Типы межклеточной сигнализации презентация

системы различным образом взаимодействуют между собой, передавая друг другу сигналы различной природы и обеспечивая тем самым сложно организованную регуляцию мозговой деятельности.

В зависимости от механизма выделяют четыре типа межклеточной сигнализации:

Неспецифическая сигнализация
Электрическая несинаптическая передача
Электрический синапс
Химический синапс

удовлетворять ряду критериев:

соединение (или его метаболические предшественники) должно содержаться в соответствующем нейроне и в более высокой концентрации в нервном окончании;

нейрон должен содержать ферменты для синтеза этого соединения, а в нервном окончании должен действовать механизм его высвобождения;

данное соединение должно высвобождаться при стимуляции нейрона; должно быть доказано его присутствие во внеклеточном пространстве;

должна существовать система инактивации этого соединения: фермент для его деградации или механизм поглощения;

должно быть показано наличие специфических рецепторов в субсинаптической области;

соединения, поступающие извне, должны оказывать такое же действие, как стимуляция нерва.

пресинаптическом нейроне ферментативных систем, синтезирующих вещество, а также систем, удаляющих или инактивирующих это вещество в синаптической щели.


Физиологический: выделение вещества из пресинаптического нейрона при его адекватной стимуляции; идентичность эффектов, вызываемых прямым воздействием вещества на постсинаптическую клетку и адекватной стимуляцией пресинаптического нейрона.


Фармакологический: фармакологические препараты, специфика действия которых известна, вызывают ожидаемые эффекты (изменение синтеза, накопления, высвобождения, инактивации, обратного захвата вещества).

(ГАМК) GABA
Глицин Glycine, Gly
Таурин Taurine

Пуриновые нуклеотиды
АТФ ATP
Аденозин Adenosine

моноамины

катехоламины

выполняющих медиаторную функцию:
Пример: метионин-энкефалин

релизинг-гормоны

Пептиды нейрогипофиза

(∆9-tetrahydrocannabinol), психоактивный компонент марихуаны (Cannabis sativa)

в межклеточного коммуникатора и иногда считается необычным медиатором.

только один медиатор».

Почему «принцип Дейла» «не работает»:
- в одной везикуле вместе с медиатором может присутствовать несколько нейропептидов;
- во многих нейронах присутствуют везикулы с «малыми» медиаторами и секреторные гранулы (везикулы с нейропептидами).


В то же время «принцип Дейла» не противоречит тому, что

по крайней мере, не известно случаев, когда из одной аксонной терминали нейрона выделял один медиатор, а из другой аксонной терминали - какой-либо другой медиатор.
Другими словами - из отдельного нейрона выделяется одно и то же.

Реншоу в спинном мозге;
преганглионарные нейроны симпатического и парасимпатического отделов на постганглионарных нейронах в вегетативной НС;
постганглионарные парасимпатические нейроны.

Инактивация:
деградация ферментом (эстеразой) и обратный захват холина

чем в половине синапсов ЦНС), а также в нервно-мышечных синапсах ракообразных и насекомых.

Некоторые синапсы:
- кора больших полушарий,
- обонятельная луковица,
- гиппокамп,
- мозжечок,
сетчатка.

Не проходит через ГЭБ и
синтезируется из глютамина,
который переносится
транспортерами
из глиальных клеток.

Инактивация:
обратный захват транспортерами

синапсов).

Инактивация:
обратный захват транспортерами

(остальные содержат ГАМК)

Некоторые синапсы:
- клетки Реншоу спинного мозга;
тормозные интернейроны
промежуточного мозга и
ретикулярной формации;
сетчатка.

Инактивация:
обратный захват транспортерами

регуляции гомеостаза до высших психических функций.
Включают
три катехоламина - дофамин, норадреналин
и адреналин,






серотонин


- и гистамин.

через предшественник ДОФА (DOPA), последовательно превращаясь друг в друга в результате модификации радикала.

в регуляцию произвольных (целенаправленных) движений (экстрапирамидная система);
нейроны вентральной покрышки, обеспечивают регуляцию мотивационных состояний, механизмы вознаграждения и подкрепления.

Некоторые синапсы:
средний мозг: черная субстанция
(Substantia nigra),
- вентральная покрышка,
- обонятельная луковица,
- гипоталамус,
перивентрикулярная область продолговатого
мозга,
- амакриновые клетки сетчатки.

Инактивация:
обратный захват транспортерами

Катаболизм:
деградация моноаминоксидазой (МАО)
и катехол-О-метилтрансферазой (COMT)

области ЦНС (спинной мозг, мозжечок, таламус и кору мозга), обеспечивают регуляцию сна и бодрствования
постганглионарные симпатические нейроны.

Некоторые синапсы:
- латеральная ретикулярная формация моста,
- продолговатый мозг,
- ядро одиночного тракта,
- постганглионарные симпатические нейроны.

Инактивация:
обратный захват транспортерами,

Катаболизм:
деградация в терминали МАО и COMT

мозга.

Некоторые синапсы:
- нейроны латеральной покрышки
и продолговатого мозга (роль гормона-модулятора).

Инактивация:
обратный захват транспортерами

Катаболизм:
деградация в терминали МАО и COMT

нейронов ядер шва в
- лимбической системе,
- базальных ганглиях,
- коре больших полушарий.

Инактивация:
обратный захват транспортерами

Катаболизм:
деградация в терминали МАО

практически во всех отделах мозга

Инактивация:
обратный захват транспортерами

Катаболизм:
деградация в терминали МАО
и гистамин-метилтрансферазой

с одним или несколькими «классическими» медиаторами.

Некоторые синапсы:
вегетативные нервы на гладких мышцах
широко распространены в ЦНС
и многих других тканях

Аденозин (на рис. без фосфатных групп, в рамке) не пакуется в везикулы, образуется из АТФ с участием внеклеточных АТФаз и Са2+.

Инактивация:
обратный захват транспортерами

Катаболизм:
деградация в синаптической щели
апиразой (apyrase) и экто-5’-нуклеотидазой

одних везикулах с «малыми» медиаторам.

Инактивация:
внеклеточные ферменты пептидазы разделяют их на аминокислотные фрагменты.

гипоталамусе пептиды

разные пептиды

повышения внутриклеточной концентрации Са2+. Механизм высвобождения из клеток неизвестен.
Предполагается, что он диффундирует через клеточную мембрану и достигает соседних клеток.

Через свои рецепторы уменьшает выделение ГАМК из тормозных терминалей, предположительно действуя на потенциал-зависимые Са2+- и/или К+-каналы пресинаптической мембраны.


Инактивация:
гидролизуется гидролазой жирных кислот

нейронах регулируется Са2+/калмодулином.

NO напрямую активирует ассоциированную с мембраной гуанилатциклазу.

В отличие от типичных медиаторов NO (газ)
- не накапливается в везикулах;
- не имеет специфических мембранных рецепторов;
- не имеет активного механизма инактивации и быстро окисляется до NO2.

действием, а модифицируют эффект нейромедиаторов;

- действие имеет тонический характер – медленное развитие и большая продолжительность (через метаботропные рецепторы);

- в месте воздействия не имеют специфического механизма инактивации (деградации, обратного поглощения в пресинаптическую терминаль)

- не обязательно синаптическое (и даже нейронное) происхождение – могут выделяются железами или синтезироваться во внутриклеточных каскадах, а также поступают из внеклеточного пространства в результате растекания (spill over);

- действие не сопряжено с эффектом нейромедиатора (самостоятельный эффект);

- действуют на постсинаптические и пресинаптические мембранные рецепторы, а также на различные участки нейрона, в том числе и внутриклеточно.

увеличивая свое последующее высвобождение.

Пример:

НА воздействует на пресинаптичес-кие α2–рецепторы и тормозит последующую секрецию НА.

По фармакологическим характеристикам пресинаптические ауторецепторы отличаются от постсинаптических того же медиатора.

несинаптического происхождения.

Пример:

Пресинаптические мАцХР на НА-окончаниях симпатических нервов взаимодействуют с АцХ, секретируемым из парасимпатичес-ких холинергических аксонов.


Модуляция состоит в изменениях:
- возбудимости нервных окончаний,
- биосинтеза медиаторов,
- входа Са2+,
стадий экзоцитоза.

мАцХР

- распространение АцХ из терминалей постганглионарных парасимпатических нейронов

активацию Gβ/γ-димера, который блокирует Са2+-каналы и активирует K+-каналы.

Пресинаптические СВ1 снижают высвобождение глютамата, АцХ и ГАМК через активацию Gβ/γ-димера, который блокирует Са2+-каналы и активирует K+-каналы.

Синтез эндоканнабиноидов запускается при увеличении внутриклеточного Са2+ и (или) активации липидных каскадов. Эндоканнабиноиды транспортируются (механизм неизвестен) из постсинаптической клетки и связываются с пресинаптическими рецепторами – т.н. эндоканнабиноидная ретроградная регуляция выделения медиатора.

мембрана подвергается действию увеличенных концентраций АцХ, наблюдается медленное снижение постсинаптического ответа. При этом не меняется сродство рецептора к АцХ, снижение ответа происходит из-за того, что ионные каналы не открываются.


Механизмы десенситизации:

- через фосфорилирование
- физическое удаление рецептора из мембраны (интернализация и деградация).

то вся мышечная поверхность в течение нескольких дней приобретает способность активироваться АцХ.
Плотность АцХР за пределами синаптической области значительно увеличивается.
Это обусловлено не перемещением субсинаптических АцХР, а появлением новых внесинаптических АцХР. Кинетические свойства новых внесинаптических каналов отличаются от свойств субсинаптических каналов: время открытия новых каналов в 3 раза больше, а проводимость составляет только 1/3 от проводимости нормальных каналов.

При этом сродство к лигандам и имуннологические свойства одинаковы.

Гиперсенсибилизация может быть устранена путем реинервации: когда восстанавливается нормальная инервация мышцы - внесинаптические АцХР исчезают. Это наблюдается также и при длительной электростимуляции мышечного волокна.

- совместной локализацией,
- совместным высвобождением
- и общей клеткой-мишенью.

Совместная локализация - синтез и депонирование в одних и тех же пресинаптических окончаниях (возможно, в разных синаптических пузырьках).

Совместное высвобождение – экзоцитоз двух (и более) медиаторов в результате одного процесса активации пресинаптического окончания.

Примеры сочетания медиаторов:
1) Несколько «классических» медиаторов (АцХ и серотонин).
2) «Классический(ие)» медиатор(ы) и нейропептид(ы) (нейропептид Y и НА).
3) Несколько нейропептидов.
4) Пурины и «классические» медиаторы (НА и АТФ).