Типы рецепторов к медиаторам. Понятие об агонистах и антагонистах

Рецепторы для медиаторов могут быть двух типов – ионотропные и метаботропные. Ионотропныерецепторы связаны с каналами для мелких ионов (натрий, калий, хлор), а метаботропные рецепторы действуют через систему вторичных посредников (мессенджеров) и запускают каскад реакций внутри клетки.

Агонисты и антагонисты – вещ-ва,поступающие в организм извне. Многие из них – токсины которые возникли в ходе эволюции растений для защиты от животных. Как следует разбавив их, человек получает лекарственные препараты; не разбавив – яды и наркотики.

Ионотропные рецепторы (рецепторы I типа)	Метаботропные рецепторы (рецепторы II типа)
Непосредственно контролируют открытие ионных каналов	Активируют внутриклеточные метаболические процессы с помощью G-белка и вторичных посредников (цАМФ, цГМФ)
Генерируют очень быстрый ответ мембраны нейрона в виде изменения в ней ионных токов для Na, K, Ca, Cl	Генерируют медленные метаболические ответы подобно действию гормонов
Примеры: Н-холинорецепторы, 5-НТ3 (серотонин), ГАМКА, рецепторы глутамата и аспартата Вход Na+– возбуждение клетки; выход K+и вход Cl-– торможение	Примеры: М-холинорецепторы, 5-НТ2 (серотонин), ГАМКВ, дофаминовые и опиоидные рецепторы Вход Na+– возбуждение клетки; выход K+и вход Cl-– торможение

Агонист: вещество, действующее как медиатор; обычно – сильнее и длительнее. Молекула состоит из ключевой и защитной частей.Ключевая часть сходна с ме-диатором и включает рецептор, защитная часть мешает работать системам инактивации.

Антагонист: вещество,противодействующее эффектам медиатора. Молекула состоит защитной части и неполной ключевой части. Последняя из них занимает активный центр рецептора, но не включает его, работая как «сломанный» ключ и мешая медиатору.

16. Классификация медиаторов и модуляторов ЦНС.

1. Ацетилхолин (19 вопрос)!!

Ацетилхолин был первым веществом, которое было названо медиатором в ЦНС.

В ЦНС выполняет функции медиатора в спинном мозге (обеспечивает возвратное торможение в клетках Реншоу); базальных ганглиях (ядро перегородки), где он участвует в регуляции движений и является функциональным антагонистом дофамина; ядрах моста (регуляция уровня бодрствования); коре больших полушарий.

Исследования на животных и человеке показали, что холинэргическая система имеет большое значение для когнитивных процессов, обучения и памяти.

Было установлено, что снижение когнитивных функций в старости происходит параллельно со снижением в коре и гиппокампе уровня фермента, синтезирующего ацетилхолин – холинтрансферазы, и с утратой холинэргических нейронов в базальных ганглиях.

В периферической нервной системе ацетилхолин является основным медиатором нервно-мышечного синапса, действуя на никотиновые холинорецепторы.

В вегетативной нервной системе ацетилхолин осуществляет передачу в симпатических и парасимпатических ганглиях, а также влияет на работу внутренних органов, выделяясь из периферических окончаний парасимпатических нервов (мускариновые рецепторы).

2 типа рецепторов к ацетилхолину: Н-никотиновые (ионотропные) и М-мускариновые (метаботропные).

2. Биогенные амины (моноамины)

Это самая большая группа медиаторов, которая делится на две подгруппы – катехоламины ( норадреналин, адреналин и дофамин) и индоламины ( серотонин (5-гидрокситриптамин, 5-НТ) и гистамин). Они синтезируются в головном мозге из разных аминокислот: первые – из фенилаланина, а вторые – из триптофана.

Биогенные амины найдены в сенсорных и моторных системах, а также в проводящих путях, осуществляющих высшие психические функции. Клетки, содержащие эти медиаторы, собраны в отдельные группы в определенных местах в стволе мозга, а аксоны от них расходятся практически во все отделы мозга.

Большинство биогенных аминов действуют через метаботропные рецепторы.

Норадреналин. Основной источник адренергических аксонов – голубое пятно и прилежащие участки среднего мозга. Также адренергические нейроны обнаружены в варолиевом мосту, в продолговатом и промежуточном мозге, в ретикулярной формации ствола. Из этих отделов аксоны идут к гипоталамусу, лимбической системе, к коре б.п. и мозжечка, к спинному мозгу. Проекции голубого пятна образуют часть восходящей ретикулярной активирующей системы мозга, направленной из ретикулярной формации в кору б.п. Этот путь регулирует внимание, уровень бодрствования, возбуждение и циркадианные (суточные) ритмы (норадреналин регулирует синтез мелатонина в эпифизе млекопитающих в зависимости от времени суток).

Много норадреналина (НА) в ВНС: тела адренергических нейронов лежат в симпатической цепочке, НА выделяется из окончаний симпатических нервов. Норадреналин как медиатор также участвует в формировании когнитивных и адаптационных процессов.

Адреналин. В качестве медиатора адреналин не встречается, он является гормоном мозгового слоя надпочечников.

Дофамин. Дофаминэргические нейроны находятся преимущественно в среднем мозге, в т.н. черной субстанции среднего мозга, и в гипоталамусе.

Известны 3 главных пути распространения аксонов, выделяющих дофамин (ДА) на окончаниях:

Путь 1. Тело нейрона находится в гипоталамусе, оттуда идет короткий аксон в гипофиз. Этот путь входит в гипоталамо-гипофизарную систему регуляции деятельности желез внутренней секреции (эндокринных желез).

Путь 2. Тела нейронов находятся в черной субстанции, аксоны от них идут к базальным ганглиям (полосатые тела). К этой системе относится около ¾ всего ДА ЦНС. Эта система участвует в регуляции тонических движений. Дефицит ДА в этих структурах приводит к развитию болезни Паркинсона (гибнут ДА-эргические нейроны), и в результате утрачивается контроль базальных ганглиев над ретикулоспинальным путем, что приводит к повышению тонуса скелетных мышц (дрожательные гиперкинезы). Лечение паркинсонических расстройств осуществляется приемом предшественников дофамина – L-ДОФА (Хрестомат. 5.4).

Путь 3. Тела нейронов лежат в среднем мозге, рядом с черной субстанцией. Аксоны от них идут в кору б.п., энторинальную кору и далее к гиппокампу. Нарушения (повышенная активация) в этой системе могут привести к развитию шизофрении. Подобные представления возникли после того, как были открыты лекарственные препараты, помогающие при этой психопатологии – хлорпромазин и галоперидол. Они подавляют активность ДА-эргической системы, блокируя рецепторы ДА.

Серотонин. 90% серотонина синтезируется клетками пищеварительного тракта. В ЦНС серотонинэргические нейроны есть в ядрах шва продолговатого мозга, а также в среднем мозге и варолиевом мосту. Эти нейроны иннервируют кору б.п., гиппокамп, бледный шар, миндалину, гипоталамус.

Самая высокая концентрация серотонина в ЦНС обнаружена в эпифизе. Там он превращается в мелатонин (гормон), который участвует в регуляции цикла «сон-бодрствование», пигментации кожи, влияет на активность половых желез. При раздражении ядер шва животные страдают бессонницей.

Серотонин участвует в регуляции эмоционального поведения, двигательной активности, пищевого поведения, полового поведения, терморегуляции. С нарушениями в серотонинэргической системе связывают развитие алкогольной зависимости, некоторых форм тревожности. Также серотонинэргические нейроны играют важную роль в осуществлении некоторых форм сложного поведения, включая агрессию и формирование социальных отношений в популяции. Серотонин участвует в обеспечении когнитивных функций, модулируя холинэргические нейроны.

Гистамин. Гистамин воздействует на различные периферические ткани и участвует в самых разных процессах, включая аллергические реакции (при высвобождении из тучных клеток), ответ ткани на повреждение, регуляцию желудочной секреции. Гистамин также является медиатором в головном мозге. Тела гистаминовых нейронов компактно сконцентрированы в гипоталамусе, а их аксоны расходятся практически во все отделы ЦНС. По-видимому, гистаминовые нейроны регулируют общую активность мозга: состояния возбуждения и энергетический метаболизм. Механизмы этих влияний непрямые, они опосредованы воздействием на другие нейроны, глиальные клетки (астроциты) и кровеносные сосуды.

3. Аминокислоты

1. Возбуждающие аминокислоты:

Глутаминовая кислота. Глутаминовая кислота, или глутамат, образуется в мозге из глюкозы. Больше всего глутамата в конечном мозге и в мозжечке. Это один из самых распространенных медиаторов в ЦНС. Существует три типа рецепторов к глутамату, при взаимодействии с которыми открываются каналы для натрия, калия или кальция. Этот медиатор принимает участие во многих центральных процессах, в том числе и в процессах памяти. Глутамат способствует стабилизации содержания в клетках ионов калия, а также связывает аммиак, образующийся в результате метаболических процессов и являющийся ядовитым для организма веществом.

Аспарагиновая кислота. Больше аспарагиновой кислоты (аспартата) в среднем мозге и в сером веществе спинного мозга. Возможно, что этот медиатор участвует в регуляции спинномозговых рефлексов.

Обе возбуждающие аминокислоты предположительно участвуют в регуляции состояния беспокойства.

2. Тормозные аминокислоты: (25 вопрос)

!!В качестве медиаторов, вызывающих тормозный постсинаптический потенциал, обнаружены глицин и гамма-аминомасляная кислота (ГАМК); их рецепторы связаны с каналами для хлора, и при взаимодействии этих медиаторов со своими рецепторами происходит движение ионов хлора внутрь клетки и увеличение мембранного потенциала (до -90 или -100 мВ). Этот процесс называется постсинаптическое торможение.

Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК). Этот медиатор образуется из глутаминовой кислоты. Это один из самых распространенных тормозных медиаторов в ЦНС (обнаруживается примерно в 50% нервных окончаний). Много ГАМК в коре б.п., в коре мозжечка, в черной субстанции среднего мозга. В сетчатке глаза ГАМК обнаружена в горизонтальных и амакриновых клетках.

Существует два типа рецепторов к гамма-аминомасляной кислоте – ГАМК_А (каналы для хлора) и ГАМК_Б (метаботропные рецепторы). Известно, что в составе ГАМК_А-рецептора (канал для ионов хлора) есть место для связывания бензодиазепинов (малые, или дневные, транквилизаторы – психотропные средства, уменьшающие чувство напряжения, тревоги, страха: седуксен, диазепам). Бензодиазепины, связываясь с рецептором ГАМК, усиливают ее эффект на собственный рецептор, таким образом усиливая тормозные процессы в ЦНС. Такие рецепторы встречаются в коре б.п. и в гиппокампе.

Нарушения в ГАМК-эргической системе мозга связывают с развитием эпилепсии, расстройства сна, дисфункциями в деятельности сердечно-сосудистой системы. Некоторые вещества – ингибиторы ГАМК-рецепторов (например, пикротоксин, пенициллин) являются судорожными ядами, т.е. нехватка ГАМК в мозге приводит к развитию судорог.

Глицин. Тела нейронов, синтезирующих глицин в качестве тормозного медиатора, в основном находятся в спинном и продолговатом мозге (в ретикулярной формации), а также в промежуточном мозге. Глицин уменьшает психомоторную расторможенность. Введение в организм ингибиторов рецепторов глицина (стрихнин) приводит к генерализованным судорогам.

Дата добавления: 2015-06-04