8

Тема 9. Холинергическая система

1. Холинергические нейроны и пути.

2. Синтез ацетилхолина и его метаболизм.

3. Рецепторы. Холинергический синапс.

4. Функции холинергической системы в ЦНС.

5. Патологии, связанные с ацетилхолином.

1. Холинергические нейроны и пути.

Холинергическая система ЦНС образована тремя основными скоплениями нейронов (рис. 1):

• мотонейроны спинного мозга – формируют нервно-мышечные соединения, коллатерали этих клеток, также образуют возбуждающие синапсы на мелких; вставочных нейронах (клетки Реншоу, обладающие н-холинорецепторами), расположенных в промежуточном веществе;

• интернейроны базальных ядер – преимущественно локализованы в области стриатума (полосатого тела). Терминали этих клеток образуют синапсы с отростками, проецирующимися в эту область мозга, дофаминергическими нейронами черной субстанции;

• проекционные нейроны – образуют синапсы с клетками, расположенными на значительном расстоянии от мест локализации скопления их тел. Согласно их номенклатуре, выделяют следующие основные скопления групп проекционных холинергических нейронов:

• в подкорковых областях конечного мозга (группы Ch1, Ch2, Сh3 и Ch4), отдают отростки в участки гиппокампа, обонятельной луковицы, коры больших полушарий и миндалины.

• в заднем (мосту) и продолговатом мозге (Сh5 и Ch6), их отростки направляются к зрительным буграм и гипоталамической области, а также к нижележащим областям ЦНС.

• в промежуточном мозге (группы Ch7) терминали которых достигают ядер ножек мозга, а нейронов группы Ch8 – верхних холмиков среднего мозга.

Отростки проекционных нейронов способны образовывать как возбуждающие синапсы с дендритами клеток-мишеней, так и тормозные синапсы. Достаточно часто в этих нейронах ацетилхолин (АХ) оказывается ко-локализован с ГАМК.

2. С интез ацетилхолина (ах) и его метаболизм.

Структура молекулы АХ.

Химически ацетилхолин представляет собой сложный эфир холина и уксусной кислоты.

Предшественником АХ служит холин, потребляемый с пищей. Холин поступает в холинергические нейроны с помощью специфической системы транспорта. Синтез АХ происходит в цитоплазме с участием фермента холинацетилтрансферазы (рис. 3). Скорость реакции синтеза лимитируется концентрацией холина в синаптических окончаниях.

Основным механизмом выделения в синаптическую щель служит Са²⁺-зависимый экзоцитоз. А обязательным условием для выделения ацетилхолина – деполяризация нервного окончания.

АХ химически не стоек. В щелочной среде быстро распадается на холин и уксусную кислоту.

После выделения из везикул ацетилхолин попадает в синаптическую щель. Избыток ацетилхолина расщепляется ацетилхолинэстеразой. Ацетилхолинэстераза расположена на постсинаптической мембране рядом в холинорецептором и является одним из быстродействующих ферментов. Этот фермент имеет высокое число оборотов, что гарантирует быстрое удаление сигнального вещества. Ацетилхолинэстераза имеет два центра (рис. 4):

• активный центр, узнающий ацетилхолин,

• эстеразный центр, «отрывающий» ацильную группу от исходной молекулы. Он и является местом атаки специфических блокаторов.

П римером подобного блокатора служит прозерин, применяемый при миастении (встречается у 3-х человек на тысячу; чаще у женщин). Симптомами заболевания являются быстрая мышечная утомляемость, непроизвольное опускание век, замедленное жевание. Введение блокаторов ацетилхолинэстеразы ослабляет патологические проявления. В настоящее время установлено, что у больных миастенией число никотиновых рецепторов на 70% меньше, чем в норме. Причина этого состоит в том, что иммунная система больного вырабатывает антитела на никотиновые рецепторы. Эти антитела ускоряют процесс разрушения рецепторов на мембране, ослабляя передачу в нервно-мышечном синапсе.

Прозерин является обратимым блокатором ацетилхолинэстеразы. Его действие проходит через несколько часов после введения.

Более сильными агентами-блокаторами являются нервно-паралитические газы (зарин): легко проникая через все барьеры организма, они вызывают судороги, потерю сознания и паралич. Смерть наступает от остановки дыхания.

Продукты гидролиза, холин и уксусная кислота, активно захватываются пресинаптической частью синапса и используются для повторного синтеза ацетилхолина.