6.5. Удаление медиаторов из синаптической щели

К судьбе выполнившего свою роль в передаче сигнала медиато­ра применима поговорка: мавр сделал своё дело - мавр должен уйти. Если медиатор останется на постсинаптической мембране, то он по­мешает передаче новых сигналов. Существует несколько механизмов для устранения использованных молекул медиатора: диффузия, фер­ментативное расщепление и повторное использование.

Путём диффузии из синаптической щели всегда уходит какая-то часть молекул медиатора, а в некоторых синапсах этот механизм явля­ется основным. Ферментативное расщепление представляет собой глав­ный способ удаления ацетилхолина в нервно-мышечном синапсе: этим занимается холинэстераза, прикреплённая по краям складок концевой пластинки. Образующиеся при этом ацетат и холин специальным меха­низмом захвата возвращаются в пресинаптическое окончание.

Известны два фермента, расщепляющие биогенные амины: мо-ноаминооксидаза (МАО) и катехол-о-метилтрансфераза (КОМТ). Расщепление нейротрансмиттеров белковой природы может проис­ходить под действием внеклеточных пептидаз, хотя обычно такие медиаторы исчезают из синапса медленнее, чем низкомолекулярные, и нередко покидают синапс путём диффузии.

Повторное использование медиаторов основано на специфиче­ских для разных нейротрансмиттеров механизмах захвата их моле­кул как самими нейронами, так и клетками глии, в этом процессе участвуют особые транспортные молекулы. Специфические механиз­мы повторного использования известны для норадреналина, дофа­мина, серотонина, глутамата, ГАМК, глицина и холина (но не аце-тилхолина). Некоторые психофармакологические вещества блокиру­ют повторное использование медиатора (например, биогенных ами­нов или ГАМК) и, тем самым, продлевают их действие.

6.6. Отдельные медиаторные системы

Химическая структура важнейших нейромедиаторов представ­лена на рисунке 6.1.

6.6.1. Ацетилхолин

Образуется с помощью фермента ацетилтрансферазы из ацетил-коэнзима А и холина, который нейроны не синтезируют, а захватыва­ют из синаптической щели или из крови. Это единственный медиа­тор всех мотонейронов спинного мозга и вегетативных ганглиев, в этих синапсах его действие опосредовано Н-холинорецепторами, а управление каналами прямое, ионотропное. Ацетилхолин выделяет­ся также постганглионарными окончаниями парасимпатического от­дела вегетативной нервной системы: здесь он связывается с М-холи-норецепторами, т.е. действует метаботропно. В головном мозгу его используют в качестве нейротрансмиттера многочисленные пирамид­ные клетки коры, действующие на базальные ганглии, например, в хвостатом ядре выделяется примерно 40% от общего количества образующегося в мозгу ацетилхолина. С помощью ацетилхолина мин­далины мозга возбуждают клетки коры больших полушарий.

М-холинорецепторы обнаружены во всех отделах мозга (кора, структуры лимбической системы, таламус, ствол), их особенно много в ретикулярной формации. С помощью холинэргических волокон средний мозг связан с другими нейронами верхних отде­лов ствола, зрительными буграми и корой. Возможно активация именно этих путей обязательна для перехода от сна к бодрствова­нию, во всяком случае характерные изменения электроэнцефало­граммы после приёма ингибиторов холинэстеразы подтверждают такую версию.

При прогрессирующем слабоумии, известном как болезнь Альц-геймера, выявлено снижение активности ацетилтрансферазы в ней­ронах ядер Мейнерта, расположенных в базальном отделе переднего мозга, непосредственно под полосатым телом. В связи с этим нару­шается холинэргическая передача, что рассматривается как важное звено в развитии болезни.

Антагонисты ацетилхолина, как показано в экспериментах на животных, затрудняют образование условных рефлексов и снижают эффективность умственной деятельности. Ингибиторы холинэстеразы приводят к накоплению ацетилхолина, что сопровождается улучшением кратковременной памяти, ускоренным образованием условных рефлексов и лучшим сохранением следов памяти.

Достаточно популярно представление о том, что холинэргические системы мозга крайне необходимы для осуществления его ин­теллектуальной деятельности и для обеспечения информационного компонента эмоций.