Средства, влияющие на холинорецепторы (холинергические средства)

Центральная нервная система (ЦНС) делится на:

1/ соматическую нервную систему, центром которой является двигательная зона передней центральной извилины коры головного мозга и регулируется сознанием. Например, адекватное движение скелетной мускулатуры регулируется двигательным центром, который находится в передней центральной извилине, откуда импульсы идут непосредственно к холинергическим синапсам скелетной мускулатуры;

2/ вегетативную нервную систему, регулируется интуитивно подсознанием. Высшим вегетативным центром является гипоталамус (рис.4.1.).

Рис.4.1. Общая схема соматической и вегетативной нервной системы

По морфологическим признакам вегетативная нервная система подразделяется на симпатическую нервную систему и парасимпатическую нервную систему (рис.4.2.), а по образующимся в синапсах медиаторам на адренергическую и холинергическую. Соответственно медиатором адренергических нервов служит норадреналин (НА) и адреналин (Адр), а холинергических – ацетилхолин (АХ). В центральной нервной системе медиаторную функцию осуществляют ацетилхолин, норадреналин, дофамин, серотонин, ГАМК(гамма-аминомасляная кислота) и др.

Эфферентный путь парасимпатической нервной системы (ПСНС) исходит из двух нейрональных центров – краниального и сакрального отделов. Краниальные ядры находятся в среднем и продолговатом мозге в составе черепно-мозговых нервов – III, VII, IX и X пар. Сакральные вегетативные нейроны парасимпатической нервной системы берут свое начало из боковых рогов серого вещества нижнего отдела спинного мозга. Из этих центров отходят к ганглиям длинные преганглионарные волокна. Сами парасимпатические ганглии расположены непосредственно в органах и от них отходят короткие постганглионарные волокна.

Центры симпатической нервной системы (СНС) расположены в боковых рогах серого вещества тораколюмбального отдела спиного мозга. Ганглии симпатической нервной системы расположены после выхода из нервного ствола спинного мозга и их называют двухсторонние паравертебральные ганглии, однако медиатором для них является ацетилхолин. Преганглионарные волокна симпатической нервной системы короткие, а постганглионарные длинные и оканчиваются в органах, где их медиатором является норадреналин. Дополнительным медиатором симпатической нервной системы является адреналин, выделяющийся из мозгового слоя надпочечников в кровь при стрессовых состояниях. В иннервации внутренних органов участвуют и другие биологические активные системы - дофаминергические, серотонинергические и пуринергические, а также субстанция Р, нейропептид V и VIР (вазоактивный интесинальный пептид) и окись азота.

Рис. 4.2. Схематическое изображение строения вегетативной нервной системы человека и иннервируемых ею органов (красным цветом изображена симпатическая нервная система, синим — парасимпатическая; связи между корковыми и подкорковыми центрами и образованиями спинного мозга обозначены пунктиром):

1 и 2 — корковые и подкорковые центры; 3 — глазодвигательный нерв; 4 — лицевой нерв; 5 — языкоглоточный нерв; 6 — блуждающий нерв; 7 — верхний шейный симпатический узел; 8 — звездчатый узел; 9 — узлы (ганглии) симпатического ствола; 10 — симпатические нервные волокна (вегетативные ветви) спинномозговых нервов; 11 — чревное (солнечное) сплетение; 12 — верхний брыжеечный узел; 13 — нижний брыжеечный узел; 14 — подчревное сплетение; 15 — крестцовое парасимпатическое ядро спинного мозга; 16 — тазовый внутренносный нерв; 17 — подчревный нерв; 18 — прямая кишка; 19 — матка; 20 — мочевой пузырь; 21 — тонкая кишка; 22 — толстая кишка; 23 — желудок; 24 — селезенка; 25 — печень; 26 — сердце; 27 — легкое; 28 — пищевод; 29 — гортань; 30 — глотка; 31 и 32 — слюнные железы; 33 — язык; 34 — околоушная слюнная железа; 35 — глазное яблоко; 36 — слезная железа; 37 — ресничный узел; 38 — крылонебный узел; 39 — ушной узел; 40 — подчелюстной узел.

Холинергические средства или «Средства, влияющие на окончания чувствительных нервных волокон в холинергических синапсах» относятся к «Средствам, влияющим на эфферетную иннервацию», т.е. сигналы идут из центральной нервной системы к исполнительным органам (рис.4.3.).

Рис. 4.3. Схема парасимпатической иннервации

Холинергические нервные структуры обладают неодинаковой чувствительностью к фармакологическим веществам и ядам. В связи с этим холинергические синапсы и рецеторы делятся на М (чувствительные к яду мускарину из гриба мухомора) и Н (к никотину из листа табака).

К мускариночувствительным холинорецепторам (в дальнейшем как М-холинорецепторы) относятся – постсинаптические мембраны клеток эффекторных органов у окончаний парасимпатического нервного волокна, на нейронах вегетативных ганглиев парасимпатической нервной системы, а также в центральной нервной системе, а именно в коре головного мозга и ретикулярной формации.

Выделяют 5 видов М-холинорецепторов:

М₁-холинорецепторы (в вегетативных ганглиях и в центральной нервной системе),

М₂-холинорецепторы (в сердце),

М₃-холинорецепторы (в гладких мышцах, большинстве эндокринных желез),

М₄-холинорецепторы (в сердце, стенке легочных альвеол, центральной нервной системе)

М₅-холинорецепторы (в центральной нервной системе, слюнных железах, радужной оболочке, в мононуклеарных клетках крови).

При возбуждении М-холинорецепторов развиваются такие эффекты:

- как сокращение ресничной мышцы, миоз, снижение внутриглазного давления,

- активация перистальтики желудка и кишечника,

- стимуляция секреции слезных, слюнных желудочных и поджелудочных желез,

- сокращение гладких мышц бронхов и мочевого пузыря,

- брадикардия, уменьшение сердечного выброса, гипотензия,

- десинхронизация электроэнцефалограммы.

К никотиночувствительным холинорецепторам (в дальнейшем как Н-холинорецепторы) относятся ганглионарные нейроны у окончаний всех преганглионарных волокон симпатической и парасимпатической нервной систем, мозговой слой надпочечника, в синокаротидной зоне, концевых пластинках скелетных мышц и центральной нервной системе (нейрогипофизе или задней доле гипофиза).

При возбуждении Н-холинорецепторов происходит возникновение потенциала действия в концевых пластинках и в ганглиях, стимуляция дыхательного и сосудодвигательного центров, высвобождение катехоламинов.

Чувствительность Н-холинорецепторов к разным веществам неодинакова. Так, Н-холинорецепторы вегетативных ганглиев нейронального типа существенно отличаются от Н-холинорецепторов скелетных мышц. Этим объясняется возможность избирательного блока ганглиев (ганглиоблокирующими средствами) и нервно-мышечной передачи (миорелаксантами).

Этапы передачи нервного импульса:

1. Синтез и депонирование в пресинаптическом волокне

2. Включение механизма освобождения медиатора в синаптическую щель

3. Взаимодействие медиатора с рецепторами постсинаптической мембраны

4. Включение механизма сопряжения активированных рецепторов постсинаптической мембраны с обменом и функциями клетки

5. Ферментная инактивация медиатора или его реабсорбция в пресинаптических окончаниях и восстановление исходного состояния клетки.

Механизм передачи нервного импульса в холинергических синапсах:

1. В пресинаптическом волокне происходит синтез и депонирование медиатора. Для синтеза АХ необходима активность фермента холинацетилазы и большого количества аминокислоты холина. Увеличение содержания холина происходит после прихода рабочего импульса и в присутствии холинацетилазы синтезируется медиатор (рис. 4.4).

Медиатор, который синтезируется в ретикулах, соединяется с белком, с АТФ – данные компоненты являются защитой медиатора от действия ферментов, которые могут его разрушить.

2. В пресинаптической мембране существуют каналы, к которым изнутри обратимо подходят везикулы с медиатором. После появления рабочего импульса в клетку входят ионы Na, которые увлекают за собой ионы К, который попав в клетку, захватывается белком – кальмодулином и приносится к ферменту, который расположен на сократительных элементах клетки. Этим ферментом является Са-зависимая АТФ-аза (фосфатаза). Под влиянием Са активность фермента увеличивается, а функция этого фермента сводится к деформированию АТФ. При деформации АТФ выделяется энергия, которая идет на сокращение актиновых и миозиновых нитей, везикулы сокращаются и медиатор выходит в синаптическую щель (рис.4.5).

3. В постсинаптической мембране есть рецепторы, с которыми реагирует медиатор. Это взаимодействие основано на электросилах: у медиатора, который поступает на постсинаптическую мембрану, есть положительный заряд (катионная головка). Рецептор имеет анионный центр, представленный карбонильными белками и имеющий отрицательный заряд. При передаче импульса медиатор и рецептор взаимно подстраиваются друг к другу и при наличии разности зарядов взаимодействуют друг с другом.

4. После взаимодействия медиатора и рецептора идет ответная реакция со стороны рабочих органов, эта реакция может быть или положительной или отрицательной, при действии одного и того же медиатора. Например, АХ резко возбуждает перистальтику кишечника и может быть диарея, т.е. один и тот же медиатор может вызывать различные эффекты. Если будет усиление ответной реакции – будет вхождение Na, Са, повышение внутриклеточной активности. Са является биокатализатором обменных процессов в клетке. При торможении – в клетке открываются каналы для Cl, и в клетку входит Cl, вместо деполяризации развивается суперполяризация – отсутствие возможности передачи импульса, одновременно включаются насосы, которые выводят из клетки Na и Са.

5. 75% АХ уходит из синаптической щели и не разрушается ацетилхолинэстеразой (АХЭ), а разрушается в крови (бутирилхолинэстеразой) – это объясняет кратковременность действия медиатора. При недостаточности БХЭ некоторые лекарственные вещества действуют дольше (например, дитилин).

Рис. 4.4. Метаболизм ацетилхолина

Рис.4.5. Холинергические синапсы

Вещества, действующие на холинергическую систему, делятся на стимулирующие и угнетающие типы действия. И таким образом, они подразделяются на следующие группы:

1. М,-Н – холиномиметики (антихолинэстеразные средства)

2. М-холиномиметики

3. Н-холиномиметики

4. М-холинолитики

5. Холинолитики (ганглиоблокаторы и миорелаксанты)