1.2.Возбуждающий и тормозной постсинаптический потенциал

Рис. 10.3. Механизм возникновения возбуждающего и тормозного постсинаптического потенциала

Вобуждающий постсинаптическип потенциал (ВПСП) возникает, когда под действием внешнего возбуждения или медиатора происходит изменение проницаемости для Na⁺ и К⁺, проявляющееся изменением потенциала покоя по меньшей мере на 20 мВ (т.е. –70 мВ до –50 мВ). К медиаторам относятся ацетилхолин, норадреналин и серотонин.

Тормозной постсинаптический потенциал (ТПСП) возникает, когда под действием медиатора, т. е. -аминомасляной кислоты, ионы К⁺ накапливаются внутри нейрона в результате активного транспорта до тех пор, пока величина покоя не снизится до –90 мВ. Если в такую клетку ввести стимулятор, который посредством транспорта Na⁺ и К⁺ изменит потенциал покоя на 20 мВ (до –70 мВ), то его величина недостаточна для образования потенциала действия, поскольку он требует изменения концентрации ионов, эквивалентного по меньшей мере –50 мВ. В этом случае клетка или ее синаптический комплекс теряет способность передавать возбуждение, и мы имеем дело с тормозным синапсом.

1.3.Механизм влияния медиаторов на синапсы центральной нервной системы

Подобно тому, как метаболизм регулируется гормонами, процессы в синапсах регулируются системой «вторичных передатчиков». Чаще всего для этой цели используется 3,5-циклоаденозинмонофосфат (сАМР) (Рис. 10 .4) (хотя может использоваться и cGMP).

Рис. 10.4. Структура 3,5-циклоаденозинмоно-фосфата

Действие медиатора направлено на рецепторный белок. При связывании медиатора происходит изменение конформации рецепторного белка, которое кооперативно передается аденилатциклазе. При переходе этого фермента из неактивной формации в активную, его активный центр ориентируется внутрь клетки и катализирует там превращение АТР в сАМР. Вместе с протеинкиназой сАМР фосфорилирует мембранные белки (С), торые и обеспечивают перенос катионов. При форилировании белков вводится фосфатная гpyппа, что изменяет не только их заряд, но и формацию (СС'). В конформационно измененном состоянии субъединицы С могут спонтанно агрегировать и образовывать канал, облегчающий транспорт ионов. Существует два независимых каналов: канала для Na⁺ (блокируется тетродоксином) и канал для К⁺ (блокируется ионами тетраэтиламмония). Кроме природных медиаторов, рецепторы могут реагировать с веществами, приготовленными синтетически. В соответствии с их природой эти синтетические вещества или имитируют (агонисты) или ингибируют (антагонисты) действие медиаторов при взаимодействии с рецептором.

1.4.Влияние циклических нуклеотидов на центральную нервную систему

Кроме сАМР в нейронах центральной нервной системы (ЦНС) содержится cGMP, хотя его концентрация значительно ниже. Постепенно стало ясно, что в постсинаптической мембране есть рецепторы, которые специфически увеличивают уровень cGMP при взаимодействии с соответствующим медиатором. К ним относятся о Н₁-рецептор гистамина, -адренэргический рецептор норадреналина и рецептор ацетилхолина мускаринового типа.

Обнаружены аналогичные рецепторы, стимулирующие образование сАМР.

Ионы Са²⁺ играют важную роль в действии циклических нуклеотидов. Они интенсивно влияют на внутриклеточные процессы, зависящие от циклических нуклеотидов. Са²⁺ активирует протеинкиназы и посредством так называемого Са²⁺-зависимого регуляторного белка активирует аденилатциклазу и фосфодиэстеразу, ограничивая, таким образом время существования высокой концентрации сАМР. Влияние ионов Са²⁺ на синтез двух циклических нуклеотидов прямо противоположно. Высокая концентрация Са²⁺ необходима для cGMP, но синтез сАМР при этом ингибяруется.