Ацетилхолин как нейромедиатор

Пептиды - нейромедиаторы. Нейромедиаторы - это химические соединения, регулирующие передачу нервных импульсов в нервной системе. К ним относятся, например, ацетилхолин, некоторые АК, а также открытые в 1975 г. пептиды, названные энкефалинами, или опиатными пептидами. Первое их название связано с тем, что они находятся в ткани мозга, а второе -объясняет их обезболивающее действие, сходное с эффектом веществ из опия. Наиболее известны и изучены два энкефалина тир-гли-гли-фен-мет и тир-гли-гли-фен-лей (часто их называют просто мет- и лей-энкефалины). [c.21]

В общих чертах картину участия ацетилхолина в осуществлении передачи нервного импульса возбуждения можно представить следующим образом. В синаптических нервных окончаниях имеются пузырьки (везикулы) диаметром 30—80 нм, которые содержат нейромедиаторы. Эти пузырьки покрыты оболочкой, которая образована белком клатрином (мол. масса 180000). В холинергических синапсах каждый пузырек диаметром 80 нм содержит 40000 молекул ацетилхолина. При возбуждении высвобождение медиатора происходит квантами , т.е. путем полного опорожнения каждого отдельного пузырька. В нормальных условиях под влиянием сильного импульса выделяется примерно 100—200 квантов медиатора—количество, достаточное для инициирования потенциала действия в постсинаптическом нейроне. Происходит это, по-видимому, следующим образом. Деполяризация мембраны синаптических окончаний вызывает быстрый ток ионов Са в клетку. Временное увеличение внутриклеточной концентрации ионов Са стимулирует слияние мембраны синаптических пузырьков с плазматической мембраной и таким образом запускает процесс высвобождения их содержимого. Для выброса содержимого одного пузырька требуется примерно 4 иона Са . Выделенный в синаптическую щель ацетилхолин вступает во взаимодействие с белком-хеморецептором, входящим в состав постсинаптической мембраны. В результате изменяется проницаемость мембраны —резко увеличивается ее пропускная способность для ионов Ка. Взаимодействие между рецептором и медиатором запускает ряд реакций, заставляющих постсинаптическую нервную клетку или эффекторную клетку выполнять свою специфическую функцию. После выделения медиатора должна наступить фаза его быстрой инактивации, или удаления, чтобы подготовить синапс к восприятию нового импульса. [c.638]

Еще один класс химических инсектицидов — фосфорорганические соединения, включающие малатион, паратион и диазинон. Фосфорорганические инсектициды первого поколения были разработаны как боевые отравляющие вещества. Теперь их используют для контроля численности насекомых. Их действие основано на ингибировании ацетилхолинэстеразы, которая гидролизует нейромедиатор ацетилхолин. Инсектициды этого класса нарушают функционирование мотонейронов и нейронов мозга насекомого. [c.331]

Рис. 8.2. Схема никотинового холинэргического синапса. Пресинаптическое нервное окончание содержит компоненты для синтеза нейромедиатора (здесь ацетилхолина). После синтеза (I) нейромедиатор упаковывается в пузырьки (везикулы) (II). Эти синаптические везикулы сливаются (возможно, вре.мен-но) с пресинаптической мембраной (1П), и нейромедиатор высвобождается таким путем в синаптическую щель. Он диффундирует к постсинаптической мембране и связывается там со специфическим рецептором (IV). В результате образования нейромедиатор-рецепторного комплекса постсинаптическая мембрана становится проницаемой для катионов (V), т. е. деполяризуется. (Если деполяризация достаточно высока, то появляется потенциал действия, т. е. химический сигнал снова превращается в электрический нервный импульс.) Наконец, медиатор инактивируется , т. е. либо расщепляется ферментом (VI), либо удаляется из синаптической щели посредством особого механизма поглощения . В приведенной схеме только один продукт расщепления медиатора— холин — поглощается нервным окончанием (VII) и используется вновь. Базальная мембрана — диффузная структура, идентифицируемая методом электронной микроскопии в синаптической щели (рис. 8.3,а), здесь не показана.

Сейчас мы кратко остановимся на сложной последовательности отдельных молекулярных событий судьбы нейромедиатора. Молекула медиатора, например ацетилхолина, проходит через следующие стадии своего существования [c.194]

За последние годы стало очевидным, что такого рода модуляторные эффекты играют важную роль при нейрональной активности. Так, в гл. 8 уже упоминались иммуногистохимические данные о том, что ряд нейропептидов упакован в нервных окончаниях вместе с классическими нейромедиаторами. Было найдено, например, что энкефалины существуют в некоторых нервах с адреналином и норадреналином или также с серотонином и ацетилхолином. В других синапсах вместе с серотонином или ацетилхолином было обнаружено вещество Р — хорошо известный медиатор ряда нервных путей. В этих случаях пептид, очевидно, модулирует действие медиатора, и такой модулирован- [c.297]

Остальные группы природных органических соединений значительно более специализированы. Для высших животных с развитой нервной и эндокринной системами характерно образование и функционирование ряда веществ, управляющих работой этих систем, соответственно нейромедиаторов и гормонов. Примером нейромедиатора является описанный в 1.4 ацетилхолин. Гормоны в первую очередь представлены рядом стероидов, например рассмотренные в 2.4 половые гормоны, и некоторыми пептидами и белками. [c.60]

Физостигмин сыграл важную роль в истории науки. Он ингибирует фермент холинэстеразу, расщепляющую ацетилхолин (см. разд, 6,2). Благодаря этому последний, как нейромедиатор, долго сохраняется в нервных окончаниях. Это позволило выделить его из них, определить его функцию и вообще развить теорию химической передачи электрического импульса через синапсы нервной системы. [c.531]

Место контакта одной нервной клетки с другой или с исполнительным органом называется синапсом. В этом месте при поступлении нервного сигнала и выделяется нейромедиатор - посредник, который реализует соответствующий контакт и передачу нервного сигнала. В синапсах парасимпатической нервной системы выделяется ацетилхолин, в синапсах симпатической нервной системы - норадреналин. [c.406]

Объемы выделяемых нейромедиаторов (называемых также и нейротрансмиттерами) невелики. Ацетилхолин, например, выделяется дозами, каждая из которых содержит около 10 ООО молекул. Эти молекулы распределяются по синаптической щели так, что сигнал достигает рецептора. Воздействие ацетилхолина на рецептор вызывает соответствующий физиологический ответ, после чего трансмиттер подвергается разрушению. Ацетилхолин гидролизуется под действием фермента ацетилхолинэстераза (АХЭ). [c.406]

Этот простой препарат использовался во множестве успешных экспериментов, которые были начаты в 50-х годах нашего века. Еще раньше, в 30-е годы, было обнаружено, что стимуляция двигательного нерва вызывает высвобождение ацетилхолина и что ацетилхолин в свою очередь заставляет скелетную мышцу сокращаться. Таким образом, ацетилхолин был идентифицирован как нейромедиатор в нервно-мышечном соединении. Но как же происходит высвобождение ацетилхолина и как он оказывает воздействие на мышцу [c.96]

Ацетилхолин диффундирует через синаптическую щель, что вызывает задержку проведения примерно на 0,5 мс, и связывается со специфическим рецептором (белком) постсинаптической мембраны, распознающим молекулярную структуру нейромедиатора. При этом рецепторная область изменяет конфигурацию, что приводит к открыванию сопряженного с нею ионного канала в постсинаптической мембране. [c.288]

Сами по себе нейромедиаторы не обладают возбуждающими или тормозящими свойствами. Например, ацетилхолин оказывает возбуждающее действие в большинстве нервно-мышечных соединений и межнейронных синапсов, но тормозит активность миокарда и мускулатуры пищеварительного тракта. Конечный результат зависит от особенностей постсинаптической мембраны. Строение ее рецепторно-поровых комплексов определяет, какие ионы будут поступать в клетку под действием нейромедиатора, а следовательно, какова будет природа вызываемого им постсинаптического потенциала. [c.289]

В настоящее время установлено, что помимо ацетилхолина нейромедиаторами являются норадреналин, адреналин (у амфибий) и у-ами-номасляная кислота (ГАМК). Известно также большое количество соединений — кандидатов на роль медиаторов. К ним относятся дофамин, 5-окситриптамин (серотонин), глутаминовая кислота и глицин, в пользу медиаторной функции которых накапливается все больше данных. В отношении других соединений, таких, как аспарагиновая кислота, таурин и ряд пептидов, в том числе гипоталамические либерины, вопрос окончательно еще не решен [58]. Возможно, что список несомненных нейромедиаторов будет быстро расти. Принято считать, что каждый отдельный нейрон высвобождает только один медиатор. Однако в настоящее время существуют некоторые сомнения относительно этого тезиса. [c.335]

Проиллюстрируем эту концепцию несколькими примерами из фармакологии. Два нейромедиатора — ацетилхолин (1-16) и кар-бахол (1-17)—имеют сходное с мускарином действие (области биоизостерической эквивалентности выделены). Мускарин (1-18) — [c.20]

Эти яды имеют больщое сродство к остаткам серина (его гидроксилу) и аспарагиновой кислоты (ее свободной карбоксильной группе), находящимся в активном центре холинэстеразы. Ингибированный таким образом фермент перестает перерабатывать нейромедиатор, что приводит к перевозбуждению хо-линорецепторов и нервной системы из-за резкого повыщения концентраций ацетилхолина. Антидоты действуют по принципу фармакологического антагонизма они деблокируют фермент холинэстеразу за счет их более прочного взаимодействия с фос-форорганическим ядом (рис. 6). [c.122]

Атропин (2) содержится в растениях семейства пасленовых Solano eae), и его выделяют в промышленных масштабах экстракцией из корней красавки, семян дурмана и других растений Он обладает свойствами спазмолитика, и его назначают при спазмах органов брюшной полости (язвенной и другой этиологии). Он сильно расширяет зрачок и применяется в глазной практике для диагностики и лечения. Атропин применяют также в качестве антидота при отравлении наркотиками, снотворными и такими ядами, как мускарин и др. Атропин является антагонистом указанных веществ, вытесняя их с биорецепторов (например, с мускариновых холинорецепторов). Взаимодействуя с холинорецепторами, атропин блокирует доступ к ним молекул периферического нейромедиатора возбуждения ацетилхолина, что приводит к расслаблению мышц и снятию спазмов. [c.179]

Помимо соматической двигательной системы, которая через пирамидный тракт регулирует движения произвольных (поперечнополосатых) мышц, существует также автономная нервная система, контроли-руюих ая функцию непроизвольных (гладких) мышц, желез, а также работу сердца, артериальное давление и температуру тела. Высшие отделы автономной нервной системы расположены в коре мозга и гипоталамусе. Автономная нервная система подразделяется на симпатическую и парасимпатическую. Реакции страха и нападения осуществляются симпатической системой. Ее постганглионарные волокна (идущие от спинальных ганглиев) высвобождают норадреналин (норэпинефрин) к симпатической системе относится также мозговой слой надпочечников, состоящий из специализированных нейронов — хромаф-финных клеток. Парасимпатическая система больше связана с поддержанием гомеостаза и регуляцией функции различных систем организма. Биохимически эта система характеризуется выделением ацетилхолина в качестве нейромедиатора. [c.330]

При изучении нейромедиаторов важное значение имеет подбор специфических агонистов, имитирующих действие медиатора, или антагонистов, блокирующих это действие. В зависимости от чувствительности к одной или другой группе соединений холинэргические нейроны делятся на мускариновые (активируемые мускарином, рис. 16-6) или никотиновые (активируемые никотином) [46]. Мускариновые рецепторы, имеющиеся во многих нейронах автономной нервной системы, специфически блокируются атропином и декаметонием (рис. 16-6). Никотиновые синапсы присутствуют в ганглиях и скелетных мышцах. Их ингибиторами являются кураре и активный компонент этого яда D-тубо-курарин (рис. 16-6), а также белок из змеиного яда а-бунгаротоксин (рис. 16-7). Этот токсин был, в частности, использован для титрования рецепторов ацетилхолина в моторной концевой пластинке диафрагмы крысы. Было показано, что количество рецепторов в расчете на одну пластинку составляет примерно 4-10 (или 13000 рецепторов на [c.332]

Ацетилхолин представляет собой типичный нейромедиатор, удовлетворяющий следующим пяти основным критериям 1) синтез ацетилхолина осуществляется в пресинаптическом нейроне (путем переноса ацетильной группы от ацетил-СоА под действием специфической ацетил-трансферазы) 2) существует механизм накопления ацетилхолина (в пузырьках) 3) выделение ацетилхолина пропорционально силе стимула (частоте импульсации) 4) постсинаптическое действие медиатора может быть прямо продемонстрировано методом микроионофореза 5) имеются эффективные механизмы инактивации медиатора. Только соединения, удовлетворяющие указанным пяти критериям, могут быть отнесены к категории медиаторов. [c.335]

Важно отметить, что среди синтезированных на основе пиперидиноэтанола сложных эфиров [12] и фосфоэфиров, близких по строению к ацетилхолину и бензохолину, обнаружены производные, проявляющие свойства нейромедиаторов, блокаторов АХЭ [13-15] и подавляющие рост карциномы [16]. [c.66]

В настоящее время используется более 200 органических инсектицидов, предназначенных для того, чтобы уничтожать насекомых, ие нанося существенного вреда людям и живот-ным . Действие многих из этих соединений состоит в ингибировании дыхания клеток другие разобщают синтез АТР и перенос электронов. Хлорированные углеводороды, такие, как ДДТ, действуют на нервную систему, причем механизм этого действия до сих пор еще не установлен. Один из крупнейших классов органических инсектицидов действует на специфический фермент нервной системы — ацетилхолинэстеразу. Нейромедиатор ацетилхолин выделяется из нервных окончаний в области многих синапсов (гл. 16). Ацетилхолин (обладающий большой токсичностью, когда он находится в избыточных количествах) должен быстро разрушаться, в противном случае синапс не будет готов к передаче следующего импульса [c.104]

Еще в 1953 г. Хокин и Хокин отмечали, что нейромедиатор ацетилхолин (гл. 8) стимулирует включение в фосфолипиды поджелудочной железы. С тех пор подобные эффекты отмечались для ряда клеток в ответ на самые разные внешние сигна- [c.42]

Единого холинэргического синапса не существует. Холинэргические синапсы представляют собой группу структурно, функционально и фармакологически весьма различных синапсов. Объединяет их только одно — использование ацетилхолина в качестве нейромедиатора. Особого внимания заслуживают ней-ромышечные соединения, где нервный импульс передается мышечному волокну и вызывает его сокращение. Имеются, однако, многочисленные свидетельства того, что холинэргические синапсы, кроме этой периферической функции, играют важную роль в центральной нервной системе [3, 4], участвуя в таких процессах, как поведение, сознание, эмоции, обучение и память. Доказательствами этого служат биохимические исследования метаболизма ацетилхолина и ассоциированных ферментов в центральной нервной системе, а также эксперименты с психофармакологическими веществами, влияющими на холинэргические синапсы. Ацетилхолин представляет собой также важный медиатор вегетативной нервной системы. Во всех ганглиях симпатических и парасимпатических систем имеются холинэргические синапсы. В постганглионарных, т. е. соединяющих ганглий и орган-мишень, нервных волокнах ацетилхолин опосредует передачу нервного импульса во всех парасимпатических синапсах (т. е. синапсах глаз, сердца, легких, желудка, кишечника) и в некоторых симпатических (например, синапсах потовых желез). [c.193]

Как молекула нейромедиатора, высвобождающаяся из пресинаптической мембраны, достигает постсинаптической мембраны Напрашивается простой ответ — посредством диффузии. Но здесь необходимо объяснить, как медиатор диффундирует мимо многочисленных молекул ацетилхолинэстеразы, которые присутствуют в синаптической щели и теоретически могли бы гидролизовать во много раз большие количества высвобожденного медиатора, сделав, следовательно, невозможным его взаимодействие с постсинаптической мембраной. Предполагается, что этому препятствуют либо структурные особенности вещества синаптической щели — базальной мембраны, которое, возможно, образует каналы, либо временное ингибирование ферментативной активности эстеразы, вероятно, из-за ее взаимодействия с иостспнантической мембраной или из-за насыщения субстратом. Высказано также предположение, что эстераза не присутствует в щели, т. е. на пути диффузии ацетилхолина, а находится в постсинаптической мембране, но такая модель не доказана [8]. [c.201]

Холинэргические синапсы — это еще не все синапсы, а ацетилхолин— не единственный медиатор известны у ке многие, но, очевидно, отнюдь не все вещества, которые молено считать нейромедиаторами (трансмиттерами). Нейромедиаторами являются, например, катехоламины (допамин, адреналин и норадрена-лпн), аминокислоты (у-аминомасляная (GABA), глицин, а также, возможно, глутаминовая и аспарагиновая), серотонин (5-гидрокситриптамин, или 5-НТ) и гистамин. Недавно стал расти интерес к отдельным пептидам, таким, как вещество Р и энке-фалины, которые представляются перспективными кандидатами на роль медиаторов. Остаются некоторые сомнения относительно нейро-медиаторной роли пролина, таурина и пуриновых нуклеотидов (таких, как, например, АТР). Для такого рода сомнительных соединений существует термин предполагаемый медиатор (трансмиттер) или кандидат в медиаторы (трансмиттеры). Многие соединения модулируют синаптическую передачу, не будучи нейромедиаторами. Далеко недостаточным критерием является и то, что они высвобождаются в пресинаптической мембране и действуют на постсинаптическую. Для отнесения соединения к медиаторам необходимо соблюдение следующих условий [c.212]

Небольше известно и о пластичности зрелой нервной системы, о привыкании и условных рефлексах, об обучаемости и памяти. Кроме всего прочего, синапс обсуждается как участок пластичности. Обучаемость не зависит от синтеза ДНК, но сопряжена с синтезом РНК и белков. Долговременная и кратковременная память различаются в экспериментах с использованием антибиотиков только в случае долговременной памяти необходим синтез белка. Подобным образом, антисыворотка против S-100 и некоторые белки, специфичные для мозга, блокируют способность к обучению. Нет специальных молекул памяти в основном белковый синтез обеспечивает обычный рост нервной клетки или ее синапсов, активированных при обучении., Из всех нейромедиаторов только катехоламины и ацетилхолин (но не серотонин) имеют отношение к обучаемости, причем гормон гипофиза АСТН в этой связи играет особую роль. [c.350]

Таким образом, ионные каналы непосредственно участвуют в передаче сигнала возбудимыми клетками. Существуют хемовозбу-димые (рецепторы ацетилхолина, у-аминомасляной кислоты, глута-мата, глицина и др.) и электровозбудимые (натриевые, калиевые, кальциевые, хлорные и др.) каналы. В эти транспортные системы входят участки связывания нейромедиаторов или сенсоры изменения силы электрического поля мембраны, а также непосредственно ионные поры, образованные несколькими трансмембранными белковыми фрагментами. [c.634]

Более того, клетки нервного гребня сохраняют способность реагировать на локальное окружение даже на очень поздних стадиях развития. В условиях изоляции в культуре отдельные клетки симпатических ганглиев новорожденного мышонка созревают в нейроны, синтезирующие норадреналин. Если же они растут по соседству с некоторыми типами клеток из других тканей (например, мьппечными), они дифференцируются в нейроны, синтезирующие ацетилхолин. При изменении условий культуры отдельные нейроны могут переключаться с одного фенотипа на другой, и в этом переходе есть фаза, когда клетка синтезирует одновременно оба нейромедиатора. Влияние других клеток на выбор нейронами нейромедиатора может осуществляться и без прямого межклеточного контакта. Синтез ацетилхолина в изолированных клетках ганглиев можно вызвать и просто с помощью феды, в которой росли клетки других тканей. Это позволяет предполагать, что такое переключение происходит под влиянием какого-то растворимого вещества, вьщеляемого в феду тканью-нндуктором. [c.125]

Измерение содержания ацетилхолина по изменению pH. Концентрацию нейромедиатора ацетилхолина можно определить по изменению pH, сонровождающему гидролиз ацетилхолина. При инкубации ацетилхолина с каталитическими количествами фермента ацетилхолинэстеразы он количественно превращается в холин и уксусную кислоту, которая диссоциирует с образованием ацетат-иона и иона водорода [c.104]

Другой пример необратимого ингибирования — действие диизопропилфторфосфата (ДФФ), соединения из фуппы нервно-паралитических офавляющих веществ. ДФФ связывается с остатком аминокислоты серина, находящргмся в активном ценфе фермента ацетилхолинэстеразы. Этот фермент инактивирует ацетилхолин, ифа-юпщй роль нейромедиатора. Одна из функций ацетилхолина заключается в обеспечении передачи нервного импульса от одного нейрона к другому через синаптическую щель (гл. 17). Почти [c.163]

Нейромедиатор синтезируется либо в пери-карионе, откуда транспортируется в пресинап-тическое окончание нейрона, либо непосредственно в самом окончании. В обоих случаях для этого нужны ферменты, собираемые на рибосомах в теле нейрона. В синаптическом окончании нейромедиатор упаковывается в пузырьки и хранится там до высвобождения. В нервной системе позвоночных имеются два главных вещества этого типа — ацетилхолин (АцХ) и норадреналин, хотя существуют и другие нейромедиаторы, которые мы рассмотрим в конце настоящего раздела. Ацетилхолин представляет собой уксуснокислый эфир холина. Это первый вьщеленный учеными нейромедиатор (в 1920 г.). Норадреналин описан в разд. 17.6.5. Нейроны, связь между которыми опосредована ацетилхолином, называются холинергическими, а использующие для синаптической передачи норадреналин — адренергическими. Норадреналин высвобождается симпатическими нервами, тогда как ацетилхолин — почти всеми остальными нервами (кроме некоторых в головном мозге). [c.288]

Этот процесс мы рассмотрим на примере холин-ергических нейронов. Поступление нервных импульсов в синаптическое окончание деполяризует пресинаптическую мембрану, вызывая открывание в ней кальциевых каналов, т. е. повыщая ее проницаемость для ионов кальция (Са +). Ионы кальция устремляются внутрь клетки, что приводит к слиянию синаптических пузырьков с пресинаптической мембраной и высвобождению их содержимого в синаптическую щель (экзоцитоз). Затем пузырьки возвращаются в цитоплазму, где вновь заполняются нейромедиатором. Каждый пузырек содержит примерно 3000 молекул ацетилхолина. [c.288]

За пределами головного мозга главными нейромедиаторами являются ацетилхолин и норадреналин, а из самого головного мозга выделено более 50 других веществ с такими же функциями, причем все они специфически связаны с теми или иными нервными путями. На синапсы влияют многие другие вещества как природного, так й синтетического происхождения. Их действие проявляется на уровне головного мозга и, следовательно, поведения, и некоторых других уровнях, в частности на уровне нервно-мышечных соединений. Несколько таких веществ и их свойства описаны ниже и обобшены в табл. 17.3. [c.292]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология