin suuri, että se laukaisee aina lihassolun AP:n. Tämä AP puolestaan ​​johtaa Ca 2+:n vapautumiseen kanavista endoplasminen verkkokalvo, motoristen proteiinien aktivointi ja poikkijuovaisen kuidun supistuminen.

Autonomisessa hermostossa asetyylikoliinia tuottavat välittäjänä keskushermostossa sijaitsevat neuronit sekä parasympaattisen osan gangliosolut. Siksi tämän välittäjän avulla signaaleja välitetään autonomisten ganglioiden sisällä, samoin kuin parasympaattiset vaikutukset suoraan sisäelimiin.

Keskushermostossa asetyylikoliinia tuottavat osa sillan retikulaaristen ytimien hermosoluista, tyviganglioiden (tarkemmin aivojuovion) ​​ja joidenkin muiden paikallisten vyöhykkeiden interneuroneista. Tämän välittäjän roolia hereilläolotason, muistijärjestelmien ja motoristen järjestelmien säätelyssä tarkastellaan.

Vapautuessaan presynaptisesta päätteestä asetyylikoliini vaikuttaa postsynaptisiin reseptoreihin. Nämä reseptorit eivät ole homogeenisia ja eroavat toisistaan ​​sekä sijaintipaikan että useiden olennaisten ominaisuuksien osalta. On erotettu kaksi tyyppiä, jotka on nimetty niiden agonistien mukaan. Ensimmäinen tyyppi asetyylikoliinin lisäksi kiihottuu tupakan alkaloidin nikotiinin vaikutuksesta (nikotiinireseptorit tai H-kolinergiset reseptorit). Toisen tyypin aktivoivat asetyylikoliini ja kärpäshelttatoksiini muskariini (muskariinireseptorit tai M-kolinergiset reseptorit). Tarkastellaanpa niitä tarkemmin.

Nikotiinireseptorit ovat klassinen esimerkki ionotrooppiset reseptorit, so. niiden ionikanava on osa reseptoria ja avautuu heti asetyylikoliinin lisäämisen jälkeen. Tälle kanavalle on ominaista yleinen läpäisevyys positiivisesti varautuneille ioneille. Kuitenkin normaaleissa olosuhteissa (avautuessaan PP:n taustaa vasten) havaitaan pääasiassa niiden kanavien kautta tulevaa Na + -virtaa, mikä aiheuttaa kalvon depolarisaation ja hermosolun virittymisen.

N-kolinergiset reseptorit sijaitsevat poikkijuovaisten luurankolihaskuitujen (neuromuskulaariset synapsit) postsynaptisella kalvolla, autonomisten hermosolmujen synapseissa ja keskushermoston muskariinireseptoreita pienempi määrä. Herkin nikotiinille alue on autonomiset hermohermot (erityisesti sympaattiset hermot). Siksi ensimmäiset tupakointiyritykset johtavat merkittäviin häiriöihin sisäelinten toiminnassa, verenpaineen hyppyihin, pahoinvointiin jne. Kun siihen tottuu, toiminnan sympaattinen komponentti säilyy pääosin - ts. nikotiini alkaa toimia ensisijaisesti monien kehon järjestelmien stimulanttina. Asetyylikoliinilla on myös keskeinen (aivoissa) aktivoiva vaikutus. Nikotiinin yliannostus (50 mg tai enemmän) lisää sydämen sykettä jyrkästi, kouristuksia ja hengityspysähdyksiä.

Kun nikotiinia käytetään tupakoinnin aikana heikkona huumausaineena piristävänä lääkkeenä, se aiheuttaa paitsi riippuvuuden, myös riippuvuuden kehittymisen - tilanteen, jossa keho sisällyttää aineenvaihduntaan ulkopuolelta tulevan lääkkeen, ts. "luottaa" sen jatkuvaan virtaukseen. Kun lopetat lääkkeen käytön, sitä käyttävissä aivojärjestelmissä on toimintahäiriö. Seurauksena on hyvinvoinnin jyrkkä heikkeneminen, masennus jne. (vieroitusoireyhtymä tai vieroitusoireyhtymä). Niinpä riippuvaiseksi tullut ihminen tarvitsee huumeita ei niinkään tunteakseen iloisuutta ja euforiaa, vaan palatakseen ainakin suhteellisen "normaalille" elintärkeän toiminnan tasolle.

Tunnetuin nikotiinireseptorin antagonisti on d-tubokurariini, joka on eräistä eteläamerikkalaisista kasveista valmistetun myrkyn vaikuttava aine. Sen pääasiallinen käyttöpaikka on hermo-lihassynapsit. Tällöin sormien lihakset, sitten silmät, käsivarret ja jalat, niska, selkä ja lopuksi hengityslihakset rentoutuvat jatkuvasti. D-tubokurariinin vaikutusaika on suhteellisen lyhyt - 30-60 minuuttia. Jos tekohengitystä ylläpidetään koko tämän ajan, tubokurariinin päättymisen jälkeen ei ole merkittäviä vaurioita keholle.

Käärmeen hermomyrkkyillä on vielä voimakkaampi vaikutus hermo-lihasliitokseen. Esimerkiksi kobran myrkky sisältää a-neurotoksiinia, joka sitoutuu lähes peruuttamattomasti nikotiinireseptoriin ja estää sen. Myrkky sisältää myös b-neurotoksiinia, joka estää välittäjän vapautumisen presynaptisesta päätteestä.

Aivojen nikotiinireseptorin salpaajia syklodolia ja akinetonia käytetään lievittämään parkinsonismin oireita. Niiden käyttöönotto vähentää tälle taudille ominaisten motiivihäiriöiden ilmenemismuotoja.

Muskariinireseptorit ovat metabotrooppisia. Ne liittyvät G-proteiineihin, ja asetyylikoliinin lisääminen niihin johtaa toissijaisten lähettimien synteesiin.

Näitä reseptoreita löytyy sekä keskushermostosta että sen reuna-alueelta, missä ne sijaitsevat parasympaattisen hermoston kohdeelimissä. Muskariinireseptorien virittymisen ioniset seuraukset ovat hyvin erilaisia. Joten sydämessä K + -ionien johtavuus lisääntyy, mikä johtaa hyperpolarisaatioon ja supistusten tiheyden vähenemiseen. Sileiden lihasten tapauksessa sekä K+:n että Na+:n johtavuudessa on muutoksia; vastaavasti hyper- tai depolarisaatio on mahdollista - riippuen tietystä elimestä.

Keskushermostossa K+:n johtavuus heikkenee (depolarisaatio, eksitatorinen toiminta). Samanaikaisesti muskariinireseptoreita sisältävät synapsit voivat sijaita sekä aivokuoren inhiboivissa että eksitatorisissa hermosoluissa, tyviganglioissa jne. Tässä suhteessa muskariinireseptorien salpauksen tai aktivoitumisen seuraukset käyttäytymistasolla ovat hyvin yksilöllisiä.

Ääreishermostossa muskariinin vaikutukset ovat pääasiassa parasympaattisia. Kärpäsherukkamyrkytystapauksissa havaitaan pahoinvointia, lisääntynyttä hikoilua ja syljeneritystä, kyynelvuotoa, vatsakipua, verenpaineen laskua ja sydämen toimintaa. Muskariinin määrä, joka aiheuttaa kooman kehittymisen ja kuoleman, on 0,5 g.

Klassinen muskariinireseptorien antagonisti on atropiini, henbanen ja dopen alkaloidi. Sen perifeeriset vaikutukset ovat suoraan päinvastaiset kuin muskariinin. Atropiinin vaikutuksen alaisena maha-suolikanavan lihasten sävy laskee, sydämenlyönti kiihtyy, syljeneritys lakkaa ("suu kuivuminen"). Pupillin laajentuminen on erittäin ominaista. Havaitaan myös keskushermoston välittämiä keskusvaikutuksia: motorista ja puheen viritystä, hallusinaatioita.

Useilla muskariinireseptorin antagonisteilla on kuitenkin rauhoittava vaikutus. Esimerkiksi lääke, kuten amisiili, luokitellaan rauhoittavaksi lääkkeeksi ja sitä käytetään liikehäiriöihin.

Asetyylikoliinin inaktivaatio tapahtuu suoraan synaptisessa rakossa. Sen suorittaa entsyymi asetyylikoliiniesteraasi hajottaen välittäjän koliiniksi ja lopuksi etikkahapoksi. Myöhemmin koliini imeytyy presynaptiseen päätteeseen ja sitä voidaan käyttää uudelleen asetyylikoliinin synteesiin.

Asetyylikoliiniesteraasissa on aktiivinen keskus, joka tunnistaa koliinin, ja toinen aktiivinen keskus, joka irrottaa asetyyliryhmän alkuperäisestä molekyylistä. Juuri jälkimmäinen on useimmiten tiettyjen estäjien hyökkäyspaikka. Esimerkki on eseriini (fysostigmiini) – yhden afrikkalaisen palkokasvin alkaloidi, joka aiheuttaa pupillien supistumista, syljeneritystä ja sydämen sykkeen hidastamista.

Eseriinin synteettinen analogi on neostigmiini, jota käytetään myasthenia graviksessa. Sen oireita ovat nopea lihasväsymys, tahaton silmäluomien roikkuminen, hidas pureskelu. Askäyttöönotto heikentää patologisia ilmenemismuotoja. On osoitettu, että merkittävällä osalla myasthenia gravis -potilaista nikotiinireseptorien määrä on noin 70 % normaalia pienempi. Syynä tähän on se, että potilaan immuunijärjestelmä tuottaa vasta-aineita nikotiinireseptoreille. Nämä vasta-aineet nopeuttavat reseptorien tuhoutumista kalvolla ja heikentävät siirtymistä hermo-lihasliitoksessa. Tällaisia ​​sairauksia kutsutaan autoimmuunisairauksiksi.

Prozeriinia ja vastaavia lääkkeitä kutsutaan reversiibeliksi asetyylikoliiniesteraasin salpaajiksi, ja niiden vaikutus lakkaa muutaman tunnin kuluttua annosta. Lisäksi on olemassa saman entsyymin peruuttamattomia salpaajia. Tässä tapauksessa asetyylikoliiniesteraasin toimintaa häiritsevä aine menee proteiinin mukana vakaaseen kemiallinen sidos ja poistaa sen käytöstä. Tällaisia ​​salpaavia aineita ovat erilaiset hermokaasut (sariini jne.). Ne tunkeutuvat helposti kaikkien kehon esteiden läpi ja aiheuttavat kouristuksia, tajunnan menetystä ja halvaantumista. Kuolema johtuu hengityshäiriöstä. Atropiinin käyttöä suositellaan kaasuvaikutusten välittömään lievitykseen; asetyylikoliiniesteraasin toiminnan palauttamiseksi - erityiset aineet-reaktivaattorit, jotka repivät irti entsyymistä estävän.

Monoamiinit

Monoamiinivälittäjiä ovat katekoliamiinit, serotoniini ja histamiini. Kaikki ne ovat erilaisten aminohappojen johdannaisia.

Katekoliamiinit

Katekoliamiinien kolme välittäjää ovat norepinefriini, epinefriini ja dopamiini. Ne kaikki muodostuvat aminohaposta tyrosiini - välttämätön aminohappo joita saamme vain ruoasta.

Tyrosine ® L-DOPA ® dopamiini ® norepinefriini ® epinefriini

Tärkein, hitain vaihe on ensimmäinen reaktio, jossa tyrosiini muuttuu L-DOPA:ksi (dioksifenyylialaniiniksi). Ja tätä reaktiota katalysoiva entsyymi - tyrosiinihydroksylaasi - on erityisen tärkeä. Katekoliamiinien synteesi suoritetaan pääasiassa presynaptisissa päissä. Sitten ne siirretään tyhjiin rakkuloihin, joissa niitä säilytetään, kunnes ne vapautuvat.

Norepinefriini

Katekoliamiini adrenaliini on lisämunuaisen hormoni. Norepinefriini sillä on tärkeä rooli sekä keskus- että ääreishermostossa välittäjänä.

Perifeerissä norepinefriini välittää suurimman osan sympaattisen hermoston postganglionisista synapseista. Vaikuttaen sisäelimiin sillä on asetyylikoliinille vastakkainen vaikutus.

Vapautuessaan presynaptisesta päätteestä norepinefriini vaikuttaa postsynaptisiin reseptoreihin. Nämä reseptorit on jaettu kahteen tyyppiin, joita kutsutaan alfa- ja beeta-adrenergisiksi reseptoreiksi. Molemmat ovat metabotrooppisia. Erona on, että alfa-adrenergiset reseptorit käyttävät inositolitrifosfaattia, diasyyliglyserolia ja Ca 2+ -ioneja toissijaisina lähettiinä. Beeta-adrenergiset reseptorit ovat yhteydessä adenylaattisyklaasientsyymiin, joka osallistuu syklisen adenosiinimonofosfaatin (cAMP) synteesiin. Juuri beeta-adrenergisten reseptoreiden tutkimus mahdollisti ensimmäisen kerran paljastamaan toissijaisten lähettiläiden järjestelmän olemassaolon ja kuvailemaan sen pääominaisuuksia. Adrenoreseptoreiden aktivoitumisen seurauksena voi olla muutos sekä natriumin että kaliumin johtavuudessa – eli kiihottava tai estovaikutus riippuen reseptorien tietystä sijainnista.

Klassinen alfa-adrenerginen agonisti on fetanoli, antagonisti on fentolamiini. Beeta-adrenergisten reseptoreiden tapauksessa tunnetuin isadriiniagonisti ja propranololin antagonisti (synonyymit - anapriliini, obzidan).

Jokaisella sisäelin ovat joko alfa- tai beeta-adrenergisiä reseptoreita tai molempia tyyppejä.