;

Медиаторы

Медиа́торы (нейромедиаторы) (от лат. mediator — посредник), химические вещества, молекулы которых способны реагировать со специфическими рецепторами клеточной мембраны и изменять ее проницаемость для определенных ионов, вызывая возникновение (генерацию) потенциала действия — активного электрического сигнала. Выделяясь под влиянием нервных импульсов, медиаторы участвуют в их передаче с нервного окончания на рабочий орган и с одной нервной клетки на другую. В центральной нервной системе роль медиаторов осуществляют ацетилхолин, норадреналин, дофамин, серотонин, гамма-аминомасляная и глутаминовая кислоты, глицин . Эти же соединения обнаружены в растениях, где, вероятно, также выполняют регуляторные и сигнальные функции.
Медиаторы (нейромедиаторы, нейротрансмиттеры) (лат. mediator — посредник), химические передатчики нервного импульса с нервного окончания на другие нервные клетки или на клетки периферических органов.
Предположение, касающееся возможности того, что некоторые химические соединения могут опосредовать нервные влияния возникло в первой четверти 20 века. Впервые Т. К. Эллиот в 1904 году высказал мысль о том, что адреналин может быть посредником в действии нервов симпатической нервной системы . В 1921 О. Леви показал, что перфузат сердца после раздражения блуждающего нерва способен тормозить работу другого сердца, т. е. оказывать такое же действие, как и сам блуждающий нерв. Впоследствии активное вещество, этого перфузата было идентифицировано как ацетилхолин, а медиатором симпатической нервной системы оказалось вещество, близкое по строению к адреналину — норадреналин . В 1924 А. Ф. Самойлов показал, что передача возбуждения с нервного на мышечное волокно принципиально отличается от проведения нервного импульса, и предположил, что в этом процессе преобладают химические способы воздействия. В дальнейшем эта гипотеза была подтверждена А. В. Кибяковым на материале межнейронных взаимодействий.
Местом действия медиаторов является синапс, где они находятся в специальных синаптических пузырьках, которые образуются в аппарате Гольджи, а затем транспортируются по аксону в синаптическое окончание и заполняются медиаторами. При деполяризации синаптического окончания медиаторов при участии ионов кальция освобождается в синаптическую щель, после чего происходит его диффузия и связывание с рецепторным белком постсинаптической мембраны. Многие медиаторы способны взаимодействовать с рецепторами различных типов, различающимся по их способности связываться с различными агонистами и антагонистами данного медиатора. Избыток медиатора либо разрушается специальными ферментами, либо захватывается обратно в пресинаптическое окончание. Существует ряд критериев, которым должно удовлетворять вещество для того, чтобы оно могло быть идентифицировано как медиатор в данном нейроне. К ним относится анатомический критерий (присутствие вещества в пресинаптических окончаниях), биохимический (наличие в нейроне ферментов, синтезирующих и разрушающих это вещество), физиологический (выделение вещества при раздражении пресинаптического нейрона и сходство эффектов, вызываемых таким раздражением, с теми, которые наблюдаются при аппликации этого вещества на постсинаптическую клетку) и фармакологический (соответствие действия фармакологических препаратов, влияющих на синтез, освобождение вещества, связывания его с рецептором и пр., ожидаемым эффектам). Выявление локализации конкретных медиаторов производится преимущественно радиоиммуноцитохимическими методами.
Действие медиаторов может в значительной степени модифицироваться веществами, называемыми нейромодуляторами. Понятие «модуляторные вещества» было предложено Э. Флори в 60-х годах. В отличие от медиаторов нейромодуляторы не обладают самостоятельным действием, но влияют на эффекты медиаторов. Нейромодуляторы могут освобождаться не только из синаптических окончаний, но также из тел нейронов и даже из глии, и действуют, помимо постсинаптической мембраны, также на другие участки нейрона, причем это действие может продолжаться до нескольких минут, что значительно превышает время действия медиаторов.
Подавляющее большинство медиаторов подразделяется на две группы: низкомолекулярные медиаторы и пептидные медиаторы. К числу наиболее распространенных в центральной нервной системе позвоночных низкомолекулярных медиаторов относятся ацетилхолин, моноамины (норадреналин, дофамин, серотонин и гистамин) и нейромедиаторные аминокислоты (L-глутаминовая, аспарагиновая, γ-аминомасляная кислоты, глицин и таурин). Было также показано, что АТФ или ее производные является медиатором проведения влияний вегетативной нервной системы к гладким мышцам.
Интересно, что в онтогенезе медиаторы возникают значительно раньше нервной системы. Так, было показано, что уже на самых ранних стадиях дробления зародыша взаимодействие между бластомерами осуществляется при участии таких классических медиаторов, как серотонин, ацетилхолин и др., причем механизмы их внутриклеточного действия опосредуются процессами, весьма сходными с теми, которые возникают в постсинаптических нервных клетках.
Регуляторные пептиды составляют большую группу нейромодуляторов, но многие из них удовлетворяют критериям медиаторов. К числу наиболее вероятных пептидных кандидатов на роль медиаторов относятся вещество Р, участвующее в проведении сенсорных, в том числе болевых, сигналов, вазоактивный интестинальный пептид (ВИП), соматостатин, нейропептид У, люлиберин и эндогенные опиоиды (эндорфины и энкефалины). В синаптических окончаниях пептидные медиаторы и нейромодуляторы могут локализоваться либо в отдельных пузырьках, которые в таком случае характеризуются большими размерами и высокой электронной плотностью, либо совместно с низкомолекулярными медиаторами. Типичными функциональными отличиями пептидных медиаторов от низкомолекулярных («классических») являются: во-первых, их более продолжительное (до нескольких минут) действие, во-вторых, значительно большее количество и, в-третьих, способность продуктов их распада оказывать самостоятельное физиологическое действие.
Автор: С.А. Титов
Редактировать

Дополнительная литература

  • Ашмарин И. П., Каменская М. А. Нейропептиды в синаптической передаче // Итоги науки и техники. Сер. Физиология человека и животных. 1988. Т. 34.
  • Бузников Г. А., Шмуклер Ю. Б., Лаудер Дж. М. Изменение физиологической роли нейротрансмиттеров в течение индивидуального развития // Росс. Физиол. Ж. Т. 10 (1997). С. 1 — 16.
  • Глебов Р. Н., Крыжановский Г. Н. Функциональная биохимия синапсов. М., 1978.
  • Физиология человека/ Под ред. Р. Шмидт, Г. Тевс.: В 3 Т. Т.1. М., 1985.
  • Шепперд Г. Нейробиология. М., 1987. Т.1
  • Биохимия мозга / Под ред. И. П. Ашмарина, П. В. Стукалова, Н. Д. Ещенко. СПб., 1999. Гл.7, 8.

Смотри также

Низкомолекулярные медиаторы

Пептидные медиаторы

Статья находится в рубриках
Яндекс.Метрика