Холінорецептори.Холінергічний синапс

Введення

Між аксоном одного нейрона та дендритом іншого утворюється контакт, який отримав назву синапс.Ну і зрозуміло, що між контактуючими поверхнями нейронів знаходиться щілина - синаптична щілина, вона просто заповнена рідиною, являються середовищем, де протікають реакції.І так, мембрана аксона, який бере участь в утворенні синапсу має назву пресинаптичної мембрани, відповідно, мембрана дендриту - постсинаптична мембрана.З пресинаптичної мембрани виділяється нейромедіатор, наприклад: ацетилхолін, норадреналін, дофамін, серотонін та інші.Значить, на постсинаптичній мембрані знаходиться щось таке, що відреагує на виділений нейромедіатор, "щось таке" це - рецептор.Можна додати ще один термін:ліганд - це молекула, яка підходить до рецептора як "ключ до замка", наприклад: для адренергічного рецептору лігандом буде адреналін або ж норадреналін, для холінергічного рецептору - ацетилхолін та інші холіноміметики.І ось в цій статті ми детально розглянемо холінергічні синапси, які рецептори та сигнальний шлях задіяні в передачу імпульса.
Холінергічні рецептори поділяють на два типи:M-холінорецептори(мускаринові) та N-холінорецептори(нікотинові).Нікотинові холінорецептори ще поділяються на Nn(нервові) та Nm(м'язові).

Ацетилхолін

Ацетилхолін - нейромедіатор, який складається з ацетилу та холіну, взаємодіє з холінергічними рецепторами, являється одним з основним нейромедіатор вегетативної нервової системи, також грає велику роль у скороченні м'язів.

Синтез ацетилхоліну

Для синтезу ацетилхоліну нам потрібен ацетил-КоА та холін.Холін або ж вітамін B4 потрапляє в наш організм з їжею тваринного походження, всмоктується в кровообіг, проходить через гематоенцефалічний бар'єр та потрапляє в тіло нейрону.Ацетил-КоА утворюється в мітохондріях, а саме коли піруват окислюється під дією фермента піруват дегідрогеназа.Але, ацетил-КоА не може просто взяти і покинути мітохондрію! спочатку він об'єднається з оксалоацетатом, щоб утворити цитрат, який покине мітохондрію за допомогою переносника трикарбоксилатного аніону(tricarboxylate anion carrier system, без поняття як його правильно перекласти :) ), і аж в цитоплазмі цей цитрат розпадеться на ацетил-КоА та оксалоацетат.
Потім на допомогу приходить холін ацетилтрансфераза, яка все це об'єднає в купу і утвориться ацетилхолін, який потім запхається в секреторні пухирці і буде чекати сигналу повітряної тривоги.

Розпад ацетилхоліну

Ми знаємо, що ацетилхолін секретується в синаптичну щілину, але якби він не руйнувався, то його накопичення б призвело до того, що рецептори на постсинаптичній мембрані були завжди активовані --> збудження постсинаптичного нейрону(або м'яза) --> гіперфункція органа ефектора(наприклад, неконтрольоване слиновиділення).Так от для цього нам потрібен фермент, який оперативненько руйнує наш ацетилхолін, і в ролі цього фермента виступає холінестераза.Цей фермент каталізує розщеплення ацетилхоліну в синаптичній щілині до холіну та ацетил-КоА, які потім можуть назад потрапити в пресинаптичний нейрон та бути використаними для синтезу ацетилхоліну.

М-холінорецептори

Мускарин - отрута, яка міститься в мухоморах, подібно ацетилхоліну здатна зв'язуватись з холіновими рецепторами М-типу.До речі, М-холінорецептори були названі за рахунок того, що активується мускарином.
М-холінові рецептори принято поділяти ще на 5 типів:M1, M2, M3, M4, M5.Всі ці рецептори являються зв'язаними з G-білком, тобто, внаслідок зв'язування ліганда з цим рецептором в клітині відбудеться каскад реакцій.
Якщо ж M1, M3 та M5 зв'язані з Gq-білком, то M2 та M4 зв'язані з Gi-білком.Про їх ефекти поговоримо пізніше, зараз давайте розберемось де вони локалізуються.
Уявіть всі органи, які іннервує вегетативна парасимпатична нервова система(залози, гладкі м'язи): так ось, ці рецептори будуть знаходитись на постсинаптичній мембрані(на мембрані органу-ефектора), хоча іноді бувають виключення.Тепер трохи детальніше:
М1-холінорецептори знаходяться в основному в парієтальних клітинах шлунку, при його стимуляції ацетилхоліном або іншим холіноміметиком - секреція шлункового соку підвищується, також цей рецептор знаходиться в ЦНС(бере участь в регуляції пам'яті, когнітивних функцій).
М2-холінорецептори в основному знаходяться на пресинаптичній мембрані, регулюють кількість ацетилхоліну, який виділився.Тобто, являється ніби таким "ауторегулятором".Також, дуже важливо що цей рецептор знаходиться на мембрані атипових кардіоміоцитів(ті, які формують провідну систему серця).Не будемо вдаватися в подробиці, але: стимуляція рецептора --> активація Gi-білка --> інгібує протеїнКіназу А --> нездатність фосфорилювати кальцієві канали --> зменшується збудження, провідність серцевих вузлів.
М3-холінорецептори найбільш розповсюджені:знаходяться в залозах зовнішньої секреції(слинні залози, потові залози, залози ШКТ, екзокринна частина підшлункової залози, сльозові залози), дуже важливо знати про те, що ці рецептори містяться майже на всіх гладких м'язах(окрім гладких м'язів судин) - стимулюють скорочення органів ШКТ, сечовивідних шляхів.Також, М3-холінорецептори знаходяться на війчастому м'язі, при стимуляції - скорочується війчастий м'яз, зіниця ніби "відтягується" назад, внаслідок чого просвіт Шлеммового каналу збільшується --> краще відтікає водяниста волога.
Доволі цікаво про потові залози: вони іннервуються симпатичною нервовою системою, наприклад, якщо ми візьмемо якийсь медіальний шкірний нерв плеча, то побачимо, що там немає парасимпатичних волокон, але ж плече пітніє, правильно? так ось, постгангліонарний симпатичний нейрон, який іннервує потову залозу виділяє не норадреналін(як всі постгангліонарні симпатичні нейрони), а ацетилхолін, ось чому потова залоза має холінорецептор.
Тепер поговоримо про ніби виняток - М3-холінорецептори на ендотелії судин.При стимуляції, всередині ендотеліоцита відбувається стандартний каскад реакцій Gq-білка, в результаті чого ми маємо підвищену концентрацію діацилгліцеролу та кальцію.Кальцій активує кальмодулін, утворюючи з ним Кальцій/Кальмодулін кіназу(комплекс), яка здатна активовувати ендотеліальну НітрогенОксид синтетазу(еНОС), відповідно, буде синтезуватися нітроген оксид.Далі, нітроген оксид спокійно виходить з ендотеліоциту, потрапляє до гладких м'язів судин, активує розчинну форму ГуанілатЦиклази, яка продукує цГМФ --> активує протеїнКіназу Г --> розслабляє гладкі м'язи судин --> знижує тиск.
М4, M5-холінорецептори знаходяться в основному в ЦНС, беруть участь в формуванні пам'яті та інших когнітивних функціях, при порушені виникає синдром Альцгеймера.

Н-холінорецептори

Nn-холінорецептори знаходяться на постсинаптичній мембрані вегетативних гангліїв.Ну наприклад, пам'ятаєте симпатичний стовбур біля спинного мозку, де передається сигнал з пресинаптичного нейрону на постсинаптичний? так ось, на мембрані останнього знаходиться Nn-холінорецептор, тому його ще називають гангліозним-холінорецептором.Цей рецептор не активує ніяких G-білків, він зв'язаний з натрієвим каналом, тому при активації цього рецептора відкривається натрієвий канал --> натрій входить в клітину --> заряд клітини росте --> деполяризація --> збудження нейрону --> проведення імпульсу.Це стосується не тільки симпатичних гангліїв, а ще й парасимпатичних(крилоподібний, вушний та інші).
Nm-холінорецептори знаходяться на мембрані скелетних м'язів.Якщо бути точніше, то на постсинаптичний мембрані нервово-м'язового з'єднання.Цей рецептор також не активує ніяких G-білків, він з'єднаний з натрієвим каналом --> заряд клітини росте --> збільшення кальція в м'язовій клітині --> скорочення(детальніше).