Kolinergilised sünapsid on koht, kus kaks neuronit ehk neuron ja efektorrakk, mis saavad signaali, kokku puutuvad. Sünaps koosneb kahest membraanist – presünaptilisest ja postsünaptilisest, samuti sünaptilisest pilust. Närviimpulsi edastamine toimub vahendaja, see tähendab edastava aine kaudu. See juhtub postsünaptilise membraani retseptori ja vahendaja koostoime tulemusena. See on kolinergilise sünapsi põhifunktsioon.
Vahendaja ja retseptorid
Parasümpaatilises NS-s on vahendajaks atsetüülkoliin, retseptoriteks on kahte tüüpi kolinergilised retseptorid: H (nikotiin) ja M (muskariin). M-kolinomimeetikumid, millel on otsene toime, võivad stimuleerida postsünaptilist tüüpi membraani retseptoreid.
Atsetüülkoliini süntees toimub neuronite kolinergiliste lõppude tsütoplasmas. See moodustub koliinist ja atsetüülkoensüümist A, millel on mitokondriaalnepäritolu. Süntees toimub tsütoplasmaatilise ensüümi koliini atsetülaasi toimel. Atsetüülkoliin ladestub sünaptilistes vesiikulites. Kõik need vesiikulid võivad sisaldada kuni mitu tuhat atsetüülkoliini molekuli. Närviimpulss kutsub esile atsetüülkoliini molekulide vabanemise sünaptilisse pilusse. Pärast seda suhtleb see kolinergiliste retseptoritega. Kolinergilise sünapsi struktuur on ainulaadne.
Ehitis
Biokeemikute andmetel võib neuromuskulaarse sünapsi kolinergiline retseptor sisaldada 5 valgu subühikut, mis ümbritsevad ioonikanalit ja läbivad kogu lipiididest koosneva membraani paksuse. Atsetüülkoliini molekulide paar interakteerub paari α-subühikuga. See põhjustab ioonikanali avanemise ja postsünaptilise membraani depolariseerumise.
Kolinergiliste sünapside tüübid
Kolinoretseptorid paiknevad erinev alt ja on ka erinev alt tundlikud farmakoloogiliste ainete toime suhtes. Vastav alt sellele eristavad nad:
- Maskariini suhtes tundlikud kolinergilised retseptorid – nn M-kolinergilised retseptorid. Muskariin on alkaloid, mida leidub paljudes mürgistes seentes, näiteks kärbseseenes.
- Nikotiinitundlikud kolinergilised retseptorid – nn H-kolinergilised retseptorid. Nikotiin on alkaloid, mida leidub tubakalehtedes.
Nende asukoht
Esimesed asuvad rakkude postsünaptilises membraanis efektororganite osana. Need asuvad lõpuspostganglionilised parasümpaatilised kiud. Lisaks leidub neid ka autonoomsete ganglionide neuronaalsetes rakkudes ja ajukoores. On kindlaks tehtud, et erineva lokalisatsiooniga M-kolinergilised retseptorid on heterogeensed, mis põhjustab kolinergiliste sünapside erinevat tundlikkust farmakoloogilise iseloomuga ainete suhtes.
Vaated olenev alt asukohast
Biokeemikud eristavad mitut tüüpi M-kolinergilisi retseptoreid:
- Asub autonoomsetes ganglionides ja kesknärvisüsteemis. Esimeste eripära on see, et nad paiknevad väljaspool sünapsi – M1-kolinergilised retseptorid.
- Asub südames. Mõned neist aitavad vähendada atsetüülkoliini M2-kolinergiliste retseptorite vabanemist.
- Asub silelihastes ja enamikus endokriinsetes näärmetes – M3-kolinergilistes retseptorites.
- Asub südames, kopsualveoolide seintes, kesknärvisüsteemis – M4-kolinergilised retseptorid.
- Asub kesknärvisüsteemis, silma vikerkestas, süljenäärmetes, mononukleaarsetes vererakkudes – M5-kolinergilised retseptorid.
Mõju kolinergilistele retseptoritele
Suurem osa M-kolinergilisi retseptoreid mõjutavatest teadaolevatest farmakoloogilistest ainete toimetest on seotud nende ainete ja postsünaptiliste M2- ja M3-kolinergiliste retseptorite koostoimega.
Vaatame allpool kolinergilisi sünapse stimuleerivate ravimite klassifikatsiooni.
H-kolinergilised retseptorid paiknevad ganglioni neuronite postsünaptilises membraanis iga preganglionaarse kiu otstes (parasümpaatilises ja sümpaatilisesganglionid), unearteri siinuse tsoonis, neerupealise medullas, neurohüpofüüsis, Renshaw rakkudes, skeletilihastes. Erinevate H-kolinergiliste retseptorite tundlikkus ainete suhtes ei ole sama. Näiteks H-kolinergilised retseptorid autonoomsete ganglionide struktuuris (neutraalset tüüpi retseptorid) erinevad oluliselt skeletilihaste H-kolinergilistest retseptoritest (lihastüüpi retseptorid). Just see nende omadus võimaldab ganglionid selektiivselt blokeerida spetsiaalsete ainetega. Näiteks võivad kurapood ained blokeerida neuromuskulaarse ülekande.
Presünaptilised kolinergilised retseptorid ja adrenoretseptorid osalevad atsetüülkoliini vabanemise reguleerimises neuroefektori iseloomuga sünapsides. Nende retseptorite ergastamine pärsib atsetüülkoliini vabanemist.
Atsetüülkoliin interakteerub H-kolinergiliste retseptoritega ja muudab nende konformatsiooni, suurendab postsünaptilise membraani läbilaskvuse taset. Atsetüülkoliinil on ergastav toime naatriumioonidele, mis seejärel tungivad rakku, ja see toob kaasa asjaolu, et postsünaptiline membraan depolariseerub. Esialgu tekib lokaalne sünaptiline potentsiaal, mis saavutab teatud väärtuse ja alustab tegevuspotentsiaali genereerimise protsessi. Pärast seda hakkab lokaalne erutus, mis piirdub sünaptilise piirkonnaga, levima kogu rakumembraanis. Kui toimub M-kolinergilise retseptori stimulatsioon, mängivad sekundaarsed sõnumitoojad ja G-valgud signaali edastamisel olulist rolli.
Atsetüülkoliin töötabväga lühikese aja jooksul. See on tingitud asjaolust, et see hüdrolüüsitakse kiiresti ensüümi atsetüülkoliinesteraasi toimel. Atsetüülkoliini hüdrolüüsi käigus tekkivat koliini püüavad presünaptilised lõpud poole mahust kinni ja transporditakse raku tsütoplasmasse järgnevaks atsetüülkoliini biosünteesiks.
Kolinergilistele sünapsidele mõjuvad ained
Farmakoloogilised ja mitmesugused kemikaalid võivad mõjutada paljusid sünaptilise ülekandega seotud protsesse:
- Atsetüülkoliini sünteesiprotsess.
- Vahendaja vabastamise protsess. Näiteks võib karbaoliin suurendada atsetüülkoliini vabanemist ja botuliintoksiin võib häirida neurotransmitteri vabanemist.
- Atsetüülkoliini ja kolinergilise retseptori interaktsiooni protsess.
- Ensümaatilise iseloomuga atsetüülkoliini hüdrolüüs.
- Atsetüülkoliini hüdrolüüsi tulemusena moodustunud koliini hõivamise protsess presünaptiliste otstega. Näiteks on hemikoliinium võimeline pärssima neuronite omastamist ja koliini transporti raku tsütoplasmasse.
Klassifikatsioon
Kolinergilisi sünapse stimuleerivatel vahenditel võib olla mitte ainult see toime, vaid ka antikolinergiline (depressantne) toime. Selliste ainete klassifitseerimise alusena kasutavad biokeemikud nende ainete toimesuunda erinevatele kolinergilistele retseptoritele. Kui aKui järgite seda põhimõtet, võib kolinergilisi retseptoreid mõjutavaid aineid klassifitseerida järgmiselt:
- Ained, mis mõjutavad M-kolinergilisi retseptoreid ja H-kolinergilisi retseptoreid: kolinomimeetikumide hulka kuuluvad atsetüülkoliin ja karbakool ning antikolinergilised ained - tsüklodool.
- Antikoliinesteraasi iseloomuga vahendid. Nende hulka kuuluvad füsostigmiinsalitsülaat, proseriin, galantamiini vesinikbromiid, armiin.
- Kolinergilisi sünapse mõjutavad ained. Kolinomimeetikumid hõlmavad pilokarpiinvesinikkloriidi ja atseklidiini, antikolinergiliste ainete hulka kuuluvad atropiinsulfaat, matatsin, platifilliinhüdrotartraat, ipratroopiumbromiid, skopalamiinvesinikbromiid.
- Ained, mis mõjutavad H-kolinergilisi retseptoreid. Kolinomimeetikumide hulka kuuluvad tsütitoon ja lobeliinvesinikkloriid. N-kolinergilised blokaatorid võib jagada kahte rühma. Esimene neist on ganglione blokeerivad ained. Nende hulka kuuluvad bensoheksoonium, gigronium, pentamiin, arfonaad, pürileen. Teise rühma kuuluvad kurareetaolised ained. Nende hulka kuuluvad perifeersed lihasrelaksandid, nagu tubokurariinkloriid, pankurooniumbromiid, pipekurooniumbromiid.
Vaatasime üksikasjalikult ravimeid, mis mõjutavad kolinergilisi sünapse.
