Нейромедиаторы. Дофамин для экстравертов, ацетилхолин для интровертов

Помимо дофаминергической системы в патогенезе шизофрении принимают участие и другие нейротрансмиттерные системы. Наибольшее значение здесь имеют такие нейротрансмиттеры, как ацетилхолин, норэпинефрин, глутамат и (таблица 12).

Таблица 12. Нейрофармакология рецепторов, потенциально принимающих участие в патогенезе шизофрении

Начиная с 1937 г. в медицинской литературе стали появляться работы, в которых отмечалась важная роль ацетилхолина в деятельности ЦНС. Этому способствовало обнаружение широкого распространения холинергических систем в нервной системе и определение их значения в передачи возбуждения на разных уровнях нервной системы.

Сегодня известно, что ацетилхолин выполняет функцию медиатора в холинергической системе. Он синтезируется из холина и ацетил-КоА в окончаниях холинергических нейронов под действием холинацетилтрансферазы (ХАТ). В настоящее время холинореактивные системы делят на м-(мускариночувствительные) и н-(никотиночувствительные) системы. Эти системы обнаружены как в периферических отделах нервной системы, так и в разных структурах головного мозга.

Группы холинергических нейронов в основном локализованы в медиальном ядре перегородки, базальных гигантоклеточных ядрах (супраоптическое и паравентрикулярное), ядрах моста, в диагональной связке, полосатом теле, в прилежащем ядре (nucleus accumbence). В последних двух образованиях сосредоточены преимущественно дофаминергические нейроны. Аксоны холинергических нейронов проецируются на кору больших полушарий, в область и гиппокампа.

Ацетилхолин является преимущественно возбуждающим медиатором, хотя в ряде случаев может выполнять и тормозную функцию.

Холинергические нейроны участвуют в реализации функций памяти и обучения, регуляции движений. В ретикулярной формации мозга они принимают участие в контроле за уровнем бодрствования.

Ацетилхолин

Память
Базисное внимание
Обучение
Уровень бодрствования
Периферическая мышечная активность
Уровень активности вегетативной нервной системы

В спинном мозге ацетилхолин выполняет функцию нейромедиатора в синапсах, образуемых альфа-мотонейронами на клетках Рейншоу, такую же функцию это соединение осуществляет в нервно-мышечных синапсах скелетных мышц.

Скорость реакции синтеза ацетилхолина лимитируется концентрацией холина в синаптическом окончании. Синтезированный медиатор депонируется в синаптических везикулах в результате активного транспорта с участием Mg 2±зависимой АТФазы.

Основным механизмом выделения ацетилхолина в синаптическую щель, способствующим формированию постсинаптического потенциала действия, является Ca2±зависимый экзоцитоз. Деполяризация нервного окончания, увеличивающая проницаемость пресинаптической мембраны для Ca2+, является необходимым условием выделения ацетилхолина.

После взаимодействия медиатора с рецептором, ацетилхолин разрушается под действием ацетилхолинестэразы (АХЭ), локализованной на постсинаптической мембране. Образовавшийся при расщеплении свободный холин с помощью специфической системы транспорта подвергается обратному захвату в пресинаптических окончаниях (Ещенко Н.Д., 2004).

Активация холинергических нейронов вызывает возбуждение эффекторных клеток и опосредуется холинорецепторами (ХР), которые на основании избирательной чувствительности к никотину и мускарину были разделены на два типа: никотиновые (н-) и мускариновые (м-) холинорецепторы.

Никотиновые рецепторы опосредуют быстрые и краткосрочные эффекты, мускариновые - медленные и длительные. Кроме того, известно, что н-ХР относятся к инотропным, а м-ХР к метаботропным рецепторам.

Некоторые психофармакологические препараты, например, такие как экстракт белладонны, обладают блокирующим эффектом по отношению к холинореактивным системам подкорковых образований головного мозга. Препарат тропацин, влияющий на н-холинореактивные системы и, в частности, на центральные н-холинорецепторы, оказался эффективным при паркинсонизме. Амизил и метамизил, легко проникающие в ЦНС через гематоэнцефалический барьер, влияют на центральные н-холинореактивные системы. Одни холинолитические препараты в свое время было предложено использовать в качестве транквилизаторов (анксиолитиков), другие, влияющие на н-холинореактивные системы (циклодол), стали применять при паркинсонизме.

В конце 90-х годов ХХ столетия ряд ученых Германии, Австралии и США предложил «мускаринергическую теорию» происхождения шизофрении, в которой важное значение в генезе этого заболевания отводится медиатору мускарину.

В нейронной сети больных шизофренией в последнее время был обнаружен дефицит никотина , что, согласно R. Freedman et al. (2006), делает понятным стремление последних к интенсивному потреблению никотина с помощью курения табака. По мнению авторов, нарушение межнейронного функционирования в первую очередь зависит от измененной активности альфа - 7 - никотинового рецептора.

Доброго всем времени суток! Что мы знаем о мозге и об интеллектуальных способностях? Откровенно говоря, мало, но что мы знаем точно, что есть нейромедиатор, который способствует улучшению когнитивных способностей. Если теория Дарвина верна, то он, с каждым поколением будет вырабатываться в большем количестве, если человек не деградирует. Интерес в том, что его уровень можно повысить уже сейчас, более того, с ацетилхолином можно «играть», чтобы он развивал сначала одно потом другое свойство мозга. Он не сделает вас счастливее, энергичнее или спокойнее, но он поможет стать Человеком более разумным, чем был до этого, он ускорит процесс обучения, при прочих равных условиях.

Ацетилхолин один из первых открытых , произошло это в первой половине 20-го века.

Для чего вырабатывается ацетилхолин?

Он ответственен за интеллектуальные способности, а так же за нервно-мышечную связь, не только бицепсы, трицепсы, но и вегетативную нервную систему, тоесть за мышцы органов.

Большие дозировки ацетилхолина «замедляют» организм, «малые» ускоряют.

Начинает более активно вырабатываться в ситуации получения новых данных или воспроизводства старых.

Где и как вырабатывается

Ацетилхолин синтезируется в аксонах, нервных терминалях, это участок, где окончание одного нейрона примыкает к другому, из 2-х веществ:

Затем ацетилхолин в нейроне упаковывается в своеобразные шарики, контейнеры, под названием везикулы в количестве около 10 000 молекул. И направляется к окончанию нейрона в пресинаптическое окончание. Там везикулы сливаются клеточной мембраной, а их содержимое вылетает из нейрона в синаптическую щель. Представьте железную сетку, которую часто натягивают вместо заборов в небольших городках и маленький пакет с водой. Мы кидаем этот пакет в сетку, он рвется, остается на сетке, а вода летит дальше. Принцип похож: ацетилхолин в везикулах, шариках направляется к окончанию нейрона, там «рвется» шарик остался внутри, а ацетилхолин пролетел.

Ацетилхолин или задерживается в синаптической щели, или проникает в другой нейрон, или возвращается обратно в первый. Если возвращается, то снова собирается в пакеты и об забор)

Как он попадает во второй нейрон?

Каждый нейромедиатор стремится к своему рецептору на поверхности 2-го нейрона. Рецепторы – это как двери, к каждой двери нужен свой ключ, свой нейромедиатор. У ацетилхолина есть 2 типа ключей, с помощью которых он открывает 2 типа дверей в другой нейрон: никотиновый и мускариновый.

Интересный момент : За баланс ацетилхолина в синаптической щели отвечает фермент Ацетилхолинэстераза. Когда вы объедаетесь некоторыми таблетками-ноотропами, ацетилхолин повышается, если его количество становится сумасшедшим, то включается этот фермент. Он разрушает «лишний» ацетилхолин на холин и ацетат.

У больных Альцгеймером (плохая память) этот фермент работает на повышенных оборотах, неплохие результаты в их лечении показывают препараты с временным ингибированием фермента ацетилхолинэстеразы. Ингибирование значит торможение реакции, тоесть лекарства, которые тормозят работу фермента, который разрушает ацетилхолин, грубо говоря, делают умнее . НО!!! Есть огромное НО! Необратимое ингибирование этого фермента слишком сильно увеличивает концентрацию ацетилхолина, это не есть гуд.

Это вызывает судороги, паралич, даже смерть. Необратимые ингибиторы ацетилхолинэстеразы – это большинство нервно-паралитических газов. Нейромедиатора становится так много, что все мышцы буквально замирают, в сокращённом положении. Если сильно сузятся, например, бронхи – человек задохнется. Ну вот, теперь вы знаете, как работают парализующие газы.

Плюсы ацетилхолина:

— Улучшает когнитивные способности мозга, делает умнее.

— Улучшает память, помогает в старости.

— Улучшает нервно-мышечную связь. Полезен в спорте, засчет более быстрой адаптации организма к стрессу. Он косвенно заставит поднять больший вес или быстрее пробежать дистанцию, через быстрое привыкание к существующим условиям.

— Ацетилхолин не стимулируется никакими наркотиками, а скорее подавляется, нет повода для злоупотреблений. В наибольшей степени ацетилхолин подавляется галлюциногенами. Это логично, для возникновения бреда, необходим туповатый мозг.

— В целом, полезный нейромедиатор, для повседневной спокойной жизни. Помогает спланировать, меньше импульсивных решений и ошибок. Соответствует пословице «7 раз отмерь, один раз отрежь».

Минусы ацетилхолина:

— Вреден при стрессовых ситуациях, где нужно действовать.

— Тормозит организм, когда его много. Посмотрите на ученых, 90% спокойные и безмятежные как удавы. Мимо пролетит дракон – они не шелохнутся. Но ученые умные – и не поспоришь.

Поправка : люди разные и «наборы» нейромедиаторов разные, если у человека много ацетилхолина и много глутамата – то он будет более быстрый и решительный, чем у кого норма. А интеллектуальный потенциал поменяется незначительно.

Роль ацетилхолина в организме.

Образующийся в организме (эндогенный) ацетилхолин играет важную роль в процессах жизнедеятельности: он способствует передаче нервного возбуждения в ЦНС, вегетативных ганглиях, окончаниях парасимпатических (двигательных) нервов. Ацетилхолин является химическим передатчиком (медиатором) нервного возбуждения; окончания нервных волокон, для которых он служит медиатором, называются холинергическими, а рецепторы, взаимодействующие с ним, - холинорецепторами. Холинорецепторы - сложные белковые молекулы (нуклеопротеиды) тетрамерной структуры, локализованные на внешней стороне постсинаптической (плазматической) мембраны. По природе они неоднородны. Холинорецепторы, расположенные в области постганглионарных холинергических нервов (сердца, гладких мышц, желез) обозначают как м-холинорецепторы (мускариночувствительные), а находящиеся в области ганглионарных синапсов и в соматических нервно-мышечных синапсах - как н-холинорецепторы (никотиночувствительные) (С. В. Аничков). Такое деление связано с особенностями реакций, возникающих при взаимодействии ацетилхолина с этими биохимическими системами, мускариноподобных (снижение артериального давления, брадикардия, усиленная секреция слюнных, слезных, желудочных и других экзогенных желез, сужение зрачков и т. д.) в первом случае и никотиноподобных (сокращение скелетной мускулатуры и т. п.) во втором. М- и н-холинорецепторы локализованы в разных органах и системах организма, включая ЦНС. Мускариновые рецепторы стали делить в последние годы на ряд подгрупп (м1, м2, м3, м4, м5). Наиболее изучена в настоящее время локализация и роль м1- и м2-рецепторов. Ацетилхолин не оказывает строго избирательного действия на различные холинорецепторы. В той или другой степени он влияет на м- и н-холинорецепторы и на подгруппы м-холинорецепторов. Периферическое мускариноподобное действие ацетилхолина проявляется в замедлении сердечных сокращений, расширении периферических кровеносных сосудов и снижении артериального давления, активизации перистальтики желудка и кишечника, сокращении мускулатуры бронхов, матки, желчного и мочевого пузыря, увеличении секреции пищеварительных, бронхиальных, потовых и слезных желез, сужении зрачков (миоз). Последний эффект связан с усилением сокращения круговой мышцы радужной оболочки, которая иннервируется постганглионарными холинергическими волокнами глазодвительного нерва (n. oculomotorius). Одновременно в результате сокращения ресничной мышцы и расслабления цинновой связки ресничного пояска наступает спазм аккомодации. Сужение зрачка, обусловленное действием ацетилхолина, сопровождается обычно снижением внутриглазного давления. Этот эффект частично объясняется расширением при сужении зрачка и уплощении радужной оболочки шлеммова канала (венозный синус склеры) и фонтановых пространств (пространства радужно-роговичного угла), за счет чего улучшается отток жидкости из внутренних сред глаза. Не исключено, однако, что в снижении внутриглазного давления принимают участие и другие механизмы. Благодаря способности снижать внутриглазное давление вещества, действующие подобно ацетилхолину (холиномиметики, антихолинэстеразные препараты), широко применяются для лечения глаукомы1. Периферическое никотиноподобное действие ацетилхолина связано с его участием в передаче нервных импульсов с преганглионарных волокон на постганглионарные в вегетативных узлах, а также с двигательных нервов на поперечнополосатую мускулатуру. В малых дозах он является физиологическим передатчиком нервного возбуждения, в больших - может вызывать стойкую деполяризацию в области синапсов и блокировать передачу возбуждения. Ацетилхолину принадлежит также важная роль как медиатору в ЦНС. Он участвует в передаче импульсов в разных отделах мозга, при этом в малых концентрациях облегчает, а в больших - тормозит синаптическую передачу. Изменения в обмене ацетилхолина могут привести к нарушению функций мозга. Некоторые центральнодействующие его антагонисты являются психотропными препаратами. Передозировка антагонистов ацетилхолина может вызвать нарушения высшей нервной деятельности (галлюциногенный эффект и др.). Для применения в медицинской практике и экспериментальных исследований выпускается ацетилхолина хлорид (Acetylcholini chloridum).

Источник: "Лекарственные средства " под редакцией М.Д. Машковского.

Ацетилхолиновые рецепторы.

Трансмембранные рецепторы, лигандом которых является ацетилхолин. Ацетилхолин служит нейротрансмиттером как в пре-, так и в постганглионарных синапсах парасимпатической системы и в преганглионарных симпатических синапсах, в ряде постганглионарных симпатических синапсов, нервно-мышечных синапсах (соматическая нервная система), а также в некоторых участках ЦНС. Нервные волокна, выделяющие ацетилхолин из своих окончаний, называются холинергическими.

Синтез ацетилхолина происходит в цитоплазме нервных окончаний; запасы его хранятся в виде пузырьков в пресинаптических терминалях. Возникновение пресинаптического потенциала действия ведет к высвобождению содержимого нескольких сотен пузырьков в синаптическую щель. Ацетилхолин, выделяющийся из этих пузырьков, связывается со специфическими рецепторами на постсинаптической мембране, что повышает ее проницаемость для ионов натрия, калия и кальция и приводит к появлению возбуждающего постсинаптического потенциала. Действие ацетилхолина ограничивается путем его гидролиза с помощью фермента ацетилхолинэстеразы.

Типы ацетилхолиновых рецепторов:

Никотиновый ацетилхолиновый рецептор.

Никотин

Никотиновый ацетилхолиновый рецептор (н-холинорецептор, nACh-receptor) - подвид ацетилхолиновых рецепторов, который обеспечивает передачу нервного импульса через синапсы и активируется никотином (кроме ацетилхолина).

Никотиновый ацетилхолиновый рецептор был открыт в начале XX века, как «рецепторную структуру никотина», приблизительно за 25-30 лет до того, как была исследованная его роль в проведении нервных сигналов, генерированных с помощью ацетилхолина. При попадании ацетилхолина (ACh) на молекулу данного рецептора приоткрывается проницаемый для катионов канал, что приводит к деполяризации клеточной мембраны и генерации нервного импульса в нейроне или сокращение мышечного волокна (в случае нервно-мышечного синапса).

Данный рецептор найден в химических синапсах как в центральной, так и в периферической нервной системе, в нервно-мышечных синапсах, а также в эпителиальных клетках многих видов животных.

Физиология и фармакология

Электрофизиологическая характеристика никотиновых рецепторов мышечной ткани впервые была дана благодаря внутриклеточному отводу электрических потенциалов; кроме того, никотиновый рецептор был одним из первых, на которые удалось записать электрические токи, которые проходят через единичный рецепторный канал. Используя последний подход удалось доказать, что ионный канал данного рецепора существует в дискретных открытом и закрытом состояниях. В открытом состоянии рецептор может пропускать ионы Na+ , К+ и, в меньшей мере, двухвалентные катионы; проводимость ионного канала при этом является постоянной величиной. Тем не менее, время существования канала в открытом состоянии является характеристикой, которая зависит от напряжения приложенного к рецептору потенциала, при этом рецептор стабилизируется в открытом состоянии при переходе от малых значений напряжения (деполяризация мембраны) к большим (гиперполяризация). Долгодействующая аппликация ацетилхолина и других агонистов рецептора приводит к снижению его чувствительности к рецепторной молекуле и увеличению времени пребывания ионного канала в закрытом состоянии - то есть у никотинового рецептора наблюдается явление десенсетизации.

Классической характеристикой никотиновых рецепторов в нервных ганглиях и в главном мозге есть холинергического ответа на электрическое раздражение, которые блокируются дигидро-β-эритроидином; кроме того, для этих рецепторов характерное високоафинноне связывание с тритий-меченным никотином. αBGT-чувствительные рецепторы в нейронах гиппокампа характеризуются низкой чувствительностью к ацетилхолину, в отличие от αBGT-нечувствительных рецепторов. Селективным и оборотным конкурентным антагонистом αBGT-чувствительных рецепторов является метилликаконитин, а некоторые производные анабезиина вызывают селективное активационное влияние на эту группу рецепторов. Проводимость ионного канала αBGT-чувствительных рецепторов является довольно высокой (73pS); также им присущая относительно высокая проводимость ионов кальция сравнительно с ионами цезия. Данный рецептор обладает необыкновенными вольт-зависимыми свойствами: обще-клеточный ток, записанный в физиологическом состоянии, при наложении деполяризационных величин электрического потенциала указывает на достоверное уменьшение прохождение ионов через ионные каналы; при этом это явление регулируется концентрацией в растворе ионов Mg2+. Для сравнения, никотиновые рецепторы на мышечных клетках не претерпевают никаких изменений ионного тока при изменении значений мембранного электрического потенциала, а N-метил-D-аспартатний рецептор, которому также присущая высокая относительная проницаемость для ионов Са2+ (PCa/PCs 10.1), обладает обратной картиной изменения ионных токов в ответ на смену электрического потенциала и наличие ионов магния: при повышении электрического потенциала до гиперполяризущих величин и повышении концентрации ионов Mg2+ ионный ток через данный рецептор блокируется.

Другое важное свойство αBGT-чувствительных нейрональных никотиновых рецепторов - это их реакция на стимуляцию. Экспозиция высоких концентраций ацетилхолина приводит к очень быстрой десенсетизации ответа отдельного канала и быстрого падения электрического ответа всей клетки. Повторная экспозиция коротких импульсов ацетилхолина также приводит к уменьшению максимальной амплитуды рецепторного ответа. При этом энергетический подкорм клетки высокоэнергоёмкими молекулами (АТФ, фосфокреатин, креатин-фосфокиназа) или промежуточными продуктами их метаболизма способно предотвратить такое уменьшение. Почти все аспекты функционирования αBGT-чувствительных никотиновых рецепторов, включая эффективность агонистов, кооперативные эффекты, а также фракционирование по активности и десенсетизация, регулируются внешнеклеточной концентрацией Са2+. Такая регуляция может быть особенно важной в случаях, когда рецепторы расположены на дендритах.

В дополнение к селективной активации рецепторов ацетилхолинподобными агонистами, все подтипы никотиновых рецепторов активируются производными физостигмина; тем не менее, такая активация присущая только низкочастотным токам единичных рецепторов, которые не могут быть приглушены антагонистами ацетилхолина.

Механизм действия ацетилхолина

Холинэргические рецепторы (ацетилхолиновые рецепторы) - трансмембранные рецепторы, лигандом которых является ацетилхолин.

Ацетилхолин служит нейротрансмиттером как в пре-, так и в постганглионарных синапсах парасимпатической системы и в преганглионарных симпатических синапсах, в ряде постганглионарных симпатических синапсов, нервно-мышечных синапсах (соматическая нервная система), а также в некоторых участках ЦНС. Нервные волокна, выделяющие ацетилхолин из своих окончаний, называются холинергическими.

Специфические холинергические рецепторы с фармакологичесой точки зрения разделяются на никотиновые (Н-рецепторы) и мускариновые (М-рецепторы).

Ацетилхолиновый никотиновый рецептор является одновременно и ионным каналом, т.е. относится к рецепторам-каналоформером, тогда как ацетилхолиновый мускариновый рецепторотносится к классу серпентиновых рецепторов, осуществляющих передачу сигнала через гетеротримерные G - белки.

Холинорецепторы вегетативных ганглиев и внутренних органов различаются.

На постганглионарных нейронах и клетках мозгового вещества надпочечников располагаются N-холинорецепторы (чувствительные к никотину), а на внутренних органах - М-холинорецепторы (чувствительные к алкалоиду мускарину). Первые блокируются ганглиоблокаторами, вторые - атропином.

М-холинорецепторы подразделяются на несколько подтипов:

М1-холинорецепторы располагаются в ЦНС и, возможно, на нейронах парасимпатическихганглиев;

М2-холинорецепторы - на гладких и сердечной мышцах и клетках железистого эпителия.

М3-холинорецепторы располагаются на гладких мышцах и железах.

Селективным стимулятором М2-холинорецепторов служит бетанехол. Пример селективного блокатора М1-холинорецепторов - пирензепин. Этот препарат резко подавляет выработку HCl в желудке.

Стимуляция М2-холинорецепторов через Gi-белок приводит к ингибированию аденилатциклазы, а стимуляция М2-холинорецепторов через Gq-бeлок - к активации фосфолипазы С и образованию ИФ3 и ДАГ (рис. 70.5).

Стимуляция М3-холинорецепторов также приводит к активации фосфолипазы С. Блокатором этих рецепторов служит атропин.

Методами молекулярной биологии были выявлены и другие подтипы М-холинорецепторов, однако они пока недостаточно изучены.

Ацетилхолин (acetylcholine, Ach) [лат. acetum -- уксус, греч. chole -- желчь и лат. -in(e) -- суффикс, обозначающий "подобный"] -- уксусный эфир холина (см. Холин), нейромедиатор, передающий нервное возбуждение через синаптическую щель в парасимпатической нервной системе; синтезируется в тканях при участии холинацетилазы, гидролизуется ферментом ацетилхолинэстеразой. А. обнаружен также в составе некоторых растительных ядов. Впервые выделен из спорыньи в 1914 г. Г. Дейлом. За установление роли А. в передаче нервного импульса он совместно с О. Леви получил Нобелевскую премию за 1936 г.

Ацетилхолин действует через холинергические окончания нервов, концевые мионевральные пластинки и другие холинорецепторы. Находясь в белково-липоидном комплексе (прекурссор), ацетилхолин освобождается при электрическом и нервном возбуждении. Исследованиями Palay в 1956 г. с помощью электронной микроскопии показано накопление капель жидкости в порах синапса, часть из которых лопалась при прохождении нервного импульса. Полагают, что секретируемая жидкость -- ацетилхолин (теория пи-ноцитоза). Выделяясь в холинергических субстанциях сердца, ацетилхолин воздействует на сопредельные клеточные мембраны. Согласно современным взглядам, мебрана несет в покое определенный электрический заряд, обусловленный перераспределением иона К. Концентрация калия в покое много выше внутри клетки, нежели снаружи. Для натрия, наоборот, концентрация снаружи клетки велика, а внутри -- мала. Концентрация ионов натрия внутри клетки остается постоянной благодаря активному удалению его из клетки во время процесса, называемого "натриевым насосом". Калий же проникает на поверхность клетки, оставляя более массивный анион внутри ее, поэтому наружная поверхность клетки получает избыток положительных зарядов, внутренняя -- отрицательных. Чем больше катионов калия выйдет из клетки, тем выше оказывается заряд ее мембраны, и наоборот -- при замедлении выхода калия потенциал мембраны снижается. Прямые измерения потенциала покоя показали, что он равен в миокарде желудочков и предсердий приблизительно 90 мв, в синусовом узле 70 мв. Если по какой-либо причине потенциал мембраны снизится до 50 мв, резко меняются свойства мембраны и она пропускает внутрь клетки значительное количество ионов натрия. Тогда внутри клетки превалируют положительные ионы и мембранный потенциал меняет свой знак. Перезарядка (деполяризация) мембраны вызывает электрический потенциал действия. После сокращения восстанавливаются концентрации калия и натрия, свойственные состоянию покоя (реполяризация).

Установлено, что холинергические (парасимпатомиметические, парасимпатотропные, трофотропные) реакции возникают при действии ацетилхолина (или других соединений холина) на холинорецепторы, субклеточные образования, клетки, ткани, органы или организм в целом. Помимо своего основного (холинергического) действия, ацетилхолин вызывает освобождение калия, связанного белками, повышает или снижает проницаемость биологических мембран, принимает участие в регуляции избирательной проницаемости эритроцитов, изменяет активность отдельных дыхательных ферментов, влияет на активность катепсинов, на обновляемость фосфатной группы в фосфолипидах, на метаболизм макроэр-гических фосфорных соединений, повышает устойчивость отдельных тканей и организма в целом к гипоксии. Коштоянц высказал предположение, что, осуществляя медиаторное действие, ацетилхолин вступает в круг тканевых биохимических превращений.

Нормальный механизм автоматизма в сердце основан на спонтанном уменьшении потенциала синусового узла до --50 мв (генераторный потенциал). Это происходит в синусовом узле посредством особого метаболического процесса, основанного на снижении проницаемости мебраны для калия. Ацетилхолин, напротив, специфически увеличивает проницаемость для К мембраны синусового узла, тем самым повышая выход К и препятствуя развитию генераторного потенциала. Поэтому частота сердечных сокращений падает. Если же концентрацию ацетилхолина увеличить еще более, то генераторный потенциал развивается настолько медленно, что мембраны синусового узла теряют способность развивать потенциал действия (аккомодация мембраны). Наступает остановка сердца. Повышение проницаемости для калия под влиянием ацетилхолина обусловливает более быстрый процесс восстановления потенциала покоя мембраны (реполяризацию). Введенный ацетилхолин разносится кровью не всегда равномерно. Поэтому в предсердии этот процесс ускоренной реполяризации также может идти неравномерно, что при сохранившемся возбуждении синусового узла проявляется как трепетание и мерцание предсердий. Желудочки сердца, лишенные холинергических окончаний, остаются нечувствительными к ацетилхолину. Активация центров автоматизма II порядка (пучка Гиса) связана со свойством волокон Пуркинье развивать спонтанную деполяризацию так же, как это происходит в синусовом узле.

Немедиаторное действие ацетилхолина в целостном организме представляет один из наименее изученных и наиболее спорных разделов гуморально-гормональной регуляции функций. Установлено, что холинергические (парасимпатомиметические, парасимпатотропные, трофо-тропные) реакции возникают при действии ацетилхолина (или других соединений холина) на холинорецепторы, субклеточные образования, клетки, ткани, органы или организм в целом. Помимо своего основного (холинергического) действия, ацетилхолин вызывает освобождение калия, связанного белками, повышает или снижает проницаемость биологических мембран, принимает участие в регуляции избирательной проницаемости эритроцитов, изменяет активность отдельных дыхательных ферментов, влияет на активность катепсинов, на обновляемость фосфатной группы в фосфолипидах, на метаболизм макроэргических фосфорных соединений, повышает устойчивость отдельных тканей и организма в целом к гипоксии. Коштоянц высказал предположение, что, осуществляя медиаторное действие, ацетилхолин вступает в круг тканевых биохимических превращений. А торможение действия ацетилхолина в какой-то мере функционально эквивалентно увеличению концентрации дофамина.

Биохимический эффект ацетилхолина заключается в том, что его присоединение к рецептору открывает канал для прохождения ионов Na и К через мембрану клетки, что ведет к деполяризации мембраны. Блокирование действия ацетилхолина чревато серьезными проблемами, вплоть до смертельного исхода. Именно в этом заключается биохимическое действие нейротоксинов. Ниже показаны структуры двух наиболее сильных нейро-токсинов - хистрионикотоксина и хлорида D-тубокурарина. Как и ацетил-холин, молекула D-тубокурарина содержит аммониевые фрагменты. Она блокирует место присоединения ацетилхолина к рецептору, исключает передачу нервного сигнала, предотвращает перенос ионов через мембрану. Создается ситуация, называемая параличом живой системы.

Влияние ацетилхолина на сердце.

Холинергические механизмы. На наружной мембране кардиомиоцитов представлены, в основном, мускаринчувствительные (М-) холинорецепторы. Доказано наличие в миокарде и никотинчувствительных (N-) холинорецепторов, однако их значение в парасимпатических влияниях на сердце менее ясно. Плотность мускариновых рецепторов в миокарде зависит от концентрации мускариновых агонистов в тканевой жидкости. Возбуждение мускариновых рецепторов тормозит активность пейсмекерных клеток синусного узла и в то же время увеличивает возбудимость предсердных кардиомиоцитов. Эти два процесса могут привести к возникновению предсердных экстрасистол в случае повышения тонуса блуждающего нерва, например ночью во время сна. Таким образом, возбуждение М-холинорецепторов вызывает снижение частоты и силы сокращений предсердий, но повышает их возбудимость.

Ацетилхолин угнетает проводимость в атриовентрикулярном узле. Это связано с тем, что под влиянием ацетилхолина возникает гиперполяризация клеток атриовентрикулярного узла вследствие усиления выходящего калиевого тока. Таким образом, возбуждение мускариновых холинорецепторов оказывает противоположное, по сравнению с активацией B-адренорецепторов, действие на сердце. При этом снижается частота сердечных сокращений, угнетается проводимость и сократимость миокарда, а также потребление миокардом кислорода. Возбудимость предсердий в ответ на применение ацетилхолина возрастает, тогда как возбудимость желудочков, напротив, уменьшается.

Ацетилхолин относится к числу самых важных нейромедиаторов мозга. Самая выдающаяся роль ацетилхолина реализуется в нейромышечной передаче, где он является возбуждающим трансмиттером. Известно, что ацетилхолин может оказывать как возбуждающее, так и ингибирующее действие. Это зависит от природы ионного канала, который он регулирует при взаимодействии с соответствующим рецептором.

Нейротрансмиттер ацетилхолин высвобождается из везикул в пресинаптических нервных терминалях и связывается как с никотиновыми рецепторами, так и мускариновыми рецепторами на поверхности клетки. Эти два типа ацетихолиновых рецепторов значительно отличается как по структуре, так и по функциям.

Ацетилхолин - уксуснокислый эфир холина, является медиатором в нервно-мышечных соединениях, в пресинаптических окончаниях мотонейронов на клетках Реншоу, в симпатическом отделе вегетативной нервной системы - во всех ганглионарных синапсах, в синапсах мозгового вещества надпочечников и в постганглионарных синапсах потовых желез; в парасимпатическом отделе вегетативной нервной системы - также в синапсах всех ганглиев и в постганглионарных синапсах эффекторных органов. В ЦНС ацетилхолин обнаружен во фракциях многих отделов мозга, иногда в значительных количествах, однако центральных холинэргических синапсов обнаружить не удалось.

Ацетилхолин синтезируется в нервных окончаниях из холина, который поступает туда с помощью неизвестного пока транспортного механизма. Половина поступившего холина образуется в результате гидролиза ранее высвободившегося ацетилхолина, а остальная часть, по-видимому, поступает из плазмы крови. Фермент холин-ацетилтрансфераза образуется в соме нейрона и примерно за 10 дней транспортируется по аксону к пресинаптическим нервным окончаниям. Механизм поступления синтезированного ацетилхолина в синаптические пузырьки пока неизвестен.

По-видимому, лишь небольшая часть (15-20%) запаса ацетилхолина, который хранится в пузырьках, составляет фракцию немедленно доступного медиатора, готовую к высвобождению - спонтанно или под влиянием потенциала действия.

Депонированная фракция может мобилизоваться только после некоторой задержки. Это подтверждается, во-первых, тем, что вновь синтезированный ацетилхолин высвобождается примерно вдвое быстрее, чем ранее присутствовавший, во-вторых, при нефизиологически высоких частотах стимуляции количество ацетилхолина, высвобождаемое в ответ на один импульс, падает до такого уровня, при котором количество ацетилхолина, высвобождаемое в течение каждой минуты, остается постоянным. После блокады поглощения холина гемихолинием из нервных окончаний высвобождается не весь ацетилхолин. Следовательно, должна быть третья, стационарная фракция, которая, возможно, не заключена в синаптические пузырьки. Видимо, между этими тремя фракциями может происходить обмен. Гистологические коррелянты этих фракций еще не выяснены, но предполагают, что пузырьки, расположенные около синаптической щели, составляют фракцию немедленно доступного медиатора, тогда как остальные пузырьки соответствуют депонированной фракции или ее части.

На постсинаптической мембране ацетилхолин связывается со специфическими макромолекулами, которые называются рецепторами. Эти рецепторы, вероятно, представляют собой липопротеин с молекулярной массой около 300 000. Ацетилхолиновые рецепторы расположены только на наружной поверхности постсинаптической мембраны и отсутствуют в соседних постсинаптических областях. Плотность их составляет около 10 000 на 1 кв. мкм.

Ацетилхолин служит медиатором всех преганглионарных нейронов, постганглионарных парасимпатических нейронов, постганглионарных симпатических нейронов, иннервирующих мерокриновые потовые железы, и соматических нервов. Он образуется в нервных окончаниях из ацетил-КоA и холина под действием холинацетилтрансферазы. В свою очередь, холин активно захватывается пресинаптическими окончаниями из внеклеточной жидкости. В нервных окончаниях ацетилхолин хранится в синаптических пузырьках и высвобождается в ответ на поступление потенциала действия и вход двухвалентных ионов кальция. Ацетилхолин относится к числу самых важных нейромедиаторов мозга.

Если концевая пластинка подвергается действию ацетилхолина в течение нескольких сотен миллисекунд, то мембрана, деполяризованная вначале, постепенно реполяризуется, несмотря на постоянное присутствие ацетилхолина, то есть постсинаптические рецепторы инактивируются. Причины и механизм этого процесса пока не изучены.

Обычно действие ацетилхолина на постсинаптическую мембрану продолжается всего 1-2 мс, потому что часть ацетилхолина диффундирует из области концевой пластинки, а часть гидролизуется ферментом ацетилхолинэстеразой (т.е. расщепляется на неэффективные компоненты холин и уксусную кислоту). Ацетилхолинэстераза в больших количествах имеется в концевой пластинке (так называемая специфическая или истинная холинэстераза), однако холинэстеразы имеются также в эритроцитах (также специфические) и в плазме крови (неспецифические, т.е. расщепляют и другие эфиры холина). Поэтому ацетилхолин, который диффундирует из области концевой пластинки в окружающее межклеточное пространство и поступает в кровоток, тоже расщепляется на холин и уксусную кислоту. Большая часть холина из крови снова поступает в пресинаптические окончания.

Действие ацетилхолина на постсинаптическую мембрану постганглионарных нейронов может быть воспроизведено никотином, а на эффекторные органы - мускарином (токсин мухомора). В связи с этим возникла гипотеза о наличие двух типов макромолекулярных рецепторов ацетилхолина, и его действие на эти рецепторы называется никотиноподобным или мускариноподобным. Никотоноподобное действие блокируется основаниями, а мускариноподобное - атропином.

Вещества, действующие на клетки эффекторных органов так же, как холинэргические постганглионарные парасимпатические нейроны, называются парасимпатомиметическими, а вещества, ослабляющие действие ацетилхолина - парасимпатолитическими.

Список литературы

холинергический рецептор ацетилхолин нейрон

1. Харкевич Д.А. Фармакология. М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004

2. Зеймаль Э.В., Шелковников С.А. - Мускариновые холинорецепторы

3. Сергеев П.В., Галенко-Ярошевский П.А., Шимановский Н.Л., Очерки биохимической фармакологии, М., 1996.

4. Хуго Ф. Нейрохимия, М, "Мир", 1990 г.

5. Сергеев П.В., Шимановский Н.Л., В.И. Петров, Рецепторы, Москва - Волгоград, 1999 г.

Он известен как "молекула памяти", помогающая нам учиться, сосредотачиваться и оставаться умственно активными, но на самом деле у него много и других ролей. Ацетилхолин также стимулирует позитивное настроение посредством модулирования негативных эмоции, таких как страх и гнев. Он повышает пластичность мозга - неврологическую особенность, позволяющую нам оставаться психически гибкими в течение всей жизни.

Ацетилхолин и его действие на организм.

Есть несколько веских причин, заставляющих людей принимать добавки ацетилхолина. Возможно, они хотят улучшить память или сохранить ее высокое качество в будущем. Или пытаются преодолеть типичные признаки дефицита, такие как постоянная потеря предметов, невозможность уследить за разговором, СДВГ. Дефицит ацетилхолина связан с серьезными неврологическими расстройствами, такими как заболевание Альцгеймера, слабоумие, болезнь Паркинсона, миастения и рассеянный склероз. Мозг пациентов с болезнью Альцгеймера содержит лишь малую часть того, что считается нормальным уровнем этого вещества. Таким образом, лекарства от этого заболевания работают путем блокирования распада ацетилхолина.Добавки ацетилхолина особенно показаны тем, кто обычно не потребляет продукты, обеспечивающие поступление в организм основных строительных блоков этого нейромедиатора, - людям, придерживающимся диеты с низким содержанием жиров или полностью исключившим из рациона яйца и мясо. Пищевые жиры и холин, найденные в продуктах животного происхождения, необходимы для синтеза ацетилхолина. При их нехватке мозг начинает буквально уничтожать сам себя, пытаясь таким образом получить материал для формирования дефицитного вещества.

Антихолинергические лекарства

Прием добавок особенно важен, если вы принимаете какие-либо антихолинергические препараты. - вещества, блокирующие действие ацетилхолина. Правило заключается в том, что любое лекарство, начинающееся с “анти”, скорее всего снижает уровень ацетилхолина. Сюда относятся антидепрессанты, нейролептики, антибиотики, спазмолитики, гипотензивные средства и даже безрецептурные антигистаминные препараты.

Добавки, повышающие уровень ацетилхолина и холина

Вы не можете получать ацетилхолин напрямую, но можете принимать добавки, увеличивающие его выработку организмом, замедляющие его распад, провоцирующие обратный захват, стимулирующие его рецепторы или предоставляющие ресурсы для его создания. Вещества, лекарства или добавки, увеличивающие синтез ацетилхолина, называют холинергическими.
Лучшие холинергические добавки делятся на три основные категории - на основе холина, травяные средства и питательные вещества. Некоторые из них настолько сильны, что их иногда назначают в качестве лекарств.
Холин битартрат является одним из витаминов B-комплекса и предшественником ацетилхолина. Примерно 90% из нас не получают достаточное его количество из рациона. Содержится он главным образом в яичном желтке, говядине и морепродуктах. Добавки холина являются отличным средством, предотвращающим дефицит, по крайней мере в теории. Однако не все из них увеличивают количество холина в головном мозге или повышают уровень ацетилхолина.

Вот те препараты, которые действительно это делают.

Alpha GPC - Это высокобиодоступная форма холина, легко проникающая в мозг. Она считается одной из лучших добавок, повышающих уровень ацетилхолина. Alpha GPC - естественное соединение, идеально подходящее для человеческого мозга и являющееся компонентом грудного молока. Оно улучшает память, и замедляет темпы снижения когнитивных функций в пожилом возрасте. Это делает его потенциально полезным для излечения болезни Альцгеймера, и в Европе его уже назначают для увеличения уровня ацетилхолина у таких пациентов. В Соединенных Штатах Alpha GPC продается как добавка для памяти.
Цитиколин Это природное соединение, содержащееся в каждой клетке нашего тела, а в особенно высоких концентрациях присутствующее в клетках головного мозга. Цитиколин является предшественником холина, повышающим уровень ацетилхолина. Изначально он был разработан для лечения стенокардии, но потом его стали выписывать как средство от возрастных когнитивных нарушений, деменции и болезни Альцгеймера. Сегодня он позиционируется в качестве добавки, предлагающей впечатляющие преимущества для мозга. Она ускоряет приток крови к мозгу, стимулирует рост новых нейронов, значительно улучшает память и внимание. Цитиколин имеет и несколько других названий, из которых наиболее часто используется CDP-choline.
ДМАЭ (диметиламиноэтанол) является еще одним предшественником холина и содержится в некоторых добавках для мозга. Это популярный активный ингредиент продуктов по уходу за кожей. Хотя он и увеличивает уровень ацетилхолина, исследования показывают, что он не улучшает познавательные функции. А поскольку его прием связан с дефектами нервной трубки, он не рекомендуется для использования женщинами детородного возраста.

Травяные средства

Существует огромное количество растительных добавок, действующих, в частности, за счет увеличения уровня ацетилхолина. Большинство из них имеют долгую историю использования в качестве ускорителей работы мозга. Некоторые настолько безопасны, что люди употребляют их в пищу. Однако эффект от них больше похож на лекарственный, поэтому принимать их следует с особой осторожностью.

Бакопа. Бакопа на протяжение тысяч лет использовалась как мозговой тоник в китайской и индийской медицинской традиции. Это адаптоген - трава, которая не успокаивает и не стимулирует организм, а приводит его в состояние равновесия, известное как гомеостаз. Бакопа делает это путем сбалансирования уровней нейромедиаторов, включая ацетилхолин, дофамин и серотонин. Она компенсирует потерю памяти, вызванную антихолинергическими препаратами. Это растение улучшает память, а также точность и скорость обработки информации даже лучше, чем препарат модафинил. Бакопа - это отличный выбор, если вы находитесь в состоянии тяжелого стресса или страдаете от бессонницы и беспокойства. Она совершенно безопасна, и ее даже можно давать детям. Для максимального усвоения рекомендуется принимать ее с пищей.
Американский женьшень. Он не столь популярен, как его азиатский родственник, но это может измениться. Американский женьшень высоко ценится за превосходные свойства и доказанную эффективность в качестве когнитивного усилителя, повышающего уровень ацетилхолина. Он быстро улучшает память, обеспечивает умственную ясность и четкость в течение нескольких часов по окончании приема. Вы также можете принимать американский женьшень в виде чая или добавлять его сушеные ломтики в приготовленную пищу.
Готу кола (gotu kola) Готу кола (азиатская центелла) является родственницей петрушки и моркови. В Азии ее уже в течение тысяч лет используют для приготовления пищи и заваривания чая. Ею традиционно лечат расстройства психики, в том числе потерю памяти, умственную усталость, беспокойство и депрессию. С китайского ее название переводится как "фонтан молодости", поскольку считается, что она способствует долголетию. Это также ценная добавка для мозга. В ходе исследований на людях готу кала повышала внимательность на 100%, и снижала тревожность и депрессию на 50%. Такой эффект достигается благодаря присутствию в растении уникальных веществ, называемых тритерпенами. Эти прекурсоры стероидов работают так же, как и препараты, блокирующие распад ацетилхолина. Они предотвращают образование амилоидных бляшек, накапливающихся в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера. Из-за присутствия в названии слова “кола” многие европейцы полагают, что готу кола содержит кофеин. Но на самом деле это не так - растение является релаксантом, а не стимулятором.
Гиперзин. Это изолированный экстракт китайского плауна (баранец пильчатый), традиционное китайское лекарство для улучшения памяти. Это также одна из самых мощных добавок для увеличения уровня ацетилхолина. Гиперзин блокирует действие фермента ацетилхолинэстеразы, разрушающего ацетилхолин. Он продается в качестве самостоятельной добавки, а также входит в состав многих ноотропных комплексов. Гиперзин настолько мощный, что в Китае его используют в качестве одобренного препарата для излечения болезни Альцгеймера. В отличие от трав, упомянутых ранее и являющихся полностью безопасными, гиперзин может вызвать побочные эффекты - расстройство пищеварения, беспокойство, мышечные судороги и подергивания, изменение артериального давления и частоты сердечных сокращений. Его не следует принимать совместно с антихолинергическими препаратами - антигистаминами, антидепрессантами и лекарствами от болезни Альцгеймера.
Галантамин. Это еще одна травяная добавка, которую следует принимать с осторожностью. В США она одобрена для излечения болезни Альцгеймера и доступна как по рецепту, так и без него. Галантамин используется для улучшения памяти, снижения спутанности ума и замедления прогрессирования заболевания Альцгеймера. Список его побочных эффектов очень схож с таковыми у гиперзина. К тому же он плохо реагирует буквально с сотнями лекарств. Прежде чем начать прием галантамина, настоятельно рекомендуется обсудить это с врачом. Другие травяные добавки, повышающие уровень ацетилхолина Хотя вышеперечисленные добавки являются самыми мощными холинергиками, есть и много других растительных средств, демонстрирующих способность увеличивать количество ацетилхолина. Это ашваганда, базилик, имбирь, корица, арктический корень, куркума, шафран и гинкго билоба. Питательные вещества
Витамин B5 (кислота пантотеновая). Это один из витаминов B-комплекса. "Пантотеновая" означает "присутствующая повсюду", поскольку она содержится во многих пищевых источниках. Хотя все витамины группы B необходимы для здорового функционирования мозга, витамин B5 является важным кофактором, участвующим в превращении холина в ацетилхолин. Именно поэтому вы иногда можете увидеть B5 в составе таких добавок для мозга, как Alpha GPC, цитиколин и др.
Ацетил-L-карнитин Эта аминокислота доказала свою способность улучшать концентрацию внимания, ясность ума и настроение. Данная кислота является предшественником ацетилхолина и имеет подобную ему структуру, поэтому связывается и активирует его рецепторы в головном мозге. Ацетил-L-карнитин обладает быстродействующими антидепрессантными свойствами, что делает его эффективным при потере памяти и депрессии. Эта добавка, как правило, безопасна, но ее не следует принимать с лекарствами, разжижающими кровь.

Побочные эффекты добавок ацетилхолина

Как и в случае со всеми нейромедиаторами, его переизбыток так же вреден, как и нехватка. Общим симптомом передозировки является чувство депрессии. Некоторые люди жалуются на головные боли. Пациенты также могут столкнуться с напряжением в мышцах и судорогами, тошнотой и интенсивной усталостью. Если вы страдаете от этих симптомов, просто сделайте перерыв и дайте организму время приспособиться. Будьте особенно осторожны с такими мощными добавками, как гиперзин и галантамин, но имейте в виду, что любое средство, применяемое в качестве лекарства, является достаточно сильным, чтобы вызывать побочные эффекты или негативно взаимодействовать с другими веществами.

Возможно, будет полезно почитать: