Ацетилхолин
Катехоламины (дофамин, норадреналин, адреналин, серотонин)
Аминокислоты (глицин, гаммааминомасляная кислота (ГАМК), глютамат, цистеин и др. ).
Пептиды.
Первые две группы медиаторов синтезируются из циркулирующих в крови предшественников; аминокислоты и пептиды – результат длинных цепей мозгового метаболизма, начинающегося от глюкозы.
Один и тот же медиатор может оказывать как возбуждающее, так и тормозящее действие. Знак синаптического действия определяется свойствами постсинаптической мембраны, так как рецепторы постсинаптической мембраны могут разным образом реагировать с медиатором и контролировать проводимость разных ионных каналов.
Следует отметить, что, несмотря на различия циркуляторных систем и метаболических путей, беспозвоночные и позвоночные в равной степени используют большинство одних и тех же медиаторов. Поразительное свойство консерватизма природы!
В результате взаимодействия медиатора с рецептором изменяется проницаемость определенных каналов через мембрану, возникает ионный ток, который приводит к возникновению постсинаптического потенциала. При раскрытии каналов для Na+ , а также для Са++ происходит деполяризация мембраны, возникает возбуждающий постсинаптический потенциал (ВПСП). При раскрытии каналов для Cl- и К- происходит гиперполяризация мембраны, возникает тормозной постсинаптический потенциал (ТПСП).
Медиаторы, выделяемые через пресинаптическую мембрану, воспринимаются рецепторными молекулами, расположенными в постсинаптической мембране. Существует несколько главных типов рецепции, как их представляют на молекулярном уровне. 1) Так, ацетилхолин действует непосредственно на рецепторный белок в постсинаптической мембране. АХ называют лигандом, когда имеют в виду, что он связывается с определенным участком белка. Это вызывает изменение проницаемости мембраны, при этом реакция мембраны может быть быстрой или медленной в зависимости от того, с каким типом рецепторов свяжется АХ. Известны два типа АХ-воспринимающих рецептов – никотиновый и мускариновый. Никотиновый может быть возбужден никотином, а мускариновый избирательно отвечает на аппликацию мускарина. Физиологически фажным различием между ними является скорость ответа на поступающий сигнал, первый характеризуется быстрым и непродолжительным эффектом,второй – медленным и длительным. Действие АХ прерывается гидолизом, наступающим в результате действия фермента ацетилхолинэстеразы, с обратным захватом продукта распада – холина в пресинаптическое окончание.
2) Гаммааминомасляная кислота (ГАМК) выделяется тормозящими синапсами и может связываться с двумя типами мембранных рецепторов – с высоким и низким сродством. Эти рецепторы, в свою очередь, контролируют ионофор (канал проводимости) для ионов Cl-, которые движутся во время вызванных ГАМК реакций. Блокаторы ГАМК – пикротоксин и биккулин – дйствуют в специфичесих участках на рецепторный белковый комплекс и нарушают контроль ГАМК над ионофорами для хлора. ГАМК удаляется из синаптической щели путем захвата пресинаптическим окончанием, а также клетками глии.
3) Третий распространенный тип механизма рецепции – когда молекула медиатора также связывается с мембранным белком, однако последующая реакция в постсинаптическом окончании более сложная.Рецепторный белок активирует через систему фермента аденилатциклазы внутренний рецептор – протеинкиназу, которая катализирует фосфорилирование белка, в результате чего изменяется ионная проводимость мембраны. Подобный механизм участвует в опосредовании реакции на биогенные амины.
4)Механизм действия стероидного гормона. В этом случае рецепторный белок полностью находится в цитоплазме. Комплекс грмон-рецептор оказывает свое специфическое действие на ядерную ДНК. Имеется два типа влияний, - организующие, характерные для периода развития (например, контроль половыми гормонами выраженности мужских и женских половых признаков), и активационные, которые вызывают более быстры изменения клеточных функций.
5) Близкий тип гормонального действия – когда гормон входи в клетку и действует непосредственно на ядерную ДНК. Это применимо к гормону тироксину, а также к стероидному гомону беспозвоночных – экдизону. Экдизон контролирует линьку при переходе насекомых от личиночных стадий к взрослым формам.
Таким образом, существует несколько типов механизмов рецепции медиаторов, вызывающих последующие изменения в постсинаптическом нейроне. Когда эти изменения происходят на мембране, вызывая синаптический потенциал, высвобожденная молекула действует как медиатор. Изменения, которые происходят в других частях клетки (цитоплазме или ядре) вызывают более сложные эффекты. В этом случае высвобожденные молекулы, которые инициируют их, являются модуляторами.
После того, как медиатор подействовал на рецепторы постсинаптической мембраны, синаптическая щель очищается от медиатора путем его дезактивации или гидролиза, захвата глиальными клетками или пресинаптическими нейронами.