Ацетилхолин – это передатчик нервного возбуждения в ЦНС, окончаниях парасимпатических нервов и вегетативных ганглиях. Он выполняет важнейшие задачи в процессах жизнедеятельности. Аналогичными функциями обладают аминокислоты, гистамин, дофамин, серотонин, адреналин. Ацетилхолин считается одним из важнейших передатчиков импульсов в мозг. Рассмотрим это вещество подробнее.

Общие сведения

Окончания волокон, от которых медиатор ацетилхолин осуществляет передачу, именуются холинергическими. Кроме этого, существуют специальные элементы, с которыми он взаимодействует. Они называются холинорецепторами. Эти элементы представляют собой сложные молекулы белка – нуклеопротеиди. Рецепторы ацетилхолина отличаются тетрамерной структурой. Они локализуются на внешней поверхности плазматической (постсинаптические) мембраны. По своей природе эти молекулы неоднородны.

В экспериментальных исследованиях и в медицинских целях используется препарат Ацетилхолин-хлорид", представленный в растворе для инъекций. Другие лекарственные средства на основе этого вещества не выпускаются. Существуют синонимы препарата: "Миохол", "Ацеколин", "Цитохолин".

Классификация холинових белков

Некоторые молекулы находятся в районе постганглионарных холинергических нервов. Это область гладкой мускулатуры, сердца, желез. Они называются м-холинорецепторами – мускариночувствительними. Другие белки расположены в районе ганглионарных синапсов и в нервно-мышечных соматических структурах. Они именуются н-холинорецепторами – никотиночувствительними.

Объяснение

Приведенная выше классификация обусловливается спецификой реакций, которые возникают, когда взаимодействуют эти биохимические системы и ацетилхолин. Это в свою очередь, объясняет причины некоторых процессов. Например, снижение давления, усиленную секрецию желудочных, слюнных и других желез, брадикардию, сужение зрачков и пр. при влияние на мускариночувствительние белки и сокращения скелетных мышц и др. при воздействии на никотиночувствительние молекулы. При этом в последнее время ученые начали разделять м-холинорецепторы и на подгруппы. Наиболее изучена сегодня роль и локализация м1 и м2-молекул.

Специфика влияния

Ацетилхолин – это не избирательный элемент системы. В той или иной степени он влияет и на м и на н-молекулы. Интерес представляет мускариноподобное влияние, которое оказывает ацетилхолин. Это влияние проявляется в замедлении сердечного ритма, расширение кровеносных сосудов (периферических), активизации перистальтики кишечника и желудка, сокращение мышц матки, бронхов, мочевого, желчного пузыря, интенсификации секреции бронхиальных, потовых, пищеварительных желез, миозе.

Сужение зрачка

Круговая мышца радужной оболочки, иннервируемая постганглионарними волокнами в глазодвигательном нерве, начинает усиленно сокращаться одновременно с ресничной. При этом имеет место расслабление цинновой связки. В результате возникает спазм аккомодации. Сужение зрачка, связано с влиянием ацетилхолина, как правило, сопровождается снижением внутриглазного давления. Данный эффект частично обуславливается расширением оболочки в шлеммовом канале и фонтанових пространств на фоне миоза и уплощение радужной оболочки. Это способствует улучшению оттока жидкости из внутренних глазных сред.

Благодаря возможности снижать внутриглазное давление, как ацетилхолин, препараты на основе других подобных ему веществ используются при лечении глаукомы. К ним, в частности, относят антихолинэстеразные средства холиномиметики.

Никотиночувствительние белки

Никотиноподобное действие ацетилхолина обусловливается его участием в процессе передачи сигналов с преганглионарных нервных волокон на постганглионарные, что находятся в вегетативных узлах, и с двигательных окончаний на поперечнополосатые мышцы. В малых дозах вещество выступает в качестве физиологического передатчика возбуждения. Если ацетилхолин повышена , то может развиться стойкая деполяризация в районе синапсов. Также существует вероятность блокирования передачи возбуждения.

ЦНС

Ацетилхолин в организме играет роль передатчика сигналов в различных мозговых отделах. В малой концентрации он может облегчать, а в большой – замедлять синаптическую трансляцию импульсов. Изменения обмена веществ могут способствовать развитию мозговых нарушений. Антагонисты, которым противопоставляется ацетилхолин, - препараты психотропной группы. При их передозировке может возникнуть нарушение высших нервных функций (галлюциногенный эффект и тому подобное).

Синтез ацетилхолина

Он происходит в цитоплазме в нервных окончаниях. Запасы вещества располагаются в пресинаптических терминалях в виде пузырьков. Возникновение потенциала действия приводит к высвобождению ацетилхолина из нескольких сотен "капсул" синаптическую щель. Вещество, выделяемое из пузырьков, связывается на постсинаптической мембране со специфическими молекулами. Это повышает ее проницаемость для натриевых, кальциевых и калиевых ионов. В результате возникает возбуждающий постсинаптический потенциал. Влияние ацетилхолина ограничивается помощью его гидролиза с участием фермента ацетилхолиестерази.

Физиология никотиновых молекул

Первого описания способствовал внутриклеточного отведения электрических потенциалов. Никотиновый рецептор стал одним из первых, на который удалось записать токи, пропускаемые через единичный канал. В открытом состоянии через него могут проходить ионы К+ и Na+, в меньшей степени двухвалентные катионы. При этом проводимость канала выражена в постоянной величине. Продолжительность открытого состояния, тем не менее, выступает характеристикой, которая зависит от напряжения потенциала, приложенного к рецептору. При этом последний стабилизируется при переходе от деполяризации мембраны к гиперполяризации. Кроме этого, отмечается явление десенсетизации. Оно возникает при длительной аппликации ацетилхолина и других антагонистов, снижает чувствительность рецептора и увеличивает длительность открытого состояния канала.

Электрическое раздражение

Дигидро-?-еритроидин блокирует никотиновые рецепторы головного мозга и нервных ганглий при проявлении ими холинергического ответа. Для них также характерно високоафинное родство с тритий-меченним никотином. Чувствительные нейронные рецепторы ?BGT в гиппокампе отличаются низкой восприимчивостью ацетилхолина, в отличие от нечувствительных ?BGT-элементов. Оборотным и селективным конкурентным антагонистом первое выступает метилликаконитин. Отдельные производные анабезиина провоцируют селективное активационный влияние на группу ?BGT-рецепторов. Проводимость их ионного канала достаточно высока. Эти рецепторы отличаются уникальными вольт-зависимыми характеристиками. Общеклеточний ток с участием деполяризационних величин эл. потенциала указывает на уменьшение пропуска ионов через каналы. Данное явление при этом регулируется содержанием в растворе элементов Mg2+. Этим данная группа отличается от рецепторов мышечных клеток. Последние не претерпевают каких-либо изменений тока ионов при корректировке величины мембранного потенциала. При этом N-метил-D-аспартатний рецептор, обладающий относительной проницаемостью для элементов Са2+, показывает обратную картину. При увеличении потенциала до гиперполяризующих значений и повышение содержания ионов Mg2+ ионный ток блокируется.

Особенности мускариновым молекул

М-холинорецепторы относятся к классу серпентивних. Они передают импульсы через гетеротримерние G-протеин. Группа мускариновым рецепторам была обнаружена благодаря их свойства связывать алкалоид мускарин. Косвенно эти молекулы были описаны в начале 20-го века при изучении эффектов кураре. Непосредственное исследование этой группы началось в 20-30 гг. того же века после идентификации соединения ацетилхолина как нейромедиатора, поставляет импульса в нервно-мышечные синапсы. М-белки активизируются под влиянием мускарина и блокируется атропином, н-молекулы активируются под влиянием никотина и блокируются кураре. Через время в обеих группах рецепторов было обнаружено большое количество подтипов. В нервно-мышечных синапсах присутствуют только никотиновые молекулы. Мускариновые рецепторы обнаруживаются в клетках желез и мускулатуры, а также - вместе с н-холинорецепторами - в нейронах ЦНС и нервных ганглиях.

Функции

Мускариновые рецепторы обладают целым комплексом различных свойств. В первую очередь они располагаются в автономных ганглиях и отходят от них постганглиозних волокнах, направленных к органам-мишеням. Это указывает на участие рецепторов в трансляции и модуляции парасимпатических эффектов. К ним, например, относят сокращение гладких мышц, расширение сосудов, усиление секреции желез, снижение частоты сокращений сердца. Холинергические волокна ЦНС, в составе которых присутствуют интернейрони и мускариновые синапсы, сконцентрированы преимущественно в коре мозга, гиппокампе, ядрах ствола, стриатуме. В других участках они оказываются в меньшем количестве. Центральные м-холинорецепторы влияют на регуляцию сна, памяти, обучения, внимания.