Kolinergiset synapsit ovat paikka, jossa kaksi hermosolua tai hermosolu ja signaalin vastaanottava efektorisolu joutuvat kosketuksiin. Synapsi koostuu kahdesta kalvosta - presynaptisesta ja postsynaptisesta kalvosta sekä synaptisesta rakosta. Hermoimpulssin välitys tapahtuu välittäjän eli välittäjäaineen kautta. Tämä tapahtuu reseptorin ja välittäjän vuorovaikutuksen seurauksena postsynaptisella kalvolla. Tämä on kolinergisen synapsin päätehtävä.
Välittäjä ja reseptorit
Parasympaattisessa NS:ssä välittäjänä on asetyylikoliini, reseptorit ovat kahdentyyppisiä kolinergisiä reseptoreita: H (nikotiini) ja M (muskariini). M-kolinomimeetit, joilla on suora vaikutus, voivat stimuloida postsynaptisen tyypin kalvon reseptoreita.
Asetyylikoliinin synteesi tapahtuu hermosolujen kolinergisten päiden sytoplasmassa. Se muodostuu koliinista sekä asetyylikoentsyymi-A:sta, jolla on mitokondrioalkuperä. Synteesi tapahtuu sytoplasmisen entsyymin koliiniasetylaasin vaikutuksesta. Asetyylikoliini kerrostuu synaptisiin vesikkeleihin. Jokainen näistä vesikkeleistä voi sisältää jopa useita tuhansia asetyylikoliinimolekyylejä. Hermoimpulssi saa aikaan asetyylikoliinimolekyylien vapautumisen synaptiseen rakoon. Sen jälkeen se on vuorovaikutuksessa kolinergisten reseptorien kanssa. Kolinergisen synapsin rakenne on ainutlaatuinen.
Rakennus
Biokemistien tietojen mukaan neuromuskulaarisen synapsin kolinerginen reseptori voi sisältää 5 proteiinialayksikköä, jotka ympäröivät ionikanavaa ja kulkevat lipideistä koostuvan kalvon koko paksuuden läpi. Asetyylikoliinimolekyylipari on vuorovaikutuksessa α-alayksiköiden parin kanssa. Tämä saa ionikanavan avautumaan ja postsynaptisen kalvon depolarisoitumaan.
Kolinergisten synapsien tyypit
Kolinoreseptorit ovat eri paikallisia ja myös eri tavoin herkkiä farmakologisten aineiden vaikutuksille. Tämän mukaisesti ne erottavat:
- Maskariinille herkät kolinergiset reseptorit – niin sanotut M-kolinergiset reseptorit. Muskariini on alkaloidi, jota löytyy useista myrkyllisistä sienistä, kuten kärpäsheltasta.
- Nikotiiniherkät kolinergiset reseptorit – niin sanotut H-kolinergiset reseptorit. Nikotiini on alkaloidi, jota löytyy tupakanlehdistä.
Heidän sijaintinsa
Ensimmäiset sijaitsevat solujen postsynaptisessa kalvossa osana efektorielimiä. Ne sijaitsevat lopussapostganglioniset parasympaattiset kuidut. Lisäksi niitä löytyy myös autonomisten ganglioiden hermosoluista ja aivokuoresta. On todettu, että eri lokalisoituneet M-kolinergiset reseptorit ovat heterogeenisiä, mikä aiheuttaa kolinergisten synapsien erilaisen herkkyyden farmakologisille aineille.
Näkymät sijainnista riippuen
Biokemistit erottavat useita M-kolinergisten reseptorien tyyppejä:
- Sijaitsee autonomisissa hermosolmuissa ja keskushermostossa. Ensiksi mainitun erikoisuus on, että ne sijaitsevat synapsien ulkopuolella - M1-kolinergiset reseptorit.
- Sijaitsee sydämessä. Jotkut niistä auttavat vähentämään asetyylikoliini-M2-kolinergisten reseptorien vapautumista.
- Sijaitsee sileissä lihaksissa ja useimmissa endokriinisissä rauhasissa - M3-kolinergiset reseptorit.
- Sijaitsee sydämessä, keuhkoalveolien seinämissä, keskushermostossa - M4-kolinergiset reseptorit.
- Sijaitsee keskushermostossa, silmän iiriksessä, sylkirauhasissa, mononukleaarisissa verisoluissa - M5-kolinergiset reseptorit.
Vaikutus kolinergisiin reseptoreihin
Suurin osa tunnettujen M-kolinergisiin reseptoreihin vaikuttavien farmakologisten aineiden vaikutuksista liittyy näiden aineiden ja postsynaptisten M2- ja M3-kolinergisten reseptorien yhteisvaikutukseen.
Katsotaanpa alla olevaa kolinergisiä synapseja stimuloivien lääkkeiden luokittelua.
H-kolinergiset reseptorit sijaitsevat ganglionihermosolujen postsynaptisessa kalvossa kunkin preganglionisen kuidun päissä (parasympaattisissa ja sympaattisissagangliot), kaulav altimoonteloalueella, lisämunuaisen ydinosassa, neurohypofyysissä, Renshaw-soluissa, luurankolihaksissa. Erilaisten H-kolinergisten reseptorien herkkyys aineille ei ole sama. Esimerkiksi H-kolinergiset reseptorit autonomisten ganglioiden rakenteessa (neutraalin tyyppiset reseptorit) eroavat merkittävästi luurankolihasten H-kolinergisista reseptoreista (lihastyyppiset reseptorit). Juuri tämä niiden ominaisuus mahdollistaa ganglioiden selektiivisen estämisen erityisillä aineilla. Esimerkiksi curarepod-aineet voivat estää hermo-lihasvälityksen.
Presynaptiset kolinergiset reseptorit ja adrenoreseptorit osallistuvat asetyylikoliinin vapautumisen säätelyyn neuroefektoriluonteisissa synapseissa. Näiden reseptorien herättäminen estää asetyylikoliinin vapautumisen.
Asetyylikoliini on vuorovaikutuksessa H-kolinergisten reseptorien kanssa ja muuttaa niiden konformaatiota, lisää postsynaptisen kalvon läpäisevyyttä. Asetyylikoliinilla on kiihottava vaikutus natriumioneihin, jotka sitten tunkeutuvat soluun, ja tämä johtaa siihen, että postsynaptinen kalvo depolarisoituu. Aluksi syntyy paikallinen synaptinen potentiaali, joka saavuttaa tietyn arvon ja aloittaa toimintapotentiaalin generointiprosessin. Sen jälkeen paikallinen viritys, joka rajoittuu synaptiseen alueeseen, alkaa levitä koko solukalvolle. Jos M-kolinergisen reseptorin stimulaatiota tapahtuu, toissijaisilla lähettiläillä ja G-proteiineilla on merkittävä rooli signaalin välittämisessä.
Asetyylikoliini toimiihyvin lyhyessä ajassa. Tämä johtuu siitä, että se hydrolysoituu nopeasti asetyylikoliiniesteraasientsyymin vaikutuksesta. Asetyylikoliinin hydrolyysin aikana muodostuva koliini vangitaan presynaptisilla päillä puolella tilavuudesta ja kuljetetaan solun sytoplasmaan myöhempää asetyylikoliinin biosynteesiä varten.
Kolinergisiin synapseihin vaikuttavat aineet
Farmakologiset ja erilaiset kemikaalit voivat vaikuttaa moniin synaptiseen siirtymiseen liittyviin prosesseihin:
- Asetyylikoliinin synteesiprosessi.
- Sovittelijan vapauttamisprosessi. Esimerkiksi karbakoliini voi lisätä asetyylikoliinin vapautumista ja botuliinitoksiini voi häiritä välittäjäaineen vapautumista.
- Asetyylikoliinin ja kolinergisen reseptorin välinen vuorovaikutusprosessi.
- Entsymaattisen asetyylikoliinin hydrolyysi.
- Asetyylikoliinin hydrolyysin seurauksena muodostuneen koliinin sieppausprosessi presynaptisten päiden avulla. Esimerkiksi hemikolinium pystyy estämään hermosolujen ottoa ja koliinin kuljetusta solun sytoplasmaan.
Luokittelu
Kolinergisiä synapseja stimuloivilla välineillä voi olla tämän vaikutuksen lisäksi myös antikolinerginen (masennusvaikutus). Tällaisten aineiden luokittelun perustana biokemistit käyttävät näiden aineiden vaikutussuuntaa erilaisiin kolinergisiin reseptoreihin. Josnoudata tätä periaatetta, niin kolinergisiin reseptoreihin vaikuttavat aineet voidaan luokitella seuraavasti:
- Aineet, jotka vaikuttavat M-kolinergisiin reseptoreihin ja H-kolinergisiin reseptoreihin: kolinomimeetteihin kuuluvat asetyylikoliini ja karbakoli sekä antikolinergiset aineet - syklodol.
- Antikoliiniesteraasiluonne. Näitä ovat fysostigmiinisalisylaatti, proseriini, galantamiinihydrobromidi, armiini.
- Kolinergisiin synapseihin vaikuttavat aineet. Kolinomimeetteihin kuuluvat pilokarpiinihydrokloridi ja aseklidiini, antikolinergiset aineet ovat atropiinisulfaatti, matsiini, platyfilliinihydrotartraatti, ipratropiumbromidi, skopalamiinihydrobromidi.
- Aineet, jotka vaikuttavat H-kolinergisiin reseptoreihin. Kolinomimeetteihin kuuluvat sytitoni ja lobeliinihydrokloridi. N-kolinergiset salpaajat voidaan jakaa kahteen ryhmään. Ensimmäinen niistä on ganglionia estävät aineet. Näitä ovat bentsoheksonium, gigronium, pentamiini, arfonadi, pyrileeni. Toinen ryhmä sisältää curaren k altaiset aineet. Näitä ovat perifeeriset lihasrelaksantit, kuten tubokurariinikloridi, pankuroniumbromidi, pipekuroniumbromidi.
Tarkastelimme yksityiskohtaisesti lääkkeitä, jotka vaikuttavat kolinergisiin synapseihin.
