Нейромедиаторы

Автор — Екатерина Рябова

Под редакцией администрации группы

Доброго времени суток, любопытный первооткрыватель! Темой сегодняшнего очерка будут различные медиаторы и их действие на рецепторы.

Медиаторы и их классификация

Чтобы вещество можно было назвать медиатором, необходимо соблюсти следующие условия:

1. Вещество выделяется из клетки при её активации.

2. В клетке есть ферменты для синтеза этого вещества.

3. В соседних клетках есть рецепторы к этому веществу.

4. Искусственный аналог этого вещества действует как исходное вещество.

Все медиаторы подразделяют на несколько групп в соответствии с их химической природой:

1. Аминокислоты: гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), глицин, глутамат, аспартат.

2. Биогенные амины: вещества содержат положительно заряженный атом азота. Биогенные амины подразделяют на несколько групп:

• Моноамины. Обычно получаются в результате декарбоксилирования аминокислот. В их состав входят первичная аминогруппа, производные индола (серотонин) и катехола (катехоламины). Примеры катехоламинов: дофамин, адреналин (эпинефрин) и норадреналин (норэпинефрин). Основой для синтеза индолов является триптофан, а для катехоламинов – тирозин.

• Ацетилхолин. Единственный представитель производных холина.

• Гистамин. Производное гистидина, содержит в своём составе имидазольную группу.

3. Нейропептиды: эндорфин, энкефалины, кальцитонин, вещество Р и др. нейропептиды образуются из крупных белковых молекул-предшественников в соме нейрона. Из одного белка-предшественника может быть сформировано несколько нейропептидов. При этом процессы синтеза и секреции различных нейропептидов могут происходит одновременно. Нейропептиды доставляются по аксону в нервную терминаль, где запасаются в везикулах с электронно-плотной сердцевиной (dense-core vesicles). Нейропептиды могут играть роль комедиаторов (см. ниже).

4. Пурины и их производные. АТФ, АДФ и аденозин. Действуют на специфические пуриновые рецепторы.

5. Газообразные вещества. Для данных веществ есть несколько особенностей: нет особенных механизмов накопления и долгосрочного хранения внутри клетки, газы способны сразу после образования диффундировать через мембрану и воздействовать на внутриклеточные ферменты и белки клеток-соседей. Примеры: NO, CO, H2S.

Комедиаторы

Это биологически активные вещества (БАВ), также присутствующие в синаптических везикулах. Высвобождаются вместе с основным медиатором и способны действовать на собственные рецепторы на постсинаптической мембране. Комедиаторы не способные вызвать передачу возбуждения или торможения через синапс, однако, они оказывают модулирующее действие на эффекты основного медиатора в синапсе.

Примеры:

Мотонейрон на скелетной мышце. Медиатор – ацетилхолин, комедиатор – АТФ. Соотношения концентраций ацетилхолина и АТФ в везикуле — 5 к 1. АТФ усиливает и стабилизирует передачу возбуждения на мышцу.

Симпатические нервные окончания. Медиатор – норадреналин, комедиатор – нейропептид Y.

Ещё пример комедиаторов: производные жирных кислот. Комедиатор – эйкозаноиды, арахидоновая кислота. Участвуют в регуляции процессов секреции медиатора, реакциях воспаления, лихорадки и др.

Механизм действия

А на этом этапе предлагаем рассмотреть механизмы, контролирующие синтез некоторых веществ в клетке. Одним из них является механизм отрицательной обратной связи. Согласно ему, скорость биосинтеза уменьшается при увеличении конечного продукта реакции. В качестве примера здесь можно привести синтез, хранение и высвобождение норадреналина в нейронах симпатической нервной системы и секреторных клетках надпочечников. Норадреналин синтезируется из общего клеточного метаболита – аминокислоты тирозина (рис. 1).

Серия реакций состоит их трёх шагов (Рис. 3):

1. Тирозин превращается в ДОФА благодаря ферменту тирозин-гидроксилазе.

2. Из ДОФА образуется дофамин под действием фермента декарбоксилазы ароматических L-аминокислот.

3. Дофамин превращается в норадреналин под действием дофамин-бета-гидроксилазы.

Превращение тирозина в ДОФА и ДОФА в дофамин происходит в цитоплазме клетки. После этого дофамин транспортируется в синаптические пузырьки, где он превращается в норадреналин благодаря ферменту дофамин-бета-гидроксилазе, который связан с мембраной везикул. Большая часть норадреналина хранится внутри везикул. Некоторое количество норадреналина проникает в цитоплазму, где разрушается моноаминоксидазой.

Внимательный читатель задаст вопрос: но есть же клетки, где именно дофамин является медиатором. Как в таком случае происходит синтез и хранение медиатора? Дело в том, что к тех клетках, где дофамин является основным медиатором нет дофамин-бета-декарбоксилазы. Но при этом есть тирозингидроксилаза и декарбоксилаза ароматических L-аминокислот.

В тех клетках, где адреналин является основным медиатором, содержится такой фермент как фенилэтаноламин-N-метил трансфераза, который превращает норадреналин в адреналин (рис. 2).

Теперь вернемся к отрицательной обратной связи. При чём здесь она? А вот при чём. По мере накопления дофамина, норадреналина или адреналина дальнейший их синтез будет тормозиться. Это происходит, потому что тирозингидроксилаза ингибируется норадреналином, дофамином и адреналином.

Таким образом, мы рассмотрели классификацию медиаторов, а также пример синтеза медиаторов!) До новых встреч на поле физиологии!:)

Список литературы

1. Балезина О. П., Сергеев И. Ю., Гайдуков А. Е. Основы физиологии возбудимых клеток // Издательство Московского Университета, 2014.

2. Николлс Дж. Г., Мартин А. Р., Валлас Б. Дж., Фукс П. А. От нейрона к мозгу // Учебник: пер. с англ. Изд. 2-е. – М.: Издательство ЛКИ, 2008. – 672 с., цв. вкл.

Источник: m.vk.com

Комментарии: