1. Принцип нейроэффекторной передачи
2. Нейроэффекторная передача в клетки водителя ритма сердца и артериолы
3. Повышенная чувствительность при денервации
4. Пресинаптическая регуляция высвобождения медиаторов
5. Передача импульса в вегетативных ганглиях
6. Резюме
7. Список использованной литературы

а) Принцип нейроэффекторной передачи. В варикозах постганглионарных аксонов происходит синтез и накопление медиаторов, которые после высвобождения действуют на синцитии эффекторных органов.

1. Функциональные синцитии эффекторных клеток. Клетки большинства вегетативных эффекторных органов (гладкомышечные клетки, клетки миокарда, железистые клетки) связаны друг с другом контактами низкого электрического сопротивления (щелевыми контактами или нексусами) и образуют функциональные синцитии (рис. 1 и 2).

Электрическая информация передается электротонически через нексусы в соседние клетки. Потенциалы действия в гладкомышечных клетках возникают путем открывания потенциалзависимых кальциевых каналов, когда суммарные электрические события в области синцития превышают порог возбуждения. Распространение сверхпороговых и подпороговых импульсов зависит от пассивных электрических свойств синцития (сопротивление и емкость клеточных мембран и цитоплазмы). Таким образом запускаются сокращения или секреция всех клеток синцития как единого целого.

2. Нейроэффекторные синапсы. Большинство норадренергических симпатических нейронов имеют длинные тонкие аксоны (рис. 2), которые многократно ветвятся в эффекторных органах и образуют сплетения. Длина концевых ветвей аксона может достигать 10 см и более. Концевые разветвления образуют многочисленные варикозы (100— 200/мм).

В них осуществляется синтез и накопление медиаторов. Большинство постганглионарных парасимпатических нейронов имеют короткие тонкие аксоны, которые тоже ветвятся в эффекторных органах, однако не так многочисленно и с меньшим числом варикозов. В большинстве эффекторных органов многие варикозы постганглионарных аксонов образуют тесные контакты с эффекторными клетками.

Эти вегетативные нейроэффекторные контакты обладают гистологическими и физиологическими признаками классических синапсов (рис. 2). Они покрывают примерно 1% площади эффекторных клеток.

3. Химическая передача сигнала. Химическая передача сигнала от постганглионарного нейрона к эффекторным клеткам осуществляется в основном (но не исключительно) через нейроэффекторные синапсы. При возбуждении постганглионарного нейрона из варикозов выделяется медиатор. Потенциал действия приводит к высвобождению содержимого везикулы (кванта) с вероятностью р = 0,01-0,05.

Далее происходит кратковременное повышение концентрации медиатора(ов) в синаптической щели, возникает кратковременный синаптический ток через постсинаптическую мембрану и формирование небольшого постсинаптического потенциала.

Результирующий суммарный постсинаптический потенциал оказывается результатом пространственной суммации постсинаптических потенциалов при многих варикозах и по продолжительности и амплитуде зависит от пассивных электрических свойств электрически связанного объединения эффекторных клеток (функциональный синцитий).

Повторяющаяся активация постганглионарных нейронов приводит к временной суммации постсинаптических импульсов, и в случае превышения порога — к возникновению потенциалов действия. Потенциалы действия распространяются через комплекс эффекторных клеток и путем внутриклеточной мобилизации кальция вызывают эффекторную реакцию (например, сокращение гладкой мускулатуры, секрецию в железах).

б) Нейроэффекторная передача в клетки водителя ритма сердца и артериолы. Нейроэффекторная передача от постганглионарных нейронов к вегетативным эффекторным органам напоминает химическую передачу в классических синапсах.

1. Нейроэффекторная передача в клетки водителя ритма сердца. Практически все варикозы постганглионарных кардиомоторных нейронов образуют синапсы с клетками водителя ритма сердца. Возбуждение этих нейронов при электрическом раздражении преганглионарных аксонов блуждающего нерва приводит к выбросу ацетилхолина из варикозов в синаптическую щель.

Ацетилхолин реагирует с внутрисинаптическими мускариновыми рецепторами и уменьшает частоту деполяризации клеток водителя ритма или полностью тормозит ее (сердце останавливается) без гиперполяризации мембранного потенциала (путем уменьшения проводимости Na⁺; рис. 1). Кроме того, ацетилхолин связывается с расположенными вне синапса рецепторами к ацетилхолину, гиперполяризует клетки водителя ритма путем повышения проводимости К+ и уменьшает длительность потенциалов действия.

Внутрисинаптические и экстрасинаптические механизмы мускариноподобного действия ацетилхолина различны. Внутриклеточный сигнальный путь от постсинаптических рецепторов к Na⁺-каналам до сих пор неизвестен. Внутриклеточный сигнальный путь от внесинаптических рецепторов к К⁺-каналам включает G-белок, аденилатциклазу и цАМФ. Функция экстрасинаптических рецепторов к ацетилхолину неизвестна.

2. Нейрососудистая передача в артериолы. Артериолы получают сильную иннервацию от норадренергических постганглионарных нейронов. Иннервированы только гладкомышечные клетки сосудов, граничащие с адвентицией. Многие варикозы, которые полностью не окружены оболочкой из шванновских клеток, образуют тесные синаптические контакты с гладкомышечными клетками.

Синаптические везикулы, содержащие норадреналин, сосредоточены вблизи этих синаптических контактов (рис. 2).

Электрическое раздражение постганглионарных аксонов приводит к электрическим событиям в синцитии гладкомышечных клеток, которые могут не достигать порога или превышают его, что приводит к генерированию потенциалов действия (рис. 1). Быстрые постсинаптические потенциалы передаются во многих кровеносных сосудах с помощью медиатора АТФ через пуринергические рецепторы (Р2Х₁-рецепторы) в постсинаптических мембранах.

АТФ колокализован вместе с норадреналином в синаптических везикулах. В других кровеносных сосудах (например, венах и крупных артериях) эти постсинаптические потенциалы передаются с помощью норадреналина через α₁-адренорецепторы. Норадреналин из варикозов прежде всего связывается с α-адренорецепторами, расположенными вне синапса. Это приводит к тому, что через связанный с рецептором G-белок запускается внутриклеточный сигнальный путь, повышающий внутриклеточную концентрацию кальция.

В нейронной регуляции сократимости мелких кровеносных сосудов внутрисинаптическая и экстрасинаптическая передача сигнала интегрированы (рис. 2).

Оба описанных примера можно обобщить (рис. 2):

- Нейроэффекторная передача во многие эффекторные клетки в периферической вегетативной нервной системе является специфической. Это основа временно и пространственно упорядоченной нейронной регуляции вегетативных эффекторных органов через ЦНС (например, регуляция артериального давления, терморегуляция, регуляция выделительных органов, регуляция размера зрачка и т. д.).

- Введенные экзогенно медиаторы вегетативной нервной системы действуют через экстрасинаптические рецепторы. У многих эффекторов они либо отличаются от внутрисинаптических рецепторов, либо опосредуют их эффекты через разные внутриклеточные сигнальные каскады.

- Эффекты, опосредуемые экстрасинаптическими рецепторами, должны отличаться от физиологических, вызванных раздражением нерва и опосредуемых внутрисинаптическими рецепторами. Они часто имеют фармакологическую (т.е. нефизиологическую) природу. Медикаменты, по-видимому, действуют на вегетативные эффекторные клетки исключительно через экстрасинаптические рецепторы.

P.S. Поведение многих эффекторных органов зависит не только от активности постганглионарных нейронов, но и от циркулирующих гормонов, локальных паракринных факторов и метаболических изменений, механических процессов и влияния окружающей среды (например, термических факторов; рис. 3).

Так, сопротивление кровотока в слое мышц зависит от активности постганглионарных вазоконстрикторных нейронов мышц, от миогенной активности гладкой мускулатуры сосудов, от метаболического состояния скелетной мышцы, от эндотелиальных факторов (например, высвобождения оксида азота NO) и циркулирующих гормонов (например, вазопрессина, ангиотензина II).

в) Повышенная чувствительность при денервации. Вегетативные эффекторы становятся гиперчувствительными к медиаторам через некоторое время после денервации.

Многие сильно иннервированные вегетативные эффекторные органы не дегенерируют после нарушения иннервации, но проявляют определенную атрофию от бездействия. Через 2-30 дней после денервации и в меньшей мере после децентрализации (перерезка преганглионарных аксонов) они развивают гиперчувствительность к медиаторам периферической вегетативной нервной системы и фармацевтическим препаратам.

Повышенную чувствительность после денервации можно рассматривать как приспособление чувствительности вегетативных эффекторных органов к активности иннервирующих их постганглионарных нейронов. При хроническом снижении или повышении нейронной активности чувствительность эффектора соответственно увеличивается или снижается. Исключением являются экзокринные железы. Так, денервированные или децентрализованные кровеносные сосуды могут сокращаться уже при физиологической концентрации норадреналина в крови.

Возникновение гиперчувствительности, вероятно, зависит от следующих факторов: изменения электрофизиологических свойств мембран эффекторных клеток (например, снижения мембранного потенциала или порога); повышения проницаемости мембраны эффектора для Са²⁺ или увеличения количества внутриклеточного Са²⁺, увеличения экспрессии и/или сродства к лиганду постсинаптических рецепторов (например, адренорецепторов); изменения внутриклеточных сигнальных каскадов.

г) Пресинаптическая регуляция высвобождения медиаторов. Высвобождение медиаторов из постганглионарных аксонов может тормозиться пресинаптическим действием медиатора.

Медиаторы вегетативной нервной системы оказывают влияние на собственное высвобождение из пресинаптических структур. Пресинаптическое действие медиаторов опосредуется адренорецепторами и холинорецепторами в пресинаптических мембранах.

- Связывание норадреналина с пресинаптическими α₂-адренорецепторами приводит к снижению выброса медиатора.

- Связывание адреналина с пресинаптическими β₂-адренорецепторами увеличивает выброс медиатора (рис. 4).

В физиологических условиях высокая концентрация норадреналина вблизи варикозов при сильном возбуждении постганглионарных нейронов приводит к снижению выброса норадреналина через α₂-адренорецепторы (механизм отрицательной обратной связи). Связывание циркулирующего адреналина из мозгового вещества надпочечников с пресинаптическими β₂-адренорецепторами, вероятно, стимулирует высвобождение норадреналина (механизм положительной обратной связи).

P.S. Помимо холинергических и адренергических рецепторов доказано наличие в пре- и постсинаптических мембранах в периферической вегетативной нервной системе и в мембранах эффекторов других типов рецепторов, таких как рецепторы дофамина, опиатов, ангиотензина, прочих рецепторов пептидов и простагландина Е. Большинство этих рецепторов, вероятно, не оказывают никакого физиологического воздействия, но имеют большое фармакологическое значение в терапевтической медицине.

Те же самые пресинаптические фармакологические рецепторы обнаружены в ЦНС, где они являются мишенью многих центрально действующих лекарственных препаратов.

д) Передача импульса в вегетативных ганглиях. Паравертебральные симпатические и парасимпатические ганглии передают и распределяют центральные сигналы; превертебральные симпатические ганглии интегрируют периферические и центральные сигналы.

1. Дивергенция и конвергенция. В большинстве вегетативных ганглиев у крупных животных преганглионарный аксон дивергирует к многим постганглионарным клеткам, и многие преганглионарные аксоны конвергируют на одной постганглионарной клетке (рис. 5). Дивергенция и конвергенция, вероятно, происходят только между нейронами одних и тех же вегетативно-моторных отрезков, а не между нейронами функционально различных отрезков.

Количественно степень конвергенции и дивергенции чрезвычайно сильно варьирует между видами и от ганглия к ганглию в зависимости от эффекторного органа. У человека, например, около 1 млн постганглионарных нейронов иннервируются в верхнем шейном ганглии 10 000 преганглионарных аксонов. Дивергенция преганглионарных аксонов к постганглионарным нейронам обеспечивает распределение активности относительно небольшого числа преганглионарных нейронов на большое число постганглионарных нейронов (функция распределения в вегетативных ганглиях).

Конвергенция преганглионарных аксонов на постганглионарные нейроны обеспечивает высокую степень надежности синаптической преганглионарной и постганглионарной передачи в превертебральных ганглиях. Какую роль она играет в паравертебральных ганглиях, неясно. Степень конвергенции варьирует между функционально различными постганглионарными нейронами: лишь несколько преганглионарных нейронов конвергируют на постганглионарных мотонейронах зрачков, но многие конвергируют на постганглионарных вазоконстрикторных нейронах.

2. Функция реле и интегративная функция. В паравертебральных ганглиях симпатического ствола и парасимпатических ганглиях импульсы передаются по принципу ретрансляционной станции, без изменений.

В этих ганглиях на постганглионарных нейронах образуют синапсы от одного до трех конвергирующих преганглионарных аксонов, активация которых всегда приводит к формированию сверхпороговых возбуждающих постсинаптических потенциалов амплитудой более 10 мВ (как в нервно-мышечной концевой пластинке), что определяет активность постганглионарных нейронов. Другие конвергирующие преганглионарные аксоны при активации вызывают формирование лишь небольших подпороговых постсинаптических потенциалов. Их функция неясна (рис. 5).

Многие постганглионарные нейроны в превертебральных ганглиях тем не менее обладают также интегративной функцией: эти нейроны получают не только слабые синаптические входы от преганглионарных нейронов, но и входы от холинергических центрифугальных энтеральных нейронов, клеточные тела которых лежат в энтеральной нервной системе, и от коллатералей спинальных висцеральных афферентных нейронов, использующих вещество Р в качестве медиатора (рис. 5).

е) Резюме:

1. Передача сигнала на периферии симпатического и парасимпатического отделов. Нейромедиаторы, высвобождаемые из варикозов постганглионарных нейронов, первично действуют на эффекторы через внутрисинаптические рецепторы. Однако экзогенно введенные медиаторы преимущественно действуют через экстрасинаптические рецепторы.

У многих эффекторов такие рецепторы либо разные, либо опосредуют действие медиаторов через различные внутриклеточные сигнальные пути. После денервации некоторые эффекторные органы развивают гиперчувствительность к медиаторам и родственным фармацевтическим препаратам.

2. Регуляция передачи сигнала. Связывание медиатора с пресинаптическими рецепторами преимущественно тормозит, но может и стимулировать выброс медиатора из пресинаптических окончаний или варикозов в вегетативной нервной системе.

В большинстве вегетативных ганглиев происходит передача и распределение активности преганглионарных нейронов. Превертебральные ганглии также выполняют интегративные функции.

- Рекомендуем ознакомиться далее "Энтеральная нервная система - с точки зрения физиологии человека"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 11.5.2025