Posobie_farmakologia_chast_1

71

не вызывают развития биологического ответа, но поддерживают физиологическую реактивность, тонус ткани-мишени.

Активация синапса происходит в тот момент, когда на пресинаптическую мембрану приходит потенциал действия. Под влиянием потенциала мембрана деполяризуется и это вызывает открытие воротного механизма медленных кальциевых каналов. По этим каналам ионы Са2+ поступают в пресинаптическое окончание и взаимодействуют с особым белком в мембране везикул – синаптобревином (VAMP). Синаптобревин переходит в активированное состояние и начинает выполнять роль своеобразного «крючка» или якоря. Этим якорем везикулы фиксируются к пресинаптической мембране в тех местах, где лежат особые белки – SNAP-25 и синтаксин-1. В последующем эти белки инициируют слияние мембраны везикул с мембраной аксона и выталкивают медиатор в синаптическую щель подобно поршню насоса. При прохождении потенциала действия через пресинаптическую мембрану одновременно опустошаются 2.000-3.000 везикул.

Схема 4. Передача сигнала в холинергическом синапсе. ХАТ – холинацетилтрансфераза, В1 – тиамин,

Ach – ацетилхолин, М1-Хр – М1-холинорецепторы, АХЭ – ацетилхолинэстераза, ФлС – фосфолипаза С, PIP2 – фосфатидилинозитол бифосфат, IP3 – инозитол трифосфат, DAG – диацилглицерол, PkC – протеинкиназа С, Б – белок-фермент, Б-РО4 – фосфорилированная форма белка-фермента.

Процесс выделения медиатора может быть нарушен под влиянием ботулотоксина (токсин бактерий Clostridium botulinum). Ботулотоксин вызывает протеолиз белков, участвующих в выделении медиатора (SNAP-25, синтаксин, синаптобревин). -латротоксин – яд паука «черная вдова» связывается с белком SNAP-25 (нейрексином) и вызывает спонтанный массивный экзоцитоз ацетилхолина.

3. Развитие биологического ответа. В синаптической щели путем диффузии ацетилхолин поступает к постсинаптической мембране, где активирует холинорецепторы. При взаимодействии с Н-холинорецепторами происходит открытие натриевых каналов и на постсинаптической мембране генерируется потенциал действия.

72

В том случае, если ацетилхолин активирует М-холинорецепторы, сигнал передается через систему G-белков на фосфолипазу С, ионные каналы К+ и Са2+ и все это приводит в конечном итоге к изменению поляризации мембраны, процессов фосфорилирования внутриклеточных белков.

Помимо постсинаптической мембраны ацетилхолин может воздействовать на холинорецепторы пресинаптической мембраны (М1 и М2). При активации ацетилхолином М1- пресинаптического рецептора выделение медиатора усиливается (положительная обратная связь). Роль М2-холинорецепторов на пресинапетической мембране недостаточно ясна, полагают, что они могут тормозить секрецию медиатора.

Развитие биологического ответа можно вызвать при введении лекарственных веществ, которые стимулируют холинорецепторы или предотвратить, если ввести средства, блокирующие эти рецептры. Повлиять на развитие эффекта можно и не затрагивая рецепторы, а воздействуя лишь на пострецепторные механизмы:

Токсин коклюшной палочки может активировать Gi-белок и снижать активность аденилатциклазы на затрагивая М-холинорецептор;

Токсин холерного вибриона может активировать Gs-белок и повышать активность аденилатциклазы;

Дитерпен форсколин из растения Coleus forskohlii способен непосредственно активировать аденилатциклазу в обход рецепторов и G-белков.

4.Окончание действия медиатора. Время существования ацетилхолина в синаптической щели составляет всего 1 мС, после чего он подвергается гидролизу до холина и остатка уксусной кислоты. Уксусная кислота быстро утилизируется в цикле Кребса. Холин в 1.00010.000 раз менее активен, чем ацетилхолин, 50% его молекул подвергаются обратному захвату в аксон для ресинтеза ацетилхолина, остальная часть молекул включается в состав фосфолипидов.

Гидролиз ацетилхолина осуществляет особый фермент – холинэстераза. В настоящее время известно 2 его изоформы:

Ацетилхолинэстераза (AChE) или истинная холинэстераза – осуществляет высокоспецифичный гидролиз ацетилхолина и локализуется на постсинаптической мембране холинергических синапсов.

Бутирилхолинэстераза (ButChE) или псевдохолинэстераза – осуществляет низкоспецифичный гидролиз эфиров. Локализуется в плазме крови и перисинаптическом пространстве.

Сравнительная характеристика этих ферментов представлена в таблице 3.

Таблица 3. Сравнительная характеристика холинэстераз.

Характеристика адренорецепторов

Адренорецепторами называют молекулы клетки, которые реагируют на нейромедиатор норадреналин или гормон адреналин. Впервые мысль о возможном существовании нескольких типов адренорецепторов была выдвинута английским фармакологом Ahlquist в 1948 г. В настоящее время адренорецепторы подразделяют на 2 класса:

73

-адренорецепторы – этот класс рецепторов опосредует сокращение гладких мышц под влиянием адреналина. Обнаружено 2 типа -адренорецепторов ( 1 и 2), каждый из которых имеет по крайней мере 3 подтипа.

-адренорецепторы – этот класс рецепторов опосредует расслабление гладких мышц под

влиянием адреналина. Обнаружено 3 типа -адренорецепторов ( 1, 2, 3).

Все типы адренорецепторов являются семейством мембранных рецепторов, связанных с G-белками. Подробная их характеристика представлена в таблице 4.

Таблица 4. Сравнительная харктеристика адренорецепторов.

Примечание: A – адреналин, NA – норадреналин, Iso – изопреналин, МПС – мочеполовая система.

1-адренорецепторы посредством Gq-белка передают сигнал на несколько эффекторных систем:

Фосфолипазу С, которая гидролизует фосфатидилинозитол бифосфат (PIP2) до инозитов трифосфата (IP3) и диацилглицерола (DAG). Молекулы IP3 вызывают выход ионов Са2+ из

74

внутриклеточного депо и активируют зависимые от Са2+ ферменты (кальмодулин). DAG – обеспечивает активацию протеинкиназы С и фосфорилирование внутриклеточных белков, а также открывает Са2+-каналы мембраны. Под влиянием ионов Са2+ и активного кальмодулина происходит дефосфорилирование киназы легких цепей миозина и она переходи в активную нефосфорилированную форму, при этом начинают фосфорилироваться легкие цепи миозина

изапускается процесс сокращения гладкомышечных клеток (см. схему 6.).

Фосфолипазу А2, которая гидролизует фосфолипиды с выделение арахидоновой кислоты. В последующем арахидоновая кислота трансформируется в простагландины и лейкотриены.

Фосфолипазу D, которая гидролизует фосфатидилхолин до фосфатидной кислоты. Молекулы фосфатидной кислоты вызывают выделение ионов Са2+ из депо, активируют АДФрибозилирующий фактор.

Показана возможность активации G-белками Са2+-каналов клетки.

2-адренорецепторы посредством Gi-белка также передают сигнал на несколько эффекторных систем:

Gi-белок снижает активность аденилатциклазы и уменьшает синтез цАМФ в клетке. В итоге, активность зависимых от цАМФ протеинкиназ падает.

Через G0-белки тормозятся Са2+-каналы L- и N-типов.

-субъединицы G-белка активируют К+-каналы мембраны.

Относительно недавно было обнаружено, что -субъединицы Gi-белка могут стимулировать митоген-активирующие протеинкиназы (МАРК), которые обеспечивают процессы деления и размножения стволовых клеток.

Схема 5. Передача сигнала с адренорецепторов. АС – аденилатциклаза, PkA – протеинкиназа А, PkC – про-

теинкиназа С, ФлС – фосфолипаза С, ФлА2 – фосфолипаза А2, ФлD – фосфолипаза D, ФХ – фосфатидилхолин, ФЛ – фосфолипиды, ФК – фосфатидная кислота, АхК – арахидоновая кислота, PIP2 – фосфатидилинозитол бифосфат, IP3 – инозитол трифосфат, DAG – диацилглицерол, Pg – простагландины, LT – лейкотриены.

-адренорецепторы всех типов реализуют свое действие через Gs-белки. -субъединицы этого белка активируют аденилатциклазу, которая обеспечивает синтез в клетке цАМФ из АТФ и активацию цАМФ зависимой протеинкиназы А. -субъединицы Gs-белка активируют Са2+- каналы L-типа и т.н. maxi-K+-каналы. Под влиянием цАМФ-зависимой протеинкиназы А происходит фосфорилирование киназы легких цепей миозина и она переходит в неактивную форму, не способную фосфорилировать легкие цепи миозина. Процесс фосфорилирования легких цепей прекращается и гладкомышечная клетка расслабляется.

Основные этапы адренергической передачи и их фармакологическая коррекция

1. Синтез и депонирование медиатора. В отличие от холинергического синапса адренергические проводники приближаясь к исполнительному органу образуют тонкую сеть во-

77

Экстранейрональный захват (захват-2) – связан с транспортом медиатора в нейроглию, фибробласты, миокард, эндотелий, гладкие мышцы при помощи специального переносчика. Экстранейрональному захвату подвергается 10% медиатора. Это основной путь сохранения адреналина в надпочечниках.

Метаболическая инактивация под влиянием моноаминооксидазы (МАО) или катехол-О- метил трансферазы (КОМТ). Процессу инактивации подвергается только 10% оставшего-

ся медиатора.

МАО локализуется на внешней мембране митохондрий, под влиянием этого фермента происходит окислительное дезаминирование катехоламинов с образованием альдегидов. В последующем эти альдегиды подвергаются окислению НАД-зависимой альдегиддегидрогеназой в дигидроксиминдальную кислоту или восстанавливаются редуктазой до гликолей.

КОМТ располагается в цитоплазме и катализирует орто-метилирование ароматического кольца катехоламинов (только при наличии гидроксогрупп в 3-ем и 4-ом положениях кольца). Получающиеся метилированные продукты в 200-2.000 раз менее активны, чем норадреналин.

Как правило метаболизм катехоламинов осуществляется последовательно обоими ферментами. Конечным продуктом метаболизма является ванилилминдальная кислота (см. схему 7).

Таблица 5. Фармакологическая модуляция синаптической передачи, не связанная с воздействием на циторецепторы.

Эффекты активации симпатических и парасимпатических нервов

Изменения функции органов, которые возникают при активации симпатических и парасимпатических проводников представлены в таблице 6.

Неадренергический и нехолинергический отдел вегетативной нервной системы.

В настоящее время четко показано, что среди проводников вегетативной нервной системы имеются волокна, которые не содержат в качестве медиатора ацетилхолин или норадреналин. Такие нейроны получили название неадренергических, нехолинергических. Описано несколько десятков вариантов медиаторов в таких нейронах. В ряде случаев было обнаружено, что один нейрон может содержать до 5 различных видов медиаторов , функция которых не всегда до конца понятна.

Неадренергическая нехолинергическая система нейронов хорошо развита в метасимпатическом отделе вегетативной нервной системы и вегетативных сплетениях некоторых внутренних органов (миокард). В таблице 7 представлены сведения относительно роли некоторых из медиаторов данной группы.

78

Таблица 6. Эффекты стимуляции симпатических и парасимпатических проводников.

79

Таблица 7. Характеристика отдельных медиаторов неадренергического нехолинергического отдела вегетативной нервной системы.

80

ХОЛИНЕРГЧЕСКИЕ СРЕДСТВА. ХОЛИНЕРГИЧЕСКИЕ АГОНИСТЫ.

Наступило молчание, и вдруг Ногарэ почувствовал позыв к рвоте, сопровождавшийся ощущением тяжести в желудке и в груди; он с трудом перевел дух. От боли он скорчился в кресле, и, как ни пытался выпрямиться, мускулы, к его удивлению, ему не повиновались. Однако слабость тут же прошла, он глубоко вздохнул и вытер мокрый от пота лоб.

М. Дрюон Проклятые короли.

Холинергическими называют лекарственные средства, которые влияют на передачу импульсов в холинергических синапсах. В зависимости от основной направленности действия – облегчения или угнетения передачи они могут быть разделены на 2 группы:

Холинергическими агонистами (холиномиметиками) называют лекарственные средства, которые усиливают проведение импульсов в холинергических синапсах (т.е. воспроизводят эффекты медиатора холинергических нервов – ацетилхолина);

Холинергические антагонисты (холиноблокаторы, холинолитики) – лекарственные средства, которые затрудняют проведение импульсов в холинергических синапсах (т.е. блокируют действие ацетилхолина на холинорецепторы).

Классификация холинергических агонистов

I. М-холиномиметические средства: пилокарпин, ацеклидин. II. Н-холиномиметические средства: никотин, цитизин, лобелин

III.М,Н-холиномиметические средства:

1.Прямого действия: ацетилхолин, карбахолин;

2.Непрямого действия (антихолинэстеразные средства):

A Обратимые ингибиторы холинэстеразы: физостигмин, галантамин, неостигмин,

дистигмин, амбеноний, ривастигмин;

B Необратимые ингибиторы холинэстеразы (ФОС): армин.

IV.Стимуляторы высвобождения ацетилхолина: аминопиридин, цизаприд.

М-холиномиметические средства

Пилокарпина гидрохлорид (Pilocarpini hydrochloride, Pilocar) Алкалоид, который содержится в листьях южноамериканских кустарников рода Pilocarpus (Pilocarpus pennatiofolius Jaborandi и Pilocarpus microphyllus). В настоящее время разработан метод искусст-

венного синтеза пилокарпина.

МД: Пилокарпин проникает в холинергические синапсы и связывается с М-холинорецепторами, вызывая их активацию.

Необходимым условием для активации М-холинорецепторов является наличие у молекулы катионной головки и эфирной связи, которые находятся на расстоянии 0,3 нм друг от друга (т.е. разделены 2

углеродными атомами). Роль катионной головки пилокарпина выполняет азот имидазольного кольца, а в качестве эфирной связи выступает часть фуранонового кольца. Эти части молекулы пилокарпина разделяет 5 атомов углерода, однако, за счет вращения молекулы вокруг метиленового мостика происходит сближение этих группировок на расстояние 0,3 нм.

Пилокарпин может активировать как постсинаптические, так и пресинаптические М- холинорецепторы. При активации постсинаптических рецепторов пилокарпин вызывает развитие эффектов, характерных для активации парасимпатических нервов. Воздействуя на пресинаптические М-холинорецепторы пилокарпин вызывает усиление секреции ацетилхолина в сегетативных ганглиях и может оказать некоторое ганглиостимулирующее действие на парасимпатический и симпатический отделы вегетативной нервной системы.

ФК: Пилокарпин является третичным амином, при этом его катионный центр является ароматической частью имидазольной системы, поэтому протонируется плохо. Такая особенность строения позволяет пилокарпину хорошо всасываться и проникать через гистогематические барьеры (в том числе и в ЦНС, оказывая на нее возбуждающее действие). Развитие