Автор текста – Анисимова Е.С.
Авторские права защищены (продавать текст нельзя).
Курсив не зубрить.
Замечания можно присылать по почте: exam_bch@mail.ru
https://vk.com/bch_5
См. сначала п.92, также п.110 и 111.
ПАРАГРАФ 94 (основная версия):
«Быстрые ответы, механизм действия нейромедиаторов».
Содержание параграфа:
1. Быстрые ответы
2. Механизм действия возбуждающих нейромедиаторов.
3. Механизм действия тормозных нейромедиаторов.
4. Медицинское значение нейромедиаторов.
Через рецепторы, расположенные на внешней поверхности плазматической мембраны, действуют гидрофильные гормоны,
так как эти гормоны не способны проходить через мембраны внутрь клеток.
(Гидрофобные гормоны тоже способны действовать на внешние рецепторы,
но они способны действовать и на внеклеточные – п.93).
Связывание гормона с внешним рецептором приводит к тому, что
рецептор (гормон-рецепторный комплекс) начинает воздействовать:
1) или на ионный канал (обычно канал при этом открывается),
2) или на фермент (ТК или ГЦ),
3) или на G-белок.
G-белок, в свою очередь, может действовать на:
1) на ионные каналы,
2) на ферменты (АЦ, ФЛ С).
Подробно об этом см. № 92-98. Здесь только о быстрых ответах.
Быстрые ответы (ионотропные)
Быстрыми называют клеточные ответы,
которые развиваются за миллисекунды (мс).
Ответы развиваются так быстро, когда
рецептор является одновременно ионным каналом (канальным рецептором).
(Или гормон-рецепторный комплекс непосредственно взаимодействует с ионным каналом).
В отсутствие гормона ионный канал закрыт (обычно),
а при связывании гормона с рецептором происходит
изменение конформации ионного канала, приводящее к открытию канала.
Через открывшийся канал переходят ионы через мембрану (по градиенту ионов),
переход ионов приводит к изменению концентрации заряженных частиц с разных сторон мембраны
и к изменению заряда мембраны.
Изменение заряда мембраны приводит к изменению активности клетки.
Быстрое развитие ответа характерно для действия гормонов, секретируемых нейронами в синапсы (для нейромедиаторов).
Другие гормоны тоже могут менять конформацию и количество ионных каналов, приводит к ионотропным эффектам, но не за миллисекунды, то есть быстрыми их эффекты не будут.
Механизм действия возбуждающих нейромедиаторов.
Связывание глутамата с рецепторами глутамата
или ацетилхолина с N-холинорецепторами
приводит к открытию каналов для ионов натрия.
Ионы Na+ через каналы поступают внутрь клетки,
увеличение концентрации положительно заряженных частиц на внутренней поверхности ЦПМ приводит к деполяризации,
деполяризация приводит к возбуждению клетки.
Так Глу и АХ оказывают на клетки возбуждающее действие
и поэтому они называются возбуждающими нейромедиаторами.
(Глу и АХ могут оказывать и медленное действие, но через другие рецепторы).
Схема:
Нейромедиатор ; рецептор ; открытие канала ; вход Na+ ; де/поляризация ; возбуждение.
Механизм действия тормозных нейромедиаторов.
Тормозящее действие оказывают медиаторы ГАМК и глицин.
Они через свои рецепторы (ГАМК – через ГАМКА) открывают каналы для ионов хлора (хлоридные каналы).
Cl– через открывшиеся каналы входит внутрь клетки.
Вход ионов хлора приводит к накоплению
отрицательно заряженных ионов на внутренней стороне мембраны
и возникновению гипер/поляризации,
при которой большинство клеток затормаживается
(исключение – клетки сетчатки: они при гипер/поляризации возбуждаются – п.96).
Схема:
нейромедиатор ; рецептор ; открытие канала ; вход Сl– ; гипер/поляризация ; торможение.
Медицинское значение нейромедиаторов.
Изменение соотношения Глу и ГАМК в пользу Глу (дефицит тормозного медиатора ГАМК)
приводит к перевозбуждению и судорогам.
Дефицит ГАМК считается причиной эпилептических «припадков».
Нарушение действия ГАМК при повреждении рецепторов ГАМК
под действием столбнячного токсина
приводит к судорогам и смерти
(если не ввести противостолбнячную сыворотку).
Блокада N-холинорецепторов
(возбуждающего действия ацетилхолина) курареподобными ядами приводит к параличу и смерти.
Повреждение рецепторов глицина происходит под действием стрихнина;
но стрихнин может применяться и в качестве лекарства.
Автор текста – Анисимова Е.С. Авторские права защищены (продавать текст нельзя).
Курсив не зубрить. Замечания можно присылать по почте: exam_bch@mail.ru
См. сначала п.92, также п.110 и 111.
ПАРАГРАФ 94 (вторая версия):
Быстрые ответы, механизм действия нейромедиаторов.
Как уже говорилось в п. 93, через рецепторы ЦПМ действуют гидрофильные гормоны,
потому что гидрофильные гормоны не способны проходить через мембрану (ее липидный слой).
Гидрофобные гормоны тоже способны действовать через внешние рецепторы, но больше известно об их действии через внутренние рецепторы - № 93.
Связывание гормона с рецептором ЦПМ приводит к образованию гормон-рецепторного комплекса
и к изменению конформации рецептора и активности рецептора.
HR-комплекс действует на другие белки мембраны
(то есть связывается с ними и изменяет их конформацию и активность):
на ионные каналы,
на ферменты в мембране,
на G-белки. Подробнее в п. 92.
В этом вопросе – только о действии на ионные каналы, об остальном № 95-97.
Рецептор может быть частью того белка, который является ионным каналом
(такой рецептор называется канальным).
Связывание гормона (нейромедиатора) с таким рецептором
приводит к изменению конформации ионного канала,
в результате чего канал становится проницаемым для ионов – открывается.
Когда говорят об изменении проницаемости мембраны для ионов,
имеют в виду изменение проницаемости мембраны
в результате изменения конформации ионных каналов;
без ионных каналов мембрана не способна пропускать ионы.
Прохождение ионов через канал приводит
к изменению концентраций ионов по разные стороны мембраны.
Поскольку у ионов есть заряд (по определению),
то изменение [ионов] приводит к изменению заряда мембраны;
изменения заряда называются деполяризацией и гиперполяризацией.
От заряда мембраны зависит активность клетки:
деполяризация клетки приводит к увеличению активности клетки (к возбуждению клетки),
а гиперполяризация – к снижению активности
(к торможению, но известно исключение – гиперполяризация палочек сетчатки при приводит к активации палочек – см. № 96).
В состоянии покоя на внешней стороне мембраны больше положительно заряженных ионов, чем на внутренней,
поэтому говорят, что в покое внешняя сторона мембраны заряжена положительно, а внутренняя – отрицательно.
Поступление в клетку положительно заряженных ионов (натрия или кальция) приведет к деполяризации,
а поступление в клетку отрицательно заряженных ионов (хлора) приведет к гиперполяризации.
(Выход из клетки положительно заряженных ионов калия тоже приведет к гиперполяризации).
Указанные транспорты ионов (в указанных направлениях) происходят через каналы.
Транспорт ионов через каналы происходит по градиенту концентраций ионов,
то есть ионы идут с той стороны мембраны, где их больше,
на ту сторону мембраны, где их меньше.
Ионов натрия и хлора (диссоциированной поваренной соли)
больше снаружи, чем внутри клетки,
поэтому при открытии каналов Na+ и Cl– они поступают внутрь клетки.
При этом ионы натрия вносят с собой положительный заряд,
а ионы хлора – отрицательный.
Поступление внутрь положительно заряженных ионов натрия приводит к деполяризации мембраны и возбуждению клетки.
Поступление внутрь ионов хлора приводит к гиперполяризации мембраны и торможению клетки.
Поэтому медиаторы, которые открывают натриевые каналы являются возбуждающими;
примеры возбуждающих медиаторов – глутамат и ацетилхолин (при действии через N-рецепторы; о М-рецепторах см. № 95).
Медиаторы, которые открывают хлоридные каналы, являются тормозящими;
примеры – ГАМК (при действии через ГАМКА-рецепторы и глицин.
Механизм действия возбуждающих медиаторов глутамата и ацетилхолина (через N-рецепторы).
Связывание этих медиаторов со своими рецепторами приводит к открытию натриевых каналов,
через которые ионы натрия входят в клетку, внося с собой положительный заряд.
В результате возникают деполяризация мембраны и возбуждение клетки.
Механизм действия тормозящих медиаторов
ГАМК (через ГАМКА-рецепторы) и глицина.
Связывание этих медиаторов со своими рецепторами
приводит к открытию хлоридных каналов,
через которые ионы хлора входят в клетку,
внося с собой отрицательный заряд.
В результате возникают гиперполяризация мембраны и торможение клетки.
Эффекты медиаторов, связанные с открытием натриевых и хлоридных каналов,
развиваются за миллисекунды,
потому эти эффекты называют быстрыми (так же называется и тип ответа клетки).