Синаптические яды: общие механизмы действия

Классификация

Синаптическая передача - передача нервного импульса с одного ней­рона на другой посредством химического вещества - медиатора. Этот нейро­физиологический механизм реализуется специфическими по строению меж­нейронными контактами - синапсами.

Морфологически в синапсе выделяют пресинапгическую мембрану (терминаль проксимального нейрона) и постсинаптическую мембрану (уча­сток мембраны дистального нейрона), разделенные синаптической щелью. Пресинаптическая мембрана является электровозбудимой. При поступлении на нее импульса она меняет свою проницаемость и выделяет в щель медиа­тор. Постсинаптическая мембрана является хемовозбудимой. На ней распо­ложен специфичный для данного медиатора рецептор. При взаимодействии медиатора и рецептора проницаемость постсинаптической мембраны меняет­ся, мембрана генерирует постсинаптический потенциал.

Весь процесс синаптической передачи можно разделить на следую­щие этапы:

1. Синтез медиатора. Молекула медиатора синтезируется в теле нейрона и транспортируется по системе микротрубочек отростков нейронв (аксона или дендритов) в синаптическую терминаль. В терминали медиатор осуществляется хранение и "циркуляция" медиатора. Он хранится в двух пу­лах: свободный пул и пул, расположенный в везикулах. «Рабочим» пулом яв­ляется пул медиатора в везикулах.

2. Выделение медиатора в синаптическую щель. Потенциал дейст­вия, достигая пресинаптической мембраны, вызывает перемещение везикул с медиатором к внутренней поверхности мембраны. Высвобождение медиато­ра происходит путем экзоцитоза. Этот процесс невозможен без участия ио­нов Са ². Согласно наиболее простым гипотезам, Са'² либо служит для пре­одоления силы электростатического отталкивания между внутренней по­верхностью мембраны клетки и мембраной везикулы, либо активирует фиб­риллы, сокращение которых «подтягивает» везикулу к мембране.

3. Взаимодействие медиатора с рецептором - ключевой процесс си­наптической передачи. На постсинаптической мембране имеется рецептор - специальная структура, взаимодействующая с молекулой медиатора. В ре­зультате этого взаимодействия изменяется ионная проницаемость постсинап­тической мембраны - генерируется постсинаптический потенциал. Его ам­плитуда градуальна, т.е. зависит от количества выделившегося медиатора. Постсинаптический потенциал распространяется и достигает электровозбу­димого участка мембраны, где вызывает генерацию потенциала действия.

4. Инактивация медиатора ферментом. Для освобождения рецепто­ра молекула медиатора подвергается биотрансформации (гидролиз, окисле­ние и пр.). Эту функцию выполняет специфический фермент, расположенный на постсинаптической мембране. Инактивированный медиатор освобождает рецептор. В результате ионная проницаемость нормализуется, и на постси­наптической мембране вновь устанавливается потенциал покоя.

5. Обратный захват медиатора. Продукты биотрансформации ме­диатора диффундируют к пресинаптической мембране, происходит их обрат­ный захват в синаптическую терминаль, где осуществляется ресинтез медиа­тора. Данный механизм препятствует резкому истощению запасов медиатора в терминали, что неизбежно возникало бы, учитывая интенсивность функ- циониравания синапса.

Каждый из этапов синаптической передачи может быть нарушен со- ответсвующими химическими веществами. Вещества, избирательно нару­шающие синаптическую передачу, называются синаптическими (синапто- тропными, медиаторными) ядами.

Классификация синаптических ядов по механизму действия представ­лена в таблице 7.

Принципиально все перечисленные механизмы действия синаптиче­ских ядов можно разделить на два варианта: усиление активности синапса или снижение его активности вплоть до полной блокады проведения (табл.7).

Конечный эффект воздействия для каждого синаптического яда на це­лостный нейронный ансамбль зависит от той роли, которую играет данная нейромедиаторная система в механизмах нервной регуляции.

Во-первых, каждому медиатору приписывается доминирующая роль в формировании либо процесса возбуждения, либо торможения. Так, напри­мер, ацетилхолин, адреналин, глутамат, аспартат - возбуждающие медиато­ры, а ГАМК, глицин - тормозные медиаторы.

Во-вторых, конечный результат зависит от вмешательства в конкрет­ный тип медиаторной системы. Например, ацетилхолин является медиатором и в окончаниях парасимпатических нервов, регулирующих работу вегетатив­ных органов, и в окончаниях двигательных нервов, подходящих к попереч­нополосатой мускулатуре, и в окончаниях ряда клеток центральной нервной системы. Однако постсинаптические рецепторы в этих синапсах имеют отли­чия. Эти отличия проявляются при действии на рецептор других веществ. Одни рецепторы получили название М-холинорецепторов, так как чувстви­тельны к яду грибов мухоморов - мускарину. Рецепторы поперечно­полосатых мышц, вегетативных ганглиев получили название Н- холинорецепторов, так как чувствительны к никотину.

Однако постсинаптические рецепторы к одному и тому же медиатору принципиально различаются участием в процессах регуляции клеточной ак­тивности. Например, уже давно доказано, что ацетилхолин активирует не два вида рецепторов (Н и М), а как минимум шесть: два подтипа Н и четыре под­типа М. Серотонин (5НТ -гидрокситриптамин) активизирует, по крайней ме­ре, двенадцать (!) подтипов рецепторов (5HTia, 5НТ_ш, 5HT_m, 5HTie, 5HTif, 5НТ_2А, 5НТ_2С, 5НТ₃, 5НТ₄, 5HT_s, 5НТ₆, и 5НТ₇).

Таким образом, суммарное количество типов нейромедиаторных сис­тем гораздо больше, чем количество истинных медиаторов: тип нейромедиа- торной системы определяется подтипом постсинаптического рецептора. Это определяет многообразие конечных эффектов в результате действия медиа- торных ядов.

В-третьих, синаптотропные яды различаются способностью прони­кать через гематоэнцефалический барьер. В зависимости от этого свойства вещества можно разделить на вещества периферического действия (неспо­собные проникать в мозг) и вещества преимущественно центрального дейст­вия (проникающие через гематоэнцефалический барьер). На этом основании эффект будет также определяться местоположением синапсов-мишеней: дей­ствие может ограничиваться периферическими нарушениями (например, нервно-мышечной), а может быть обусловлено преимущественно наруше­ниями синаптической передачи в нейронных сетях головного и спинного мозга.

Таким образом, конечный эффект действия яда на синаптическую пе­редачу будет складываться из сочетания следующих факторов: 1) эффект на уровне синапса: активация или угнетение (блокада) синаптической передачи, 2) роль данного типа тип нейромедиаторной системы в регуляции физиоло­гических функций и процессов, 3) способность проникать через гемато­энцефалический барьер: преимущественно центральное или периферическое действие вещества.

Дата добавления: 2014-11-06; просмотров: 693; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!