Никотиновый рецептор, формирующий ионный канал

Субъединицы, полипептидные цепи которых четыре раза пронизывают липидный бислой, с внешней стороны гликозилированы, а внутри взаимодействуют с белками цитоскелета. Связывание АХ с двумя a-субъединицами холинергического рецептора вызывает конформационные изменения в олигомерном комплексе, в результате чего Na+ входит внутрь клетки.

Мускариновый рецептор является мембранным протеином. При его активации медиатором он действует через вторичный посредник и увеличивает вероятность открытия дискретных ионных каналов. В связи с таким опосредованным механизмом, быстродействие мускариновых рецепторов ниже, чем никотиновых. Мускариновые рецепторы преобладают на высших уровнях центральной нервной системы, в то время как никотиновые рецепторы превалируют в нейронах спинного мозга и нейромышечных соединениях скелетных мышц.
Активируемые ацетилхолином никотиновые каналы обладают лишь относительной специфичностью. Они обеспечивают диффузию любых катионов. Поскольку покоящаяся мембрана имеет потенциал близкий к равновесному потенциалу для калия K⁺, то это означает, что будет диффундировать много больше ионов натрия Na⁺ и кальция Ca²⁺ внутрь клетки, чем калия K⁺ наружу. Это может стать причиной деполяризации и возбуждения постсинаптического нейрона или мышечной клетки. Относительно мускариновых рецепторов известно, что они активируют калиевые каналы с помощью вторичных посредников.(также см лекцию по белкам – раздел - Ингибиторы белков-рецепторов в холинергических синапсах)

Наряду с ацетилхолином в организме имеются и другие меди­аторы, в частности норадреналин. Он участвует в проведении импульса в гладких мышцах, которые иннервируются симпа­тическими нервами. К медиаторам симпатической нервной системы отдельные авторы относят также адреналин и дофа­мин. Все эти медиаторы синтезируются из тирозина в нерв­ных клетках и накапливаются в нервных окончаниях.

- Медиаторы при возбуждении клетки выходят в синаптическую щель и далее взаимодействуют с α- и β-адренорецепторами постсинаптической мембраны. После проведения импуль­са они теряют свою активность под действием ферментов моноаминооксидазы и метилтрансферазы. Возможно также и обратное поглощение норадреналина адренэргическими нервны­ми окончаниями с повторным использованием медиатора.

Имеются данные, что катехоламины (норадреналин, дофа­мин) участвуют в проведении нервного импульса через «вклю­чение» аденилатциклазной системы в постсинаптической мем­бране. Активация этой системы норадреналином приводит к увеличению синтеза цАМФ (циклического АМФ), который, в свою очередь, катализирует фосфорилирование белка в постсинаптических клетках. С фосфорилированием белка изменя­ется ионная проводимость мембраны.

Медиатором тормозных процессов в нервной ткани являет­ся γ-аминомасляная кислота. Она образуется путем декарбоксилирования глутаминовой кислоты:

Концентрация γ-аминомасляной кислоты в мозге значи­тельно превышает суммарную концентрацию других медиато­ров. Разрушается эта кислота ферментативным путем, пре­вращаясь в конечном счете в янтарную кислоту. Под влиянием γ-аминомасляной кислоты усиливаются энергетические процессы, улучшается кровообращение и использование глю­козы в тканях головного мозга.

Серотонин является нейромедиатором, который образует­ся главным образом нейронами гипоталамуса. Полагают, что он имеет отношение к процессам сна и поведения животного. Серотонин образуется из триптофана. Его действие осуществляется через аденилатциклазную систему, подобно механиз­му, рассмотренному выше для норадреналина.

Серотонин разрушается путем дезаминирования с образо­ванием оксииндолилуксусной кислоты.

Гистамин — продукт декарбоксилирования гистидина, об­ладает сосудорасширяющими свойствами и тем самым вызы­вает приток лейкоцитов в местах воспаления. Его присут­ствие связано с развитием болевого синдрома, явлениями ал­лергии. Гистамин усиливает секрецию желудочного сока, повышая секрецию обкладочных клеток.

Кроме того, выявлены различные пептиды, оказывающие влияние на передачу нервных импульсов. Поскольку эти пеп­тиды обладают обезболивающим действием, они получили название опиатных пептидов. Первые пептиды, обнаружен­ные в экстрактах мозга, состояли из пяти аминокислот и отличались лишь одной аминокислотой. Они получили назва­ние энкефалины. Позднее были обнаружены пептиды боль­шей длины, обладавшие тем же, но более выраженным обез­боливающим эффектом. Так, полипептид β-эндорфин содер­жит 31 аминокислоту. Характерно, что во всех этих пептидах встречаются участки с одной и той же аминокислотной после­довательностью. Например, тир-гли-гли-фен-мет (так называ­емый метионин-энкефалин), тир-гли-гли-фен-лей (лейцин-энкефалин). Биологически активные пептиды являются фраг­ментами более длинных цепей белков-предшественников, не обладающих опиатной активностью. Эти белки содержатся в гипофизе. Они связаны с опиатными рецепторами мембран клеток ЦНС, проявляя морфиноподобную активность. Эти пептиды могут выполнять роль «передатчиков» импульсов на уровне синапсов.