Ацетилхолин: общие сведения, синтез, классификация и функции гормона

Что такое ацетилхолин? Эффект ацетилхолина

Ацетилхолин — это нейротрансмиттер, считающийся естественным фактором, который модулирует бодрствование и сон. Его предшественником является холин, проникающий из межклеточного пространства во внутреннее пространство нервных клеток.

Ацетилхолин является основным посланником холинергической системы, также известной как парасимпатическая система, которая является подсистемой вегетативной нервной системы, ответственной за остальную часть тела и улучшающей пищеварение. Ацетилхолин не используется в медицине.

Что такое ацетилхолин?

Ацетилхолин является так называемым нейрогормон. Это первый обнаруженный нейротрансмиттер. Этот прорыв произошел в 1914 году. Первооткрывателем ацетилхолина был английский физиолог Генри Дейл. Австрийский фармаколог Отто Лоуи внес значительный вклад в изучение этого нейротрансмиттера и его популяризацию. Открытия обоих исследователей были удостоены Нобелевской премии в 1936 году.

Ацетилхолин (АХ) является нейротрансмиттером (т.е., химическое вещество, молекулы которого отвечают за процесс передачи сигнала между нейронами через синапсы и нейрональные клетки).

Он находится в нейроне, в небольшом пузыре, окруженном мембраной. Ацетилхолин является липофобным соединением и плохо проникает в гематоэнцефалический барьер.

Обратите внимание

Состояние возбуждения, вызванное ацетилхолином, является результатом действия на периферические рецепторы.

Ацетилхолин действует одновременно на два типа вегетативных рецепторов:

  • M (мускариновые) — расположены в различных тканях, таких как гладкие мышцы, структуры мозга, эндокринные железы, миокард;
  • N (никотин) — расположены в ганглиях вегетативной нервной системы и нервно-мышечных переходов.

После входа в кровоток он стимулирует всю систему с преобладанием стимуляции симптомов общей системы. Эффекты ацетилхолина недолговечны, неспецифичны и слишком токсичны. Поэтому в настоящее время он не является целебным.

Как образуется ацетилхолин?

Ацетилхолин (C7H16NO2) представляет собой сложный эфир уксусной кислоты (CH3COOH) и холина (C5H14NO +), которая образована холинацетилтрансферазой. Холин доставляется в ЦНС вместе с кровью, откуда он переносится в нервные клетки посредством активного транспорта.

Ацетилхолин может храниться в синаптических везикулах. Этот нейротрансмиттер за счет деполяризации клеточной мембраны (электроотрицательным уменьшить электрический потенциал клеточной мембраны) высвобождается в синаптическое пространство.

Ацетилхолин деградирует в центральной нервной системе ферментами с гидролитическими свойствами, так называемыми холинэстеразы.

Катаболизм (общая реакция, приводящая к деградации сложных химических соединений на более простые молекулы) ацетилхолина, это связано с ацетилхолинэстеразы (АХЭ — фермент, который разрушает ацетилхолин, чтобы холина и остаток уксусной кислоты) и бутирилхолинэстеразы (BuChE, — фермент, который катализирует реакцию ацетилхолина + H2O → холина + анион кислоты карбоновая кислота), которые отвечают за реакцию гидролиза(реакция двойного обмена, которая проходит между водой и растворенным в ней веществом) в нервно-мышечных соединениях. Это является результатом действия ацетилхолинэстеразы и бутирилхолинэстераза-обратно всасывается в нервных клетках в результате активной работы транспортера для холина.

Влияние ацетилхолина на организм человека

Ацетилхолин показывает, среди прочих действие на тело, такое как:

  • снижение уровня артериального давления,
  • расширение кровеносных сосудов,
  • уменьшая силу сокращения миокарда,
  • стимуляция железистой секреции,
  • сжимающие свет дыхательных путей,
  • высвобождение частоты сердечных сокращений,
  • миоз,
  • сокращение гладких мышц кишечника, бронхов, мочевого пузыря,
  • вызывая сокращение поперечно-полосатых мышц,
  • влияющие на процессы памяти, способность концентрироваться, процесс обучения,
  • сохраняя состояние бодрствования,
  • обеспечивая связь между различными областями центральной нервной системы,
  • стимуляция перистальтики в желудочно-кишечном тракте.

Дефицит ацетилхолина приводит к ингибированию передачи нервных импульсов, вследствие чего происходит паралич мышц. Его низкий уровень означает проблемы с памятью и обработкой информации.

Доступны препараты ацетилхолина, использование которых положительно влияет на когнитивные процессы, настроение и поведение и задерживает начало нейропсихиатрических изменений. Кроме того, они предотвращают образование старческих бляшек.

Увеличение концентрации ацетилхолина в переднем мозге приводит к улучшению когнитивной функции и замедлению нейродегенеративных изменений. Это предотвращает болезнь Альцгеймера или миастению. Редкое состояние избыточного ацетилхолина в организме.

Важно

Также возможно аллергия на ацетилхолин, который отвечает за холинергическую крапивницу. Болезнь в основном поражает молодых людей. Развитие симптомов происходит в результате раздражения аффективных холинергических волокон.

Это происходит во время чрезмерного усилия или потребления горячей пищи. Изменения кожи в виде маленьких пузырьков, окруженных красной границей, сопровождаются зудом.

Холинергическая крапива исчезает после использования антигистаминов, седативных средств и препаратов против чрезмерного потоотделения.

Источник: http://medictionary.ru/acetilkholin/

5. Нейромедиаторы

Главная / Лекции 2 курс / Биохимия / Лекция 13. Биохимия нервной ткани / 5. Нейромедиаторы

Нейромедиаторы — это вещества, которые характеризуются следующими признаками.

  1. Накапливаются в пресинаптической структуре в достаточной концентрации.
  2. Освобождаются при передаче импульса.
  3. Вызывают после связывания с постсинаптической мембраной изменение скорости метаболических процессов и возникновение электрического импульса.
  4. Имеют систему для инактивации или транпортную систему для удаления из синапса, обладающие к ним высоким сродством.

Таким образом, нейромедиаторы играют важную роль в функционировании нервной ткани, обеспечивая синаптическую передачу нервного импульса. Их синтез происходит в теле нейронов, а накопление — в особых везикулах, которые постепенно перемещаются с участием систем нейрофиламентов и нейротрубочек к кончикам аксонов.

Химическая классификация нейромедиаторов.

Аминокислоты (и их производные).

К ним относят таурин, норадреналин, ДОФАминГАМК, глицин, ацетилхолин, гомоцистеин и некоторые другие (адреналин, серотонин, гистамин, серотонин).

Таурин.

Таурин образуется из аминокислоты цистеина. Сначала происходит окисление серы в SH-группе до остатка серной кислоты (процесс идет в несколько стадий), а затем происходит декарбоксилирование. Таурин — это необычная кислота, в которой нет карбоксильной группы, а имеется остаток серной кислоты.

Таурин принимает участие в проведении нервного импульса в процессе зрительного восприятия.

Ацетилхолин.

Для синтеза холина требуются аминокислоты серин, метионин. Этаноламин может быть использован и в готовом виде. Но, как правило, из крови в нервную ткань пступает уже готовый холин. Второй же предшественник этого нейромедиатора — Ацетил-КоА, синтезируется в нервных окончаниях.

Продукт этой реакции ацетилхолин участвует в синаптической передаче нервного импульса. Он накапливается в синаптических пузырьках, образуя комплексы с отрицательно заряженным белком везикулином. Передача возбуждения с одной клетки на другую осуществляется с помощью специального синаптического механизма.

Синапс — это функциональный контакт специализированных участков плазматических мембран двух возбудимых клеток. Синапс состоит из пресинаптической мембраны, синаптической щели и постинаптической мембраны.

Совет

Мембраны клеток в месте контакта имеют утолщения в виде бляшек — нервных окончаний. Нервный импульс, достигший нервного окончания, не в состоянии преодолеть возникшее перед ним препятствие — синаптическую щель. После этого электрический сигнал преобразуется в химический.

Пресинаптическая мембрана содержит специальные канальные белки, подобные белкам, формирующим натриевый канал в мембране аксона. Они тоже реагируют на мембранный потенциал, изменяя свою конформацию и формируют канал.

В результате ионы Са2+ проходят через пресинаптическую мембрану по градиенту концентраций в нервное окончание. Градиент концентраций Са2+ создается работой Са2+-зависимой.

АТФазы — кальциевым насосом. Повышение концентрации Са2+ внутри нервного окончания вызывает слияние 200-300 имеющихся там везикул, заполненных ацетилхолином, с плазматической мембраной. Далее ацетилхолин секретируется в синаптическую щель путем экзоцитоза, и присоединяется к рецепторным белкам, расположенным на поверхности постсинаптической мембраны.

Ацетилхолиновый рецептор представляет собой трансмембранный олигомерный гликопротеиновый комплекс, состоящий из 6 субъединиц: 2-, 2-бета, 1-гамма и 1-дельта. Плотность расположения белков-рецепторов в постсинаптической мембране очень велика — около 20000 молекул на 1 мкм2. Пространственная структура рецептора строго сооответствует конформации медиатора.

При взаимодействии с ацетилхолином белок-рецептор так изменяет свою конформацию, что внутри него формируется натриевый канал. Катионная селективость канала обеспечивается тем, что ворота канала сформированы отрицательно заряженными аминокислотами.

Таким образом повышается проницаемость постсинаптической мембраны для натрия и возникает новый импульс (или сокращение мышечного волокна). Деполяризация постсинаптической мембраны выеывает диссоциацию комплекса “ацетилхолин-белок-рецептор” и ацетилхолин освобождается в синаптическую щель.

Как только ацетилхолин оказывается в синаптической щели, он за 40 мкс подвергается быстрому гидролизу под действием фермента ацетилхолинэстеразы.

Во время гидролиза ацетилхолина образуется промежуточный фермент-субстратный комплекс, в котором ацетилхолин связан с активным центром фермента через серин.

Обратите внимание

Необратимое ингибирование холинэстеразы вызывает смерть. Ингибиторами холинэстеразы являются фосфорорганические соединения (хлорофос, дихлофос, табун, зарин, зоман, бинарные яды).

Эти вещества связываются ковалентно с серином в активном центре фермента. Некоторые из них синтезированы в качестве инсектицидов, а некоторые — в качестве боевых отравляющих веществ (нервно-паралитические яды).

Смерть наступает в результате остановки дыхания.

Обратимые ингибиторы холинэстеразы используются как лечебные препараты. Например, при лечении глаукомы и атонии кишечника.

Катехоламины: норадреналин и дофамин. Адренэргические синапсы встречаются в постганглионарных волокнах, в волокнах симпатической нервной системы, в различных отделах головного мозга. Катехоламины в нервной ткани синтезируются по общему механизму из тирозина. Ключевой фермент синтеза — тирозингидроксилаза, ингибируемая конечными продуктами.

Норадреналин — медиатор в постганглионарных волокнах симпатической и в различных отделах ЦНС.

Дофамин — медиатор проводящих путей, тела нейронов которого расположены в отделе мозга, который отвечает за контроль произвольных движений. Поэтому при нарушении дофаминэргической передачи возникает заболевание паркинсонизм.

Катехоламины, как и ацетилхолин, накапливаются в синаптических пузырьках и тоже выделяется в синаптическую щель при поступлении нервного импульса. Но регуляция в адренэргическом рецепторе происходит иначе.

В пресинаптической мембране здесь имеется специальный регуляторный белок — -ахромогранин (Мм = 77 кДа), который в ответ на повышение концентрации медиатора в синаптической щели связывает уже выделившийся медиатор и прекращает его дальнейший экзоцитоз. Фермента, разрушающего медиатор, в адренэргических синапсах нет.

После передачи импульса молекулы медиатора перекачивается специальной транспортной системой путем активного транспорта с участием АТФ обратно через пресинаптическую мембрану и включается вновь в везикулы.

Читайте также:  Тенотен: общие сведения о лекарстве, состав, инструкция, отзывы

В пресинаптическом нервном окончании излишек медиатора может быть инактивирован моноаминоксидазой, а также катехоламин-О-метилтрансферазой путем метилирования по оксигруппе. Кокаин тормозит активный транспорт катехоламинов.

Важно

Передача сигнала в адренэргических синапсах протекает по механизму, известному Вам из лекций по теме “Биохимия гормонов” с участием аденилатциклазной системы.

Связывание медиатора с постсинаптическим рецептором почти мгновенно вызывает повышение концентрации ц-АМФ, что приводит к быстрому фосфорилированию белков постсинаптической мембраны. В результате изменяется генерация нервных импульсов постсинаптической мембраной (тормозится).

В некторых случаях непосредственной причиной этого является повышение проницаемости постсинаптической мембраны для калия, либо снижением проводимости для натрия (эти события приводят к гиперполяризации).

ГАМК — тормозной медиатор. Повышает проницаемость постсинаптических мембран для ионов калия. Это ведет к изменению мембранного потенциала.

Глицин — тормозной медиатор, по вызываемым эффектам подобен гамк.

Пептиды.

Имеют в своем составе от трех до нескольких десятков аминокислотных остатков. Функциониуют только в высших отделах нервной системы.

Эти пептиды, как и катехоламины, выполняют функцию не только нейромедиаторов, но и гормонов. Передают информацию от клетки к клетке по системе циркуляции.

Сюда относятся:

  1. нейрогипофизарные гормоны (вазопрессин, либерины, статины). Эти вещества одновременно и гормоны и медиаторы;
  2. гастроинтестинальные пептиды (гастрин, холецистокинин). Гастрин вызывает чувство голода, холецистокинин вызывает чувство насыщения, а также стимулирует сокращение желчного пузыря и функцию поджелудочной железы;
  3. опиатоподобные пептиды (или пептиды обезболивания). Образуются путем реакций ограниченного протеолиза белка-предшественника проопиокортина. Взаимодействуют с теми же рецепторами, что и опиаты (например, морфин), тем самым имитируют их действие. Общее название — эндорфины — вызывают обезболивание. Они легко разрушаются протеиназами, поэтому их фармакологический эффект незначителен;
  4. пептиды сна. Их молекулярная природа не установлена. Известно лишь, что их введение животным вызывает сон;
  5. пептиды памяти (скотофобин). Накапливается в мозге крыс при тренировке на избегание темноты;
  6. пептиды — компоненты ренин-ангиотензиновой системы. Показано, что введение ангиотензина-II в центр жажды головного мозга вызывает появление этого ощущения и стимулирует секрецию антидиуретического гормона.

Образование пептидов происходит в результате реакций ограниченного протеолиза, разрушаются также под действием протеиназ.

Далее по теме:

Источник: https://www.medkurs.ru/lecture2k/biochemistry/lb13/4223.html

Нейромедиатор ацетилхолин: на страже здравого ума и твердой памяти

Нейромедиаторы играют важную роль в надлежащем функционировании нервной системы человека.

Одним из таких веществ является ацетилхолин – органическая молекула, наличие которой характерно для мозга различных млекопитающих, птиц и, конечно же, человека.

Какую роль нейромедиатор ацетилхолин играет в организме человека, почему он так важен и существуют ли способы повышения уровня ацетилхолина в организме – читайте в статье, которую для Вас подготовил estet-portal.com.

Что представляет собой нейромедиатор ацетилхолин и каковы его функции?

Химическая формула нейромедиатора ацетилхолина CH3COO(CH2)2N+(CH3). Эта органическая молекула играет роль в функционировании центральной и периферической нервной системы.

Место синтеза ацетилхолина – аксоны нервных клеток, вещества, необходимые для формирования ацетилхолина: ацетилкофермент А и холин (витамин В4).

За баланс данного медиатора отвечает ацетилхолинэстераза (фермент), который способен разрушать избыточный ацетилхолин на холин и ацетат.

Функции ацетилхолина

  • улучшение когнитивных способностей;
  • улучшение памяти;
  • улучшение нервно-мышечной связи.

Ученые обнаружили, что нейромедиатор ацетилхолин не только помогает улучшить память и способствовать обучению, он также помогает мозгу различать старые и новые воспоминания – благодаря ему мы помним, что было вчера, а что – пять лет назад.

В мембране мышечных клеток находятся Н-холинорецпеторы, которые чувствительны к ацетилхолину. Когда ацетилхолин соединяется с такого рода рецептором, ионы натрия попадают в клетки мышц, в результате чего мышцы сокращаются. Что касается действия ацетилхолина на сердечную мышцу, оно отличается от воздействия на гладкие мышцы – частота сердечных сокращений уменьшается.

При уменьшении уровня нейромедиатора ацетилхолина наблюдается дефицит ацетилхолина. Точно определить причину такого дефицита сможет врач.

Симптомы дефицита ацетилхолина:

  • неумение слушать;
  • неспособность сконцентрироваться;
  • неспособность запоминать и вспоминать информацию (нарушение памяти);
  • медленная обработка информации;
  • жировой метаморфоз печени;
  • болезнь Альцгеймера;
  • нарушения сна;
  • проблемы с нервами;
  • повышенная усталость;
  • мышечная слабость.

Когда уровень ацетилхолина в организме нормализируется, а происходит это посредством правильного питания, воспаление подавляется, а связь между мышцами и нервами улучшается.

Риску снижения уровня нейромедиатора ацетилхолина подвержены:

  • марафонцы и спортсмены, которые выполняют упражнения на выносливость;
  • люди, злоупотребляющие алкоголем;
  • вегетарианцы;
  • люди, рацион питания которых не сбалансирован.

Основным фактором, способствующим снижению или повышению ацетилхолина в организме, является сбалансированное питание.

Существует три основных способа повышения уровня нейромедиатора ацетилхолина в организме:

  • питание;
  • регулярная физическая активность;
  • интеллектуальные тренировки.

Продукты питания, богатые холином (витамином В4) – печень (куриная, говяжья и т.д.), яйца, молоко и молочные продукты, индейка, зеленолистные овощи. Кофе лучше заменить чаем. Проследите за тем, чтобы в Вашем рационе было достаточно таких продуктов, и Вы сможете не беспокоиться о дефиците ацетилхолина.

При нехватке сырья для производства нейромедиатора ацетилхолина мозг начинает «есть сам себя», поэтому тщательно следите за своим рационом питания.

Если по какой-либо причине человек не может получить достаточное количество витамина В4 из продуктов питания, для повышения уровня ацетилхолина врач может назначить следующие добавки и препараты:

  • лецитин;
  • цитиколин;
  • L-альфа глицерилфорсфорилхлорин;
  • Битартрат холина;
  • Фосфатидилхолин;
  • Ацетил-L-карнитин (ALCAR);
  • рацетамы;
  • ингибиторы ацетилхолинэстеразы.

Estet-portal.com напоминает, что назначением добавок и препаратов занимается врач после проведения соответствующих анализов.

Источник: https://estet-portal.com/statyi/nejromediator-atsetilkholin-na-strazhe-zdravogo-uma-i-tverdoj-pamyati

ПОИСК

    Каков источник огромного избытка ацетилхолина, наблюдаемого при отравлении ФОС Колхоун [26, 28] высказал предположение, что ацетилхолин может образовываться двумя путями — при освобождении из связанного состояния во время синаптической передачи (в обычных условиях он подвергается гидролизу холинэстеразой) и путем его синтеза заново, который не связан с нервной деятельностью. Колхоун показал, что у американского таракана имеют место оба пути в виде последовательных фаз (рис. 42). После отравления ТЭПФ наблюдалось небольшое переходящее повышение содержания ацетилхолина в нервных цепочках, которое исчезало через 4 час. Это было связано с освобождением ацетилхолина в нервной системе, причем снижение уровня ацетилхолина наблюдалось к тому времени, когда повышенная возбудимость сменялась параличом. После этого содержание ацетилхолина постепенно возрастало до огромных размеров и начинало снижаться лишь через 2 суток, когда происхо- [c.290]
    Авитаминоз связан с накоплением в организме пировиноградной кислоты, которая в больших количествах вызывает изменение кислотно-ос-новного состояния организма и нарушение функций центральной и периферической нервных систем, а также нарушение синтеза ацетилхолина вследствие снижения образования АТФ. В результате развивается заболевание нервной системы полиневрит (болезнь бери-бери) — прогрессирующая дегенерация нервов потеря кожной чувствительности, нарушение секреторной и моторной функции желудочно-кишечного тракта, паралич мышц с последующей их атрофией. [c.115]

    Существует ряд доказательств в пользу теории передачи нервных импульсов с помощью химических медиаторов. Основные из них, подтверждающие положение о том, что ацетилхолин — медиатор парасимпатической нервной системы, следующие 1) гидролиз ацетилхолина под воздействием холинэстеразы — процесс, специфический для нервной ткани и протекающий с огромной скоростью 2) скорость гидролиза ацетилхолина совпадает со скоростью передачи нервного импульса 3) холинэстераза локализована исключительно на поверхности аксона 4) торможение действия холинэстеразы физостигмином, эзерином и другими веществами замедляет и прекращает передачу нервных импульсов. Отсюда можно заключить, что в основе передачи нервного импульса по парасимпатическим нервам лежит биохимическая система, приводящая к синтезу и освобождению ацетилхолина и затем к его разрушению. [c.568]

    Ацетилхолин представляет собой сложный эфир уксусной кислоты и холина. Он синтезируется в тканях при помощи специального фермента холинацетилазы.

Синтез ацетилхолина в нервной системе протекает при участии глюкозы, распад которой дает ацетильные группы и энергию, необходимую для образования аденозинтрифосфата, обеспечивающего фосфорилирование промежуточных продуктов, необходимых для синтеза. Предпоследним этапом является образование ацетилкоэнзима А. [c.435]

Совет

    Тиаминфосфат вместе с пантотеновой кислотой способствуют синтезу ацетилхолина и, следовательно, необходимы для нормального функционирования нервной системы. [c.129]

    В настоящее время используется более 200 органических инсектицидов, предназначенных для того, чтобы уничтожать насекомых, ие нанося существенного вреда людям и живот-ным .

Действие многих из этих соединений состоит в ингибировании дыхания клеток другие разобщают синтез АТР и перенос электронов. Хлорированные углеводороды, такие, как ДДТ, действуют на нервную систему, причем механизм этого действия до сих пор еще не установлен.

Один из крупнейших классов органических инсектицидов действует на специфический фермент нервной системы — ацетилхолинэстеразу. Нейромедиатор ацетилхолин выделяется из нервных окончаний в области многих синапсов (гл. 16).

Ацетилхолин (обладающий большой токсичностью, когда он находится в избыточных количествах) должен быстро разрушаться, в противном случае синапс не будет готов к передаче следующего импульса  [c.104]

    Небольше известно и о пластичности зрелой нервной системы, о привыкании и условных рефлексах, об обучаемости и памяти. Кроме всего прочего, синапс обсуждается как участок пластичности. Обучаемость не зависит от синтеза ДНК, но сопряжена с синтезом РНК и белков.

Долговременная и кратковременная память различаются в экспериментах с использованием антибиотиков только в случае долговременной памяти необходим синтез белка. Подобным образом, антисыворотка против S-100 и некоторые белки, специфичные для мозга, блокируют способность к обучению.

Нет специальных молекул памяти в основном белковый синтез обеспечивает обычный рост нервной клетки или ее синапсов, активированных при обучении.

Читайте также:  Новое белорусское лекарство от рассеянного склероза лейковир: исследования, эффективность

, Из всех нейромедиаторов только катехоламины и ацетилхолин (но не серотонин) имеют отношение к обучаемости, причем гормон гипофиза АСТН в этой связи играет особую роль. [c.350]

Обратите внимание

    Ацетилхолин и специфическая холинэстераза неравномерно распределены в нервной системе, Так, например, серое вещество полушарий головного мозга содержит (на сухое вещество) 0,39 мг% ацетилхолина и 10,8 единицы холинэстеразы (в условных единицах), а продолговатый мозг — 0,37 мг% ацетилхолина и только 5,6 единицы холинэстеразы (П. А. Коме-тиани). Обычно более высокое содержание холинацетилазы имеется там, где с наибольшей скоростью синтезируется ацетилхолин. Нормальная функция передачи возбуждения холинергическими нервами на воспринимающие ткани связана не только с быстротой синтеза и освобождения ацетилхолина (находящегося в нервной ткани частично в связанном состоянии), но также с быстротой его распада, т. е. гидролиза. Отсюда ясно, что активность холинэстеразы имеет в этом отношении большое значение. [c.411]

    Различия в строении радикала практически не влияют на биохимические свойства фосфолипидов. Так, и фосфатидилэтаноламины (кефали-ны), и фосфатыдшгсермныучаствуютв формировании мембран клеток. Фос-фатидилхолины в большом количестве содержатся в желтках яиц птиц (по этой причине и получили свое название лецитины от греч.

le itos— желток), в мозговой ткани человека и животных, в соевых бобах, семенах подсолнечника, зародышах пшеницы. Причем холин (витаминоподобное соединение) может присутствовать в тканях и в свободном ввде, выполняя роль донора метильных групп в процессах синтеза различных веществ, например метионина.

Поэтому при недостатке холина наблюдается нарушение обмена веществ, которое приводит, в частности, к жировому перерождению печени. Производное холина — ацетилхолин — является медиатором нервной системы.

Фосфатидилхолины широко используются в медицине при лечении заболеваний нервной системы, в пищевой промышленности как биологически активные добавки (в шоколад, маргарин), а также в качестве антиоксидантов.

Фосфатидилинозиты представляют интерес как предшественники простагландинов — биохимических регуляторов особенно высоко их содержание в нервных волокнах спинного мозга. Инозит, как и холин, является витаминоподобным соединением (см. главу 3). [c.256]

    АТФ не только обеспечивает энергией мышечное сокращение, но и играет важную роль в деятельности нервной системы.

Нервные клетки образуют важное для них химическое вещество — ацетилхолин — с помощью фермента холинацетилазы, и необходимая для его синтеза энергия берется от АТФ.

Важно

АТФ может быть связан также с ферментными системами, обеспечивающими движение одноклеточных организмов, как это известно, по крайней мере для одного случая, а именно для продвижения сперматозоида к неоплодотворенному яйцу. [c.172]

    Биологическое действие. Холин (витамин В ) является донором метильных групп, используемых при синтезе незаменимой аминокислоты метионина и участвует в обмене белков.

Он входит в состав ацетилхолина — химического медиатора нервной системы и таким образом участвует в передаче нервных импульсов. Входя в состав фосфолипидов, осуществляет ли-потропную функцию, т. е.

предохраняет печень от ожирения и способствует накоплению в ней гликогена. [c.123]

    Из отдельных аминокислот синтезируются многие биологически активные вещества гормоны, коферменты, биогенные амины. Так, из фенилаланина и тирозина синтезируются гормоны катехоламины (адреналин и норадреналин) и тироксин.

Аминокислота аланин входит в состав кофермента ацетилирования (КоА). Метионин используется для синтеза нейропередатчика ацетилхолина, который играет важную роль в функции нервной системы.

Применяется он при лечении заболеваний нервной системы и для улучшения восстановительных процессов, в том числе и в спортивной практике. [c.235]

    Химические типы нейромедиаторов (рис. 8.29). В качестве нейромедиаторов в мозге используется несколько соединений синапсы специализируются на одном типе медиатора. Наиболее изученные на сегодняшний день медиаторы-норадреналин (адренергические синапсы) и ацетилхолин (холинер-гические синапсы).

Совет

Этот факт можно объяснить чисто методическими причинами указанные медиаторы можно исследовать в клетках периферической нервной системы. Например, нейроны симпатической нервной системы являются адренергическими, нейроны парасимпатической нервной системы-холинергическими.

Однако в мозге эти два типа синапсов вместе принадлежат лишь небольшой части всех нейронов в качестве нейромедиаторов здесь действует ряд аминокислот (гистамин, глутаминовая кислота, аспарагиновая кислота, глицин и другие).

Существенным для синаптической активности является не только синтез, но и процесс инактивации медиатора. На рис. 8.29 представлены основные их типы. [c.121]

    Эфиры фосфорной кислоты и соединения адени-ловой системы, участвующие во внутриклеточном обмене веществ, требуют для своего действия обязательного присутствия солей калия. Дефицит ионов К+ нарушает фосфорилирование. Подобный процесс наблюдается при хирургических вмешательствах, при тиреотоксикозе и ряде других патологических состояний.

Ионы К+, На+, Са + участвуют в синтезе АТФ, ацетилхолина. Ионы a + являются ингибитором фермента трансфосфорилазы, принимающего участие в обмене АТФ, пировиноградной кислоты, биосинтезе никотиновой кислоты и т. д. Известна роль ионов a + в функциях нервной, сердечно-сосудистой систем, пищеварении, мышечном сокращении и других процессах. [c.

175]

    Ацетилхолинэстераза, а также холинацетилаза (фермент, катализирующий синтез ацетилхолина) необходимы для передачи нервных импульсов. Блокирование этой системы приводит к смерти. [c.299]

    Нервные импульсы, вызывающие секрецию АДГ, являются результатом действия ряда различных стимулирующих факторов. Главный физиологический стимул — это повышение осмоляльности плазмы.

Его эффект опосредуется осморецепторакш, локализованными в гипоталамусе, и барорецепторами, находящимися в сердце и других отделах сосудистой системы. Гемодилюция (снижение осмоляльности) оказывает противоположное действие.

Обратите внимание

К другим стимулам относятся эмоциональный и физический стресс и воздействие фармакологических агентов, в том числе ацетилхолина, никотина и морфина.

В большинстве случаев усиление секреции сочетается с повышением синтеза АДГ и нейрофизина II, поскольку при этом не происходит истощения резервов гормона. Адреналин и агенты, вызывающие увеличение объема плазмы, подавляют секрецию АДГ аналогичным эффектом обладает этанол. [c.184]

Источник: https://www.chem21.info/info/614037/

Ацетилхолин. Функции. Ферменты, участвующие в синтезе и инактивации ацетилхолина. Типы рецепторов ацетилхолина. Механизм нейрональной трансдукции с вовлечением рецепторов ацетилхолина

Б. Ацетилхолин

Ацетилхолин — нейротрансмиттер периферической и центральной нервной системы.

Функция

В периферической нервной системе ацетилхолин стимулирует сокращение мышц. Ацетилхолин вызывает открытие лиганд-открываемых натриевых каналов клеточной мембраны. Вход Na+ вызывает сокращение мышц. В то же время, сократимость кардиомиоцитов снижается.

Эти различия обусловлены разными типами рецепторов ацетилхолина.

В автономной нервной системе ацетилхолин высвобождается во всех пре- и постганглионарных парасимпатических нейронах, во всех преганглионарных симпатических нейронах, некоторых постганглионарных симпатических нейронах (например, в потовых железах).

В центральной нервной системе ацетилхолин выполняет функцию нейромодулятора.

Синтез и деградация

Ацетилхолин синтезируется посредством холинацетилтрансферазы из холина и ацетил-КоА. Ацетилхолинэстераза (холинэстераза) превращает ацетилхолин в неактивные метаболиты холин и ацетат.

Рецепторы

Существуют два основных класса рецепторов ацетилхолина: никотиновые рецепторы ацетилхолина (nAChR) и мускариновые рецепторы ацетилхолина (mAChR).

Никотиновые рецепторы ацетилхолина являются ионотропными каналами, проницаемых для ионов Na+ и K+. Стимуляция Н-холинорецепторов вызывает деполяризацию мембраны клетки-мишени. Десенситизация Н-холинорецепторов обусловлена фосфорилированием их субъединиц посредством PKA и PKC.

Мускариновые рецепторы являются метаботропными G-протеин-ассоциированными рецепторами. Стимуляция М-холинорецепторов вызывает биохимические каскады, сопряженные с продукцией вторичных посредников и открытием ионных каналов.

Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК). Функции ГАМК. Типы рецепторов. Синтез и распад ГАМК. Глицин. Функции глицина. Синтез и распад глицина. Рецепторы глицина.

А. ГАМК

Важно

Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК, GABA) — главный ингибиторный нейротрансмиттер ГАМКергических центральной нервной системы и сетчатки. ГАМК является непротеиногенной аминокислотой.

Функции ГАМК

ГАМК в синапсах головного мозга через стимуляцию специфических трансмембранных рецепторов пре- и постсинаптических нейронов.

Стимуляция ГАМК-рецепторов вызывает открытие ионных каналов, обеспечивая вход ионов Cl− в нейрон или выход из нейрона ионов K+. Это вызывает гиперполяризацию мембраны клетки.

Известны 3 вида рецепторов ГАМК — ионотропные ГАМКA- и ГАМКC-рецепторы, сопряженные с ионными каналами и метаботропные ГАМКB-рецепторы, сопряженные с G-протеинами.

Синтез

ГАМК синтезируется из глутамата посредством глутаматдекарбоксилазы, использующей пиридоксальфосфат (витамин B6) в качестве кофермента.

Распад

ГАМК подвергается трансаминированию, а затем окислению с образованием сукцината (янтарной кислоты), которая вступает в цикл Кребса.

ГАМКA- и ГАМКC-рецепторы

– являются ионотропными рецепторами, стимуляция которых вызывает открытие Cl−-каналов.

ГАМКB-рецепторы

– являются метаботропными трансмембранными рецепторами, стимуляция которых вызывает активацию G-протеина и аденилатциклазы с продукцией цАМФ и открытием K+-каналов.

Общим эффектом стимуляции ГАМКергических рецепторов является гиперполяризация постсинаптической мембраны нейронов с предотвращением развития потенциала действия.

Б. Глицин

Функции глицина

Глицин — протеиногенная аминокислота и ингибиторный нейротрансмиттер в центральной нервной системе, особенно в спинном мозге, стволе и сетчатке.

Синтез

Совет

Глицин синтезируется из аминокислоты серина с участием тетрагидрофолата и фермента серингидроксиметилтрансферазы.

Из CO2 + NH4 с участием тетрагидрофолата и NAD+ посредством глицинсинтазы.

Деградация

Глицин разрушается глицин-расщепляющим ферментом с образованием CO2 + NH4 с участием тетрагидрофолата и NADH+.

Превращение глицина в серин посредством серингидроксиметилтрансферазы. Затем серин посредством сериндегидратазы превращается в пируват.

Рецепторы

Стимуляция ионотропных рецепторов глицина GlyR вызывает открытие Cl−-каналов, что вызывает развитие ингибиторного постсинаптического потенциала (IPSP), гиперполяризацию.

Особенности энергетического и углеводного обмена в тканях центральной нервной системы.

ПОТРЕБЛЕНИЕ ГОЛОВНЫМ МОЗГОМ КИСЛОРОДА

Одним из важнейших показателей, характеризующих интенсивность энергетического обмена, служит скорость дыхания. При определении артериовенозной разницы по кислороду, выполненном на интактных животных или людях, было установлено, что потребление кислорода мозгом человека составляет в среднем 1,5-1,7 мкмоль-г/мин», а мозгом крыс – 4,6-4,9 мкмоль-г/мин.

С помощью различных методических приемов показано, что по интенсивности дыхания головной мозг занимает ведущее место среди крупных органов и тканей.

ПОТРЕБЛЕНИЕ ГЛЮКОЗЫ ГОЛОВНЫМ МОЗГОМ

Наряду с высокой скоростью дыхания для мозга характерно интенсивное потребление глюкозы крови.

Ни один орган не поглощает глюкозу крови с такой скоростью и в таких количествах, как мозг, и ни для одной ткани организма не отмечено такой острой потребности в этом субстрате окисления для поддержания нормального функционального состояния. Головным мозгом потребляется до 70% глюкозы, образующейся в печени и выделяющейся из нее в кровь.

Обратите внимание

Эти данные позволяют считать, что глюкоза является основным субстратом окисления в головном мозге.

При уменьшении уровня глюкозы в крови печень, почки, скелетные и сердечная мышцы для – поддержания энергетического баланса и сохранения функциональной активности способны окислять целый ряд других субстратов.

Головной же мозг в этих условиях продолжает потреблять по-прежнему высокие количества глюкозы и кислорода.

И лишь при снижении концентрации глюкозы крови ниже критических величин значительно падает потребление мозговой тканью, как глюкозы, так и кислорода и развивается коматозное состояние с потерей сознания.

Транспорт глюкозы в мозг осуществляется преимущественно с помощью специальной системы переносчиков

ГЛЮТ-1 обеспечивает стабильный поток глюкозы в мозг;

ГЛЮТ-2 обнаружен в клетках органов, выделяющих глюкозу в кровь. Именно при участии ГЛЮТ-2 глюкоза переходит в кровь из энтероцитов и печени. ГЛЮТ-2 участвует в транспорте глюкозы в β-клетки поджелудочной железы;

ГЛЮТ-3 обладает большим, чем ГЛЮТ-1, сродством к глюкозе. Он также обеспечивает постоянный приток глюкозы к клеткам нервной и других тканей;

ГЛЮТ-4 – главный переносчик глюкозы в клетки мышц и жировой ткани;

ГЛЮТ-5 встречается, главным образом, в клетках тонкого кишечника. Его функции известны недостаточно.

Важно

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ): анатомические особенности, функция, механизм функционирования. Проницаемость ГЭБ для компонентов плазмы крови в норме и при повреждении.

Гематоэнцефалический барьер

– (BBB, blood-brain barrier) открыт в конце XIX века Эрлихом. Позже было обнаружено, что BBB образован церебральными эндотелиоцитами (CEC) и глией. BBB обеспечивает гомеостаз центральной нервной системы (ЦНС), которая отделена от системного кровотока.

А. Морфология и функция BBB

BBB образован сложной клеточной системой эндотелиоцитов, астроглии, перицитов, периваскулярных макрофагов и базальной пластинки.

Отростки астроцитов контактируют с CEC и погружены в базальную пластинку в месте с перицитами и периваскулярными макрофагами. Перициты являются сократительными клетками и окружают церебральные капилляры отростками.

Перициты могут влиять на целостность капилляров и подавлять фагоцитоз эндотелиоциами, ограничивая проницаемость BBB для некоторых веществ.

CEC содержит узкие межклеточные плотные структуры, образуемые пояски типа zonula occludens. Межклеточные структуры могут парацеллюлярно транспортировать гидрофильные вещества через церебральный эндотелий.

В эндотелии BBB экспрессируется P-гликопротеина (Pgp) и протеины множественной лекарственной резистентности (MDR). MDR1 и Pgp локализуются на люминальной поверхности церебрального эндотелия и удаляют в кровь ксенобиотики.

Помимо анатомического барьера, CEC формируют метаболический барьер посредством моноаминооксидазы A и B, катехол-O-метилтрансферазы и псевдохолинэстеразы. Эти энзимы осуществляют деградацию нейромедиаторов.

Дополнительным барьером служит система нейтрализации лекарств в микрососудах, сосудистого сплетения, лептоменингеальной оболочке и околожелудочковом органе (circumventricular organ).

Совет

К этой системе относятся гемопротеины P450, P450-зависимые монооксигеназы, NADPH-цитохром P450-редуктазы, UDP-глюкуронозилтрансферазы, щелочные фосфатазы, глутатионпероксидазы (GPx), эпоксидгидролазы, моноаминооксидазы A и B, катехол-O-метилтрансферазы и псевдохолинэстеразы.

Продукты деградации или биотрансформации удаляются из мозга специфическими транспортными системами BBB или пассивно из паренхимы в цереброспинальную жидкость.

BBB имеется в 99 % церебральных капиллярах за исключением областей гематоцереброспинального барьера. К этим областям относятся срединная возвышенность, гипофиз, паутинное сплетение, сосудистое тело, субфорникальный орган и терминальная пластинка.

б. Механизмы транспорта веществ через гематоэнцефалический барьер

Крупные гидрофильные питательные вещества пересекают BBB посредством селективных транспортеров с затратой энергии.

Диффузия веществ через плазматическую мембрану эндотелиоцитов BBB зависит от их гидрофобности, молекулярной массы и заряда. Липофильные вещества быстро диффундируют в нервную ткань.

Специфичный транспортер глюкозы GLUT-1 переносит галактозу и глюкозу и асимметрично экспрессируется в люминальной и базальной мембранах CEC. Идентифицированы транспортеры нейтральных аминокислот (LNAA-система), основных кислот, пуринов, нуклеозидов, тиамина, монокарбоновых кислот и тироидных гормонов.

в. Повреждение гематоэнцефалического барьера при заболеваниях ЦНС

При многих заболеваниях, сопровождающихся нарушением целостности BBB, развивается периваскулярное воспаление, усиливается продукция провоспалительных цитокинов и адгезивных молекул в эндотелии, что усиливает привлечение миграции воспалительных клеток в ЦНС и нарушает транспорт питательных веществ.



Источник: https://infopedia.su/4x2c12.html

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Синтез ацетилхолина РІ нервной системе протекает РїСЂРё участии глюкозы, распад которой дает ацетильные РіСЂСѓРїРїС‹ Рё энергию, необходимую для образования аденозинтрифосфата, обеспечивающего фосфо-рилирование промежуточных продуктов, необходимых для синтеза. Предпоследним этапом является образование ацетилкоэнзима Рђ.  [1]

Ферменты синтеза ацетилхолина Рё норадреналина находятся РІ постси-наптических окончаниях соответствующих нервных волокон, фермент распада ацетилхолина ( холинэстераза) – РЅР° поверхности постсинапти-ческой мембраны. Норадреналин РЅРµ превращается РІ исходный тирозин, Р° подвергается модификации, следовательно, продукты его инактивации повторно РЅРµ используются.  [2]

Соотношение между синтезом ацетилхолина ( Р° также освобождением РёР· связанного СЃ белками соединения) Рё его ферментативным распадом РїРѕРґ влиянием холинэстеразы имеет большое значение для активности холин-ергических структур.  [3]

Обратите внимание

Соотношение между синтезом ацетилхолина ( Р° также освобождением РёР· связанного СЃ белками соединения) Рё его ферментативным распадом РїРѕРґ влиянием холинэстеразы имеет большое значение для активности холинер-гических структур.  [4]

Тиаминфосфат вместе СЃ пантотеновой кислотой способствуют синтезу ацетилхолина Рё, следовательно, необходимы для нормального функционирования нервной системы.  [5]

Более интересно наблюдение авторов [123], что ДФФ существенно снижает синтез ацетилхолина РёР· ацетата – РЎ14 in vivo.

Однако РІСЂСЏРґ ли это может иметь какое-либо значение РІ патогенезе отравления, поскольку известно, что РїСЂРё интоксикации ДФФ образуется значительное количество СЃРІРѕР±РѕРґРЅРѕРіРѕ ацетилхолина ( стр.  [6]

РџРѕ данным Амбаха [ 51, РїСЂРё длительном охлаждении изолированного кишечника млекопитающих РїСЂРё температуре 1 – 4 синтез ацетилхолина прекращается, через 4 – 5 дней охлажденный изолированный кишечник полностью лишается СЃРІРѕРёС… нервных элементов Рё превращается РІ глад-комышечный препарат, который отвечает только РЅР° электрическое раз дражение Рё ацетилхолин.  [8]

Кофермент Рђ участвует РІ осуществлении более 60 реакций, Рё которых можно назвать: синтез жирных кислот Рё РёС… окисление; синтез ацетилхолина Рё лимонной кислоты; расщепление РїРёСЂРѕРІРёРЅРѕ-градной кислоты.  [9]

Кофермент Рђ участвует РІ осуществлении более 60 реакций, РёР· которых можно назвать: синтез жирных кислот Рё РёС… окисление; синтез ацетилхолина Рё лимонной кислоты; расщепление РїРёСЂРѕРІРёРЅРѕ-градной кислоты.  [10]

РќРѕ даже РїСЂРё этом тяжелом заболевании РІ случаях, РєРѕРіРґР° патологические изменения РІ РјРѕР·РіРµ РЅРµ так сильно выражены, удается РїСЂРё медикаментозном лечении, способствующем увеличению синтеза ацетилхолина, РІ частности чистым лецитином, вызвать улучшение памяти.  [11]

Важно

Ацетилхолин представляет собой сложный эфир уксусной кислоты и холина. Он синтезируется в тканях при помощи специального фермента холинацетилазы.

Синтез ацетилхолина РІ нервной системе протекает РїСЂРё участии глюкозы, распад которой дает ацетильные РіСЂСѓРїРїС‹ Рё энергию, необходимую для образования аденозинтрифосфата, обеспечивающего фосфо-рилирование промежуточных продуктов, необходимых для синтеза. Предпоследним этапом является образование ацетилкоэнзима Рђ.  [12]

Механизм действия витамина Е двоякий.

РЎ РѕРґРЅРѕР№ стороны, это важнейший внутриклеточный антиоксидант, предохраняющий РѕС‚ окисления жиры Рё РґСЂСѓРіРёРµ легкоокисляемые соединения, Р° СЃ РґСЂСѓРіРѕР№ – переносчик электронов РІ окислительно-восстановительных реакциях, связанных СЃ запасанием освобождаемой РїСЂРё этом энергии. РћРЅ необходим для нормального обмена веществ РІ мышечной ткани. РџСЂРё недостатке этого витамина наступает атрофия мышечной ткани вследствие резкого снижения содержания сократительного белка мышц РјРёРѕР·РёРЅР° Рё замены его коллагеном – инертным белком. РћРЅ имеет отношение Рє синтезу ацетилхолина, так как РїСЂРё его недостатке нарушаются процессы ацетилированиж Витамин Р• связывает протромбин Рё замедляет свертывание РєСЂРѕРІРё.  [13]

Витамин РР ( Acidum nicotinicum) содержится в организме больше всего в эритроцитах, почках, легких, печени, мозге.

Он стимулирует обменные процессы, расширяет сосуды, участвует в обмене веществ зрительного нерва и других отделов зрительного анализатора.

РџСЂРё недостатке витамина Р Р  возникают ретробульбарные невриты, постневритическая атрофия зрительного нерва РІ сочетании СЃ дегенеративными изменениями желтого пятна, поверхностные Рё глубокие кератиты. Препарат используется РІ лечении больных пигментным перерождением сетчатки, заболеваниями зрительного нерва, эмболией, тромбозом артерий Рё вен сетчатки. Показано применение его РїСЂРё глаукоме, так как препарат влияет РЅР° синтез ацетилхолина. Назначается для приема внутрь РїРѕ 0 02 – 0 05 Рі после еды, для внутривенных Рё внутримышечных инъекций РІ 1 % растворе РїРѕ 1 РјР» ежедневно 10 – 15 раз, ионофорезом вводится 0 1 %, всего 10 – 20 сеансов.  [14]

Более того, клетки нервного гребня сохраняют способность реагировать на локальное окружение даже на очень поздних стадиях развития.

В условиях изоляции в культуре отдельные клетки симпатических ганглиев новорожденного мышонка созревают в нейроны, синтезирующие норадреналин.

Совет

Если же они растут по соседству с некоторыми типами клеток из других тканей ( например, мышечными), они дифференцируются в нейроны, синтезирующие ацетилхолин.

При изменении условий культуры отдельные нейроны могут переключаться с одного фенотипа на другой, и в этом переходе есть фаза, когда клетка синтезирует одновременно оба нейромедиатора.

Влияние других клеток на выбор нейронами нейромедиатора может осуществляться и без прямого межклеточного контакта.

Синтез ацетилхолина РІ изолированных клетках ганглиев можно вызвать Рё просто СЃ помощью среды, РІ которой росли клетки РґСЂСѓРіРёС… тканей. Это позволяет предполагать, что такое переключение РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ РїРѕРґ влиянием какого-то растворимого вещества, выделяемого РІ среду тканью-индуктором.  [15]

Страницы:      1

Источник: https://www.ngpedia.ru/id424873p1.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector