9.4. Парасимпатическая нервная система

А. Иннервируемые органы и локализация пре-ганглионарных и ганглионарных нейронов.

Парасимпатические нервные волокна имеют­ся в черепных нервах (III пара — мезэнце-фальный отдел, VII, IX и X пары — бульбар-ный отдел) и в тазовом нерве — сакральный отдел спинного мозга (S₂—S₄). Парасимпати­ческие волокна Ш-й пары (глазодвигатель­ный нерв) иннервируют глазные мышцы (т. sphincter pupillae и т. ciliaris), регулируя диа­метр зрачка и степень аккомодации. Пара­симпатические веточки VII пары (лицевой нерв): п. petrosus major — секреторный нерв, иннервирует слизистую оболочку носа, неба, слезную железу; п. chorda tympani — смешан­ный нерв, содержит чувствительные и секре­торные волокна подчелюстной и подъязыч­ной слюнных желез. Парасимпатические сек­реторные волокна IX пары (языкоглоточный нерв) подходят к околоушной железе в соста­ве п. auriculotemporalis — от третьей ветви тройничного нерва. X пара (блуждающий нерв) своими ветвями снабжает дыхательные органы, большую часть пищеварительного тракта (до нисходящей ободочной кишки), сердце, печень, поджелудочную железу, почки. Парасимпатические нервы сакрально­го отдела спинного мозга (S₂—-S₄) иннервиру-

ют нисходящую часть ободочной кишки и та­зовые органы (прямую кишку, мочевой пу­зырь, половые органы). Парасимпатической иннервации не имеют скелетные мышцы, матка, мозг, подавляющее большинство кро­веносных сосудов (кожи, органов брюшной полости, мышц), органы чувств и мозговое вещество надпочечников.

Б. Парасимпатические ганглии и отдель­ные нейроны расположены внутри органов, а в тазовой области и в области головы — в не­посредственной близости от органов. От нервных клеток парасимпатических ганглиев идут короткие постганглионарные парасим­патические волокна, иннервирующие все перечисленные органы; преганглионарные волокна обычно длинные (у симпатической нервной системы, наоборот, преганглионар­ные — короткие, постганглионарные — длинные).

В. Медиаторы и рецепторы.

1. Передача возбуждения с преганглиопар- кого парасимпатического волокна на эффек- торный нейрон осуществляется, как и у сим­ патического отдела ВНС, с помощью ацетил- холина. Медиатор действует на Н-холиноре- цепторы постсинаптической мембраны ган- глионарного нейрона.

2. Постганглионарное волокно свое влия­ ние на эффекторную клетку передает также с помощью ацетилхолина, который в парасим­ патических терминалях находится в трех фондах (пулах): 1) стабильном, прочно свя­ занном с белком, не готовом к освобожде­ нию; 2) мобилизационном, менее прочно связанном и пригодном к освобождению; 3) готовом к освобождению ацетилхолина (активный медиатор), который освобождает­ ся квантами спонтанно и при поступлении к нервному окончанию потенциалов действия. Активный медиатор находится в прилежащих к мембране пузырьках. Пузырьки с медиато­ ром находятся в движении, и по мере расхо­ дования активного медиатора к пресинапти- ческой мембране поступают новые пузырьки с активным ацетилхолином. Освобождению квантов медиатора способствуют ионы Са³⁺. Ацетилхолин синтезируется в цитоплазме окончаний холинергических нейронов, депо­ нируется в везикулах по нескольку тысяч мо­ лекул в каждой из них.

3. Инактивирование медиатора. Выделив­ шийся в синаптическую щель ацетилхолин, как и в любом другом синапсе, не весь ис­ пользуется для передачи сигнала. В отличие от симпатической нервной системы основная часть ацетилхолина разрушается ферментом ацетилхолинэстеразой с образованием холи-

164

Рис. 9.6. Стимуляция сокращений двенадцатиперстной кишки при раздражении блуждающего нерва средней интенсивности (А — 5 В, 20 Гц, 0,5 мс) и угнетение ее со­кращений при слабом раздраже­нии блуждающего нерва (Б — 1 В, 10 Гц, 0,5 мс) у кошки. Запись дав­ления в полости кишки. Шкала О— 10 мм рт.ст. для обоих фрагментов. Отметка времени 5 с, она же — от­метка раздражения — прямая часть линии (опыт В.М.Смирнова и Л.М.Иванченко).

на и уксусной кислоты, которые захватыва­ются пресинаптической мембраной и вновь используются для синтеза ацетилхолина. Значительно меньшая часть медиатора диф­фундирует в интерстиций и кровь. Обратного захвата нерасщепленного ацетилхолина нерв­ными окончаниями не происходит. По пово­ду локализации ацетилхолинэстеразы суще­ствует две точки зрения: согласно одной из них, фермент фиксирован на постсинапти-ческой мембране вблизи холинорецепторов, согласно другой, — на базальной мембране. Последняя представляет собой тонкую сеть коллагена и гликозаминогликанов между пре- и постсинаптическими мембранами.

4. Эффекшорные рецепторы. На клетки-эффекторы ацетилхолин действует с помо­щью М-холинорецепторов (см. рис. 9.2), ко­торые свое название получили от мускари-на — токсина мухомора, активирующего эти рецепторы и вызывающего такой же эффект, как и ацетилхолин. Мускариноподобный эф­фект ацетилхолина был открыт позже. М-хо-линорецепторы имеются также на симпати­ческих и парасимпатических окончаниях, в коре головного мозга, ретикулярной форма­ции. По чувствительности к различным фар­макологическим препаратам выделяют М,— М₄-холинорецепторы. М,-холинорецепторы локализуются в вегетативных ганглиях и ЦНС, М_гхолинорецепторы — в сердце, на пресинаптических окончаниях, в гладких мышцах желудочно-кишечного тракта. В гладких мышцах расположены также М₃-хо-линорецепторы, имеются они и в большинст­ве экзокринных желез. Мгхолинорецепторы изучены мало.

Некоторые симпатические нервные во­локна (иннервирующие потовые железы и вызывающие расширение сосудов скелетных мышц) также являются холинергическими.

Убедительного объяснения этому факту до настоящего времени не имеется. Сам по себе факт передачи сигнала с постганглионарных симпатических волокон посредством ацетил­холина считается установленным. Однако постганглионарное симпатическое волокно является аксоном адренергического нейрона, в его окончаниях синтезируется норадрена-лин, что противоречит сложившемуся пред­ставлению о «холинергических» симпатичес­ких нервных волокнах. Согласно гипотезе Я.А. Росина, потовые железы иннервируются преганглионарными симпатическими волок­нами, которые, как известно, выделяют аце­тилхолин. Возможно также, что потовые же­лезы иннервируются симпатическими по-стганглионарными волокнами, реализующи­ми свое стимулирующее на потоотделение влияние с помощью норадреналина и актива­ции р-адренорецепторов.

Г. Связь постганглионарных парасимпати­ческих окончаний с холинорецепторами более тесная, нежели у симпатических окончаний. Короткие постганглионарные волокна холи­нергических нейронов мало ветвятся и обра­зуют типичные синапсы с клетками-эффек­торами. Однако имеются и неиннервирован-ные постсинаптические М-холинорецепто-ры, например, в кровеносных сосудах.

Д. Эффекты активации М-холинорецепто­ров приводят к сокращению гладкой муску­латуры желудочно-кишечного тракта — пе­ристальтика усиливается (рис. 9.6, А), к со­кращению мускулатуры бронхов — их про­свет сужается, к сокращению мышц мочевого пузыря, сокращению сфинктера зрачка — зрачок сужается, сокращению ресничной мышцы глаза — хрусталик становится более выпуклым. Одновременно тормозится дея­тельность сердца, расширяются сосуды поло­вых и некоторых других органов. Возбужде-

165

ние парасимпатических нервов сопровожда­ется увеличением секреции всех желез, ин-нервируемых ими, — желудочно-кишечного тракта, слюнных желез, трахеи и бронхов. Сфинктеры желудочно-кишечного тракта и мочевого пузыря расслабляются. Парасимпа­тическая НС способствует поддержанию го-меостазиса, обеспечивая трофотропный эф­фект (анаболизм).

Однако слабое раздражение блуждающего нерва может вызвать не усиление, а угнете­ние сокращений тонкой кишки (рис. 9.6). Механизм этого феномена до настоящего времени не раскрыт. Имеются факты, свиде­тельствующие о том, что слабого возбужде­ния парасимпатической НС недостаточно для возбуждения гладких мышц, но достаточ­но для активации адренергических нервных окончаний, возбуждение которых и ведет к угнетению сокращений кишки.

Эффекты экзогенного ацетилхолина те же, что и парасимпатической нервной системы. Однако в клинической практике ацетилхолин не применяется, так как очень быстро разру­шается. С лечебной целью применяется более стойкий препарат — карбохолин, он не разрушается холинэстеразой.

Е- Механизм действия ацетилхолина и чув­ствительность эффекторных клеток к медиа­тору. Стимулирующее влияние ацетилхолина на орган осуществляется, во-первых, посред­ством изменения характера электрофизиоло­гических процессов — возбуждения посред­ством активации ионотропных рецепторов Ыа⁺-каналов; во-вторых — посредством акти­вации метаботропных рецепторов и соответ­ствующих биохимических реакций с помо­щью вторых посредников: инозитолтрифос-фата, Са . Тормозный эффект ацетилхолина возникает также в результате изменения ха­рактера электрофизиологических процессов (активации ионотропных рецепторов К⁺-ка-налов и гиперполяризации клеток эффекто­ра). При этом с помощью метаботропных ре­цепторов активируется система вторых по­средников: гуанилатциклаза-циклический гу-анозинмонофосфат (ГЦ-цГМФ), обладаю­щая анаболическим эффектом. Подобное действие выражено также у брадикинина, гистамина, инсулина. Однако гистамин по­средством Н₂-рецепторов может активиро­вать и аденилатциклазную систему. Атропин и скополамин блокируют и возбуждающие, и тормозящие холинорецепторы, а значит, и эффекты ацетилхолина, что широко приме­няется в клинической практике с лечебной и диагностической целью. С целью блокады парасимпатических эффектов применяются

препараты и с другими механизмами дейст­вия. Гемихолин, например, нарушает транс­порт холина, тормозит его синтез. Следует помнить, что блокада любых рецепторов может привести к разнонаправленным реак­циям различных органов. Например, инъек­ция атропина, который, попадая в кровь, разносится по всему организму, ведет к бло­каде всех М-холинорецепторов, при этом со­кращения сердца учащаются, а желудка и ки­шечника — тормозятся. Основные эффекты стимуляции парасимпатических нервов пред­ставлены в табл. 9.1.

9.5. АЛЛОСТЕРИЧЕСКОЕ

(ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ)

И АЛЛОХРОННОЕ (БИОХИМИЧЕСКОЕ)

ДЕЙСТВИЕ МЕДИАТОРА

Терминология. Электрофизиологическое действие медиатора предлагают называть «аллостеричес-ким», а биохимическое — «аллохронным». При этом под аллостерическим действием медиатора понимают совокупность процессов взаимодейст­вия медиатора с эффекторными рецепторами на поверхности клеточной мембраны, в результате чего возникают электрические ответы вследствие активации ионных каналов и движения различ­ных ионов в клетку и из клетки. Действие медиа­тора на биохимические реакции, в том числе на процессы клеточного синтеза и считывания ин­формации с молекул ДНК, называют аллохронным. Аллохронное (греч. allos — другой + chroni-kos — относящийся ко времени) и аллостеричес-кое (stereos — пространственный) действие медиа­тора — термины, отражающие эффект действия медиатора, которые следует уточнить. Во-первых, оба процесса протекают во времени, во-вторых, в обоих случаях протекают те или иные динамичес­кие процессы: изменяется проницаемость клеточ­ной мембраны, взаимодействуют молекулы раз­личных веществ. Поэтому термин «электрофизио­логическое» действие медиатора нецелесообразно заменять на «аллостерическое», а «биохимичес­кое» — на «аллохронное».

Поскольку электрофизиологическое дей­ствие медиаторов (оно реализуется с помо­щью ионотропных рецепторов) выражается в одних случаях в гиперполяризации клеточ­ных мембран, в других — в деполяризации, один и тот же нерв с помощью одного и того же медиатора в разных клетках может вызы­вать различные эффекты. Так, возбуждение симпатического нерва вызывает возбуждение кард и ом и о пито в и усиление деятельности сердца, а деятельность глад ком ышечных кле­ток обычно угнетается вследствие их гипер­поляризации. Медиатор блуждающего нерва, наоборот, вызывает гиперполяризацию кар-

166

диомиоцитов, угнетение деятельности сердца и деполяризацию гладкомышечных клеток желудка и кишечника, что ведет к усилению их деятельности.

Основные схемы биохимического действия медиатора. Одним из механизмов реализа­ции химического эффекта (он осуществляет­ся с помощью метаботропных рецепторов) является активация аденилатциклазной сис­темы: связывание медиатора рецепторным белком — активация аденилатциклазы — продукция молекул цАМФ из АМФ — акти­вация протеинкиназ — фосфорилирование фермента. Вызываемые при этом эффекты весьма разнообразны. Это объясняется тем, что характер биохимических реакций зави­сит не от особенностей строения цАМФ, а от специфичности реагирующих клеток. При этом имеет место каскад усилений эф­фекта медиатора или гормона: молекула ме­диатора — рецепторный белок — несколько аденилатциклазных комплексов, каждый из которых обеспечивает продукцию несколь­ких тысяч молекул цАМФ и активацию еще большего числа молекул протеинкиназ. цАМФ как второй посредник изучен лучше цГМФ, кальция, производных ф°сФ^атиДи-иинозитола.

цГМФ (циклический гуанозинмонофос-фат) локализуется, как и цАМФ, на клеточ­ной мембране. Схема его действия та же, что и у цАМФ: медиатор — рецептор клеточной мембраны — активация гуанилатциклазы — продукция цГМФ из ГТФ — действие цГМФ — активация протеинкиназ — фосфорилирование фермента — субстрат — эффект. Концент­рация цГМФ в тканях в 10—15 раз меньше, нежели цАМФ, уже и набор протеинкиназ, нередко эффекты цГМФ и цАМФ противо­положны. Уровень цГМФ в тканях повыша­ется под влиянием ряда гормонов и медиато­ров: секретина, инсулина, гистамина, окси-тошша, серотонина, брадикинина, ацетилхо-лина. При этом активируются анаболические процессы, подобно влияниям парасимпати­ческой нервной системы. В свою очередь эр-готропное действие (катаболический эффект) оказывают не только норадреналин и адрена­лин, но и другие вещества, связанные с ак­тивностью симпатической нервной системы, в частности дофамин, октопамин, серотонин, АКТГ, ТТГ, вазопрессин. Однако у них могут быть и другие эффекты. Сам адреналин может вызвать двоякий метаболический эф­фект — посредством а₂-адренорецепторов он способен ингибировать аденилатциклазу, а посредством р-адренорецепторов активирует аденилатциклазу, что ведет к накоплению

цАМФ. Поэтому одна и та же клетка, имею­щая различные адренорецепторы, на дейст­вие одного и того же лиганда может реагиро­вать по-разному. Экстраорганные вегетатив­ные нервы действуют как непосредственно, так и с помощью интраорганной нервной системы, что особенно характерно для желу­дочно-кишечного тракта.