Cholinergní synapse jsou místem, kde dochází ke kontaktu dvou neuronů nebo neuronu a efektorové buňky, která přijímá signál. Synapse se skládá ze dvou membrán – presynaptické a postsynaptické a také synaptické štěrbiny. Přenos nervového vzruchu se provádí prostřednictvím mediátoru, tedy přenašeče. K tomu dochází v důsledku interakce receptoru a mediátoru na postsynaptické membráně. Toto je hlavní funkce cholinergní synapse.
Zprostředkovatel a receptory
V parasympatiku je mediátorem acetylcholin, receptory jsou cholinergní receptory dvou typů: H (nikotin) a M (muskarin). M-cholinomimetika, která mají přímý typ účinku, mohou stimulovat receptory na membráně postsynaptického typu.
Syntéza acetylcholinu se provádí v cytoplazmě neuronových cholinergních zakončení. Tvoří se z cholinu, stejně jako acetyl koenzym-A, který má mitochondriálnípůvod. K syntéze dochází působením cytoplazmatického enzymu cholinacetylázy. Acetylcholin se ukládá v synaptických váčcích. Každý z těchto vezikul může obsahovat až několik tisíc molekul acetylcholinu. Nervový impuls vyvolává uvolnění molekul acetylcholinu do synaptické štěrbiny. Poté interaguje s cholinergními receptory. Struktura cholinergní synapse je jedinečná.
Building
Podle údajů, které mají biochemici, může cholinergní receptor neuromuskulární synapse zahrnovat 5 proteinových podjednotek, které obklopují iontový kanál a procházejí celou tloušťkou membrány, která se skládá z lipidů. Pár molekul acetylcholinu interaguje s párem α-podjednotek. To způsobí otevření iontového kanálu a depolarizaci postsynaptické membrány.
Typy cholinergních synapsí
Cholinoreceptory jsou různě lokalizované a také různě citlivé na účinky farmakologických látek. V souladu s tím rozlišují:
- Maskarin-senzitivní cholinergní receptory - tzv. M-cholinergní receptory. Muskarin je alkaloid, který se nachází v řadě jedovatých hub, jako je muchovník.
- Cholinergní receptory citlivé na nikotin – tzv. H-cholinergní receptory. Nikotin je alkaloid nalezený v tabákových listech.
Jejich umístění
První se nacházejí v postsynaptické membráně buněk jako součást efektorových orgánů. Jsou umístěny na koncipostgangliová parasympatická vlákna. Kromě toho se nacházejí také v neuronálních buňkách autonomních ganglií a v mozkové kůře. Bylo zjištěno, že M-cholinergní receptory různé lokalizace jsou heterogenní, což způsobuje různou citlivost cholinergních synapsí na látky farmakologické povahy.
Zobrazení v závislosti na umístění
Biochemici rozlišují několik typů M-cholinergních receptorů:
- Nachází se v autonomních gangliích a v centrálním nervovém systému. Zvláštností prvních jmenovaných je, že jsou lokalizovány mimo synapse - M1-cholinergní receptory.
- Nachází se v srdci. Některé z nich pomáhají snižovat uvolňování acetylcholinu - M2-cholinergní receptory.
- Nachází se v hladkých svalech a ve většině endokrinních žláz - M3-cholinergní receptory.
- Nachází se v srdci, ve stěnách plicních alveol, v centrálním nervovém systému - M4-cholinergní receptory.
- Nachází se v centrálním nervovém systému, v duhovce oka, ve slinných žlázách, v mononukleárních krvinkách - M5-cholinergní receptory.
Vliv na cholinergní receptory
Většina účinků známých farmakologických látek, které ovlivňují M-cholinergní receptory, je spojena s interakcí těchto látek a postsynaptických M2- a M3-cholinergních receptorů.
Zvažme klasifikaci léků, které stimulují cholinergní synapse níže.
H-cholinergní receptory se nacházejí v postsynaptické membráně gangliových neuronů na koncích každého z pregangliových vláken (v parasympatiku a sympatikuganglia), v zóně karotického sinu, v dřeni nadledvin, v neurohypofýze, v Renshawových buňkách, v kosterních svalech. Citlivost různých H-cholinergních receptorů není na látky stejná. Například H-cholinergní receptory ve struktuře autonomních ganglií (receptory neutrálního typu) se významně liší od H-cholinergních receptorů v kosterních svalech (receptory svalového typu). Právě tato jejich vlastnost umožňuje selektivně blokovat ganglia speciálními látkami. Látky kurarepodu mohou například blokovat nervosvalový přenos.
Presynaptické cholinergní receptory a adrenoreceptory se podílejí na regulaci uvolňování acetylcholinu v synapsích neuroefektorové povahy. Excitace těchto receptorů bude inhibovat uvolňování acetylcholinu.
Acetylcholin interaguje s H-cholinergními receptory a mění jejich konformaci, zvyšuje úroveň permeability postsynaptické membrány. Acetylcholin má excitační účinek na ionty sodíku, které následně pronikají do buňky a to vede k tomu, že postsynaptická membrána depolarizuje. Zpočátku vzniká lokální synaptický potenciál, který dosáhne určité hodnoty a zahájí proces generování akčního potenciálu. Poté se lokální excitace, která je omezena na synaptickou oblast, začne šířit po celé buněčné membráně. Pokud dojde ke stimulaci M-cholinergních receptorů, pak druzí poslové a G-proteiny hrají významnou roli v přenosu signálu.
Acetylcholin fungujeve velmi krátké době. Je to dáno tím, že se rychle hydrolyzuje působením enzymu acetylcholinesterázy. Cholin, který vzniká při hydrolýze acetylcholinu, bude zachycen presynaptickými zakončeními v polovičním objemu a transportován do cytoplazmy buňky k následné biosyntéze acetylcholinu.
Látky, které působí na cholinergní synapse
Farmakologické a různé chemikálie mohou ovlivnit mnoho procesů, které jsou spojeny se synaptickým přenosem:
- Proces syntézy acetylcholinu.
- Proces uvolnění zprostředkovatele. Například karbacholin může zvýšit uvolňování acetylcholinu a botulotoxin může interferovat s uvolňováním neurotransmiteru.
- Proces interakce mezi acetylcholinem a cholinergním receptorem.
- Hydrolýza acetylcholinu enzymatické povahy.
- Proces zachycení cholinu, který vzniká jako výsledek hydrolýzy acetylcholinu, presynaptickými zakončeními. Například hemicholinium je schopno inhibovat neuronální vychytávání a transport cholinu do buněčné cytoplazmy.
Klasifikace
Prostředky stimulující cholinergní synapse mohou mít nejen tento účinek, ale také anticholinergní (tlumivý) účinek. Jako základ pro klasifikaci takových látek používají biochemici směr působení těchto látek na různé cholinergní receptory. Pokuddodržovat tento princip, pak lze látky, které ovlivňují cholinergní receptory, klasifikovat následovně:
- Látky, které ovlivňují M-cholinergní receptory a H-cholinergní receptory: cholinomimetika zahrnují acetylcholin a karbachol a anticholinergika - cyklodol.
- Prostředky anticholinesterázové povahy. Patří mezi ně fyzostigmin salicylát, prozerin, galanthamin hydrobromid, armin.
- Látky, které ovlivňují cholinergní synapse. Cholinomimetika zahrnují pilokarpin hydrochlorid a aceklidin, anticholinergika zahrnují atropin sulfát, matatsin, platyfillin hydrotartrát, ipratropium bromid, skopalamin hydrobromid.
- Látky, které ovlivňují H-cholinergní receptory. Cholinomimetika zahrnují cytiton a lobelin hydrochlorid. N-cholinergní blokátory lze rozdělit do dvou skupin. První jsou látky blokující ganglion. Patří sem benzohexonium, gigronium, pentamin, arfonad, pyrilen. Do druhé skupiny patří látky podobné kurare. Patří mezi ně periferní svalové relaxancia, jako je tubokurarin chlorid, pankuronium bromid, pipekuronium bromid.
Podrobně jsme se podívali na léky, které ovlivňují cholinergní synapse.
