Медиаторы

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