1. Классические медиаторы в периферической вегетативной нервной системе
2. Колокализованные неклассические медиаторы
3. Мозговое вещество надпочечников
4. Резюме
5. Список использованной литературы

а) Классические медиаторы в периферической вегетативной нервной системе. Передача сигнала в периферической нервной системе происходит посредством химических реакций; она опосредована в основном ацетилхолином и норадреналином, которые оказывают действие через холинергические или адренергические рецепторы.

1. Передача возбуждения в вегетативной нервной системе. Химическая передача возбуждения от преганглионарного к постганглионарному нейрону и от постганглионарного нейрона к эффекторному органу осуществляется в периферической вегетативной нервной системе по тем же механизмам, что и в нервно-мышечной концевой пластинке и в центральных синапсах.

В отличие от двигательной концевой пластинки, пре- и постсинаптические структуры в вегетативной нервной системе очень разнообразны (клетки миокарда, гладкомышечные клетки, железистые клетки, нейроны), так же как плотность и паттерны иннервации вегетативных эффекторов.

2. Ацетилхолин. Ацетилхолин высвобождается всеми преганглионарными нервными окончаниями и большинством постганглионарных парасимпатических нейронов (рис. ниже). Кроме того, симпатические постганглионарные нейроны в потовых железах и, возможно, вазодилататорные симпатические постганглионарные нейроны в резистивных сосудах скелетной мускулатуры также высвобождают ацетилхолин. Ацетилхолин действует через никотиновые и мускариновые рецепторы:

- никотиновые эффекты ацетилхолина и никотина в постганглионарных нейронах опосредуются рецепторами, открывающими лигандуправляемые ионные каналы;

- мускариновые эффекты ацетилхолина и соответствующих фармацевтических препаратов в эффекторных клетках опосредуются рецепторами, связанными с G-белками, которые через внутриклеточные сигнальные пути модифицируют либо работу ионных каналов, либо сократительную способность клеток, или другие клеточные функции.

Молекулярные структуры обоих типов рецепторов описываются ниже. На сегодняшний день по структурным и фармакологическим критериям в различных тканях выделяют, по меньшей мере, четыре типа никотиновых и пять типов мускариновых рецепторов.

P.S. Блокада и усиление действия ацетилхолина. Оба эффекта ацетилхолина можно избирательно блокировать определенными лекарственными средствами. Эти фармацевтические препараты конкурируют с ацетилхолином за связывание с постсинаптическими холинергическими рецепторами, и, не имея собственных агонистических действий, таким образом препятствуют действию ацетилхолина.

Никотиновые эффекты ацетилхолина в постганглионарных нейронах можно блокировать четвертичными аммониевыми основаниями. Эти вещества называют ганглиоблокаторами. Мускариновые эффекты ацетилхолина могут быть блокированы атропином, ядом белладонны, или красавки обыкновенной. В фармакологии препараты, действующие на эффекторные клетки так же, как и постганглионарные парасимпатические нейроны (холинергические), называют парасимпатомиметиками.

Фармацевтические препараты, которые ликвидируют или ослабляют действие ацетилхолина на вегетативные эффекторные клетки, называют парасимпатолитиками. Это антимускари-новые фармацевтические препараты; к их типичным представителям относится атропин.

3. Норадреналин и адреналин. Медиатором в большинстве симпатических постганглионарных нервных окончаний служит норадреналин. Поэтому такие нейроны называют норадренергическими (рис. выше). Клетки мозгового вещества надпочечников выделяют в кровоток преимущественно адреналин. В периферической нервной системе адреналин служит медиатором только у низших позвоночных и птиц, однако он выступает в качестве медиатора в ЦНС. Норадреналин и адреналин являются катехоламинами.

- Фармацевтические препараты, имитирующие действие симпатических норадренергических нейронов на органы с вегетативной иннервацией, называют симпатомиметиками. Фармацевтические препараты, которые снимают действие катехоламинов на органы, называют симпатолитиками (антиадренергическими средствами).

4. Адренорецепторы. Мембранные рецепторы адреналина и норадреналина называют адреноцепторами. В соответствии с двумя фармакологическими критериями различают α- и β-адренорецепторы.

P.S. Критерии различия α- и β-адренорецепторов:

- эффективность эквимолярных доз различных катехоламинов, производящих эффекты, опосредуемые α и β-адренорецепторами;

- эффективность фармацевтических препаратов (симпатолитиков), необходимых для блокирования α- и β-рецепторных эффектов.

5. Молекулярная структура адренорецепторов. Адренорецепторы представляют собой трансмембранные белки с семью спиральными структурами, расположенными в мембранах эффекторных клеток, а также с петлями и концевыми цепями на внеклеточной стороне (рецепторная) и на внутриклеточной стороне (для связи с внутриклеточными сигнальными путями).

Различают два типа α-адренорецепторов (α₁ и α₂), каждый из которых в свою очередь подразделяется на три подтипа, и три типа β-адренорецепторов. Адреналин и норадреналин оказывают примерно равное воздействие на α₁-адренорецепторы и β₃-адренорецепторы; норадреналин сильнее, чем адреналин, действует на β₁-адренорецепторы; адреналин сильнее действует на α₂- и β₂-адренорецепторы:

- α₁-адренорецепторы опосредуют действие медиаторов через активацию фосфолипазы С и последующий фосфоинозитидный сигнальный каскад. Они присутствуют постсинаптически в периферических органах-мишенях вегетативной нервной системы;

- α₂-адренорецепторы оказывают действие через торможение аденилатциклазы или прямое связывание с ионными каналами через G-белок. Они находятся в пресинаптических нервных окончаниях вегетативных нейронов в качестве ауторецепторов, а также постсинаптически в органах-мишенях и в ЦНС;

- β-адренорецепторы опосредуют эффекты медиаторов путем активации аденилатциклазы. На периферии β₁-адренорецепторы в основном локализованы в сердце, а также опосредуют симпатическое воздействие на высвобождение ренина и свободных жирных кислот (липолиз). В основном β₂-адренорецепторы опосредуют метаболические реакции (гликогенолиз в печени, липолиз) и некоторые другие воздействия (например, расслабление мускулатуры бронхов, активацию синтеза мелатонина в эпифизе).

6. Физиологические эффекты адренорецепторов. Большинство тканей, на которые могут оказывать влияние адреналин и норадреналин, имеют на своих клеточных мембранах как α-, так и β-адренорецепторы, опосредующие, как правило, противоположные эффекты. В физиологических условиях реакция органа зависит от преобладания эффекта того или иного адренорецептора. В табл. 1 представлено, какие адренорецепторы опосредуют физиологические эффекты катехоламинов адреналина и норадреналина в важнейших органах.

На сегодняшний день биологическое значение разделения адренорецепторов на разные типы в некоторой степени ясно только для α₁- и α₂-адренорецепторов.

P.S. Дефекты дофамин-β-гидроксилазы (ДБГ) в норадренергических нейронах:

1. Патология. Фермент ДБГ превращает дофамин в норадреналин. ДБГ обнаруживается в пузырьках вазодилататорных симпатических норадренергических нервных волокон и в клетках мозгового вещества надпочечников. У небольшой группы пациентов норадренергические нейроны и клетки мозгового вещества надпочечников из-за отсутствия этого фермента не могут синтезировать норадреналин или адреналин и высвобождать его при возбуждении.

2. Симптомы. В результате ферментативного дефекта происходит нарушение регуляции с участием симпатических норадренергических нейронов (например, регуляции сердечно-сосудистой системы: нейронный контроль артериального давления и кровоснабжения скелетной мускулатуры, внутренних органов и кожи), однако не возникают нарушения потоотделения (судомоторные нейроны являются холинергическими) и функций, которые опосредуются парасимпатическими нейронами.

Концентрация норадреналина и адреналина в крови у таких пациентов ниже предела обнаружения.

3. Терапия. Больные с дефектом фермента успешно подвергаются лечению с помощью диоксифенилсерина. Это вещество активно захватывается норадренергическими нейронами и при участии фермента DOPA-декарбоксилазы путем декарбоксилирования превращается в норадреналин. В результате лечения нарушения регуляции у таких пациентов исчезают. Фармакологическая терапия должна осуществляться на протяжении всей жизни.

б) Колокализованные неклассические медиаторы. В передаче сигнала в периферической вегетативной нервной системе наряду с ацетилхолином и норадреналином принимают участие в качестве медиаторов АТФ, NO и различные нейропептиды.

1. Аденозинтрифосфат. В некоторых участках вегетативной системы аденозинтрифосфат (АТФ) выступает в роли медиатора, колокализованного с норадреналином или ацетилхолином в одних и тех же пузырьках. АТФ высвобождается при деполяризации пресинаптических окончаний вместе с норадреналином или ацетилхолином и связывается с пуриноцепторами в мембранах эффекторных клеток.

Известным примером пуринергической передачи служит синаптическая передача сигнала от постганглионарных симпатических нейронов в гладкую мускулатуру определенных артериол (см. внизу) и семенников. Каким образом в эффекторных клетках интегрируется «классическая» (холинергическая или норадренергическая) и пуринергическая передача, зависит от конкретной комбинации подтипов рецепторов.

2. Оксид азота. Все до сих пор известные медиаторы накапливаются в везикулах пресинаптических окончаний и оказывают свое действие через рецепторы в мембранах эффекторных клеток. Оксид азота (NO) является первым представителем класса синаптических медиаторов в ЦНС и в периферической вегетативной нервной системе, который не обладает данными качествами.

NO синтезируется при активации нейронов из аргинина, диффундирует из пресинаптических окончаний и внутриклеточно воздействует на циклический гуанозинмонофосфат в постсинаптическом окончании.

Период его распада во внеклеточном пространстве составляет примерно 5 с. Вполне вероятно, что NO в качестве медиатора высвобождается постганглионарными парасимпатическими нейронами в эректильные ткани пениса и мотонейронами энтеральной нервной системы, иннервирующими кольцевую мускулатуру, а также, предположительно, другими вегетативными нейронами при возбуждении и вызывает расслабление гладкой мускулатуры.

P.S. Комедиаторы NO. Нейроны, которые синтезируют и высвобождают NO, используют и другие медиаторы. Так, вазодилататорные парасимпатические нейроны эректильной ткани пениса и мотонейроны, расслабляющие кольцевую мускулатуру кишечника (рис. ниже), при возбуждении тоже выделяют ацетилхолин и/или нейропептид ВИП (вазоактивный интестинальный пептид).

Все три медиатора расслабляют гладкую мускулатуру, но различаются по быстроте и длительности эффектов: NO начинает действовать быстрее всех, а ВИП действует медленнее и дольше всех.

3. Нейропептиды. В варикозах аксонов многих вегетативных постганглионарных нейронов нейропептиды колокализуются с классическими медиаторами.

Так, в холинергических нейронах потовых желез (судомоторные нейроны, симпатические), слюнных желез (экскреторные мотонейроны, парасимпатические) и завитковых артерий эректильной ткани половых органов (вазодилататорные нейроны, парасимпатические) колокализованы ацетилхолин и ВИП, а во многих постганглионарных норадренергических нейронах кровеносных сосудов — норадреналин и нейропептид Y (NPY).

Многие преганглионарные нейроны наряду с ацетилхолином содержат один или несколько нейропептидов. Пептиды и классические медиаторы колокализуются в крупных везикулах. Ниже представлены факты подтверждающие, что нейропептиды могут действовать как медиаторы.

- Нейропептиды выделяются из варикозов при нервном раздражении, особенно при повышенной частоте импульсации и при пачечной активности нейронов.

- Нейропептиды обладают тем же действием на эффекторные органы, что и колокализованные классические медиаторы. В слюнных и потовых железах они вызывают расширение сосудов.

- Фармакологическая блокада действия классических медиаторов не препятствует действию пептидов.

Предположительно, нейропептиды усиливают действие классических медиаторов и особенно эффективны в поддержании тонических реакций эффекторных органов при длительной активации нейронов (например, длительной вазоконстрикции резистивных сосудов, расширении артерий в эректильной ткани половых органов, расширении сосудов вокруг ацинусов слюнных и потовых желез).

в) Мозговое вещество надпочечников. Гормон адреналин мозгового вещества надпочечников регулирует обмен веществ; прежде всего он служит для быстрого обеспечения энергией.

1. Выделение катехоламинов из мозгового вещества надпочечников. Мозговое вещество надпочечников состоит из клеток, которые по своему эмбриональному происхождению схожи с постганглионарными нейронами. Секреция катехоламинов из мозгового вещества надпочечников регулируется исключительно преганглионарными нейронами грудного отдела спинного мозга (Т5-Т11) через холинергические синапсы (рис. ниже).

Возбуждение преганглионарных аксонов у человека приводит к выбросу в кровеносное русло смеси из 80% адреналина и 20% норадреналина.

Адреналин и норадреналин производятся различными клетками мозгового вещества надпочечников. Продукция в покое составляет примерно 8-10 г на килограмм массы тела в минуту.

У человека почти во всех физиологических условиях концентрация норадреналина в крови в 3-5 раз выше, чем концентрация адреналина. До 95% циркулирующего норадреналина выделяется из окончаний симпатических постганглионарных нейронов, остальное происходит из мозгового вещества надпочечников.

2. Адреналин как метаболический гормон. Адреналин преимущественно используется для регуляции метаболических процессов. Он мобилизует каталитически свободные жирные кислоты из жировой ткани, а также глюкозу и лактат из гликогена (табл. 1). Его метаболические эффекты опосредованы β₂-адренорецепторами. Адреналин в физиологической концентрации практически не влияет на вегетативно иннервированные эффекторные органы. Функция циркулирующего норадреналина в физиологических условиях неясна.

P.S. Мозговое вещество надпочечников и реакция в экстренных ситуациях. В чрезвычайных ситуациях, таких как потеря крови, переохлаждение, гипогликемия, гипоксия, ожог или чрезмерное физическое истощение, продукция катехоламинов мозговым веществом надпочечников может увеличиваться в 10 раз по сравнению с продукцией в покое, что контролируется гипоталамусом и лимбической системой.

Ответы эффекторных органов, которые регулируются в таких ситуациях путем активации постганглионарных симпатических нейронов и мозгового вещества надпочечников, называются экстренной реакцией (реакция «бей или беги», «fight or fly»). Во время протекания реакций кажется, что все выходы симпатической нервной системы активируются едино. Такая одновременная активация всей симпатической нервной системы в экстремальных условиях происходит редко.

г) Резюме. Медиаторы и их рецепторы в симпатическом и парасимпатическом отделах. К медиаторам на периферии симпатического и парасимпатического отделов относятся ацетилхолин и норадреналин. Ацетилхолин действует через никотиновые (ганглии) и мускариновые рецепторы (эффекторные органы). Норадреналин действует через α- и β-адренорецепторы.

Помимо ацетилхолина и норадреналина в качестве медиаторов в периферической вегетативной нервной системе используются другие соединения, такие как АТФ, монооксид азота и, предположительно, нейропептиды.

Среди адренорецепторов различают α- и β-типы адренорецепторов, которые в свою очередь подразделяются на подтипы в соответствии с различными критериями.

Адреналин из мозгового вещества надпочечников в основном действует как метаболический гормон.

- Рекомендуем ознакомиться далее "Передача сигнала в периферической симпатической и парасимпатической нервной системе - с точки зрения физиологии человека"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 11.5.2025