Физиология человека и животных Лекция 4 Физиология возбудимых клеток Пути передачи сигнала

Разнообразие синапсов в ЦНС По знаку: -возбуждающие -тормозные По механизму передачи: -канальный (прямой) -метаботропный (непрямой) По расположению: -аксо-соматические -аксо-дендритные -аксо-аксональные

Возбуждающие синапсы Тормозные синапсы Возбуждающие и тормозные синапсы на шипиках дендритов ( гиппокамп).

Нервно-мышечный синапс Синаптические зоны расположены линейно вдоль двигательной терминали – концевая пластинка Места освобождения медиатора и локализации постсинаптических рецепторов противостоят друг другу Единственный медиатор - ацетилхолин Центральные межнейронные синапсы Небольшие синапсы, 1-2 синаптические зоны Распределены на поверхности сомы и дендритного дерева постсинаптических нейронов Разнообразие медиаторов

Характерно наличие нескольких модулирующих сайтов: Для медиаторов Для катионов (Zn, Mg) 4 субъединицы Фенил- циклидин, др психомиметики кетамин и др. анестетики Канальный возбуждающий рецептор (на примере глутаматного Са+ канала)

Пластичность 1. Метаболическая регуляция возбудимости 2. Ионная регуляция возбудимости Аплизия Следствие: память Патология: эпилепсия

Канальный тормозной рецептор (на примере Cl- канала ГАМК-А) Торможение- род возбуждения, препятствующий другому возбуждению. Всегда локально. Сеченов (1863) 5 субъединиц, относится к тому же семейству, что и н-ХР Сюда же относится и рецептор к глицину

Вещества- модуляторы активности Cl- каналов ГАМК рецептор b-карболины: уменьшают время открытия Cl- канала Барбитураты: увеличивают чувствительность рецептора Пикротоксин: блокада рецептора Глициновый рецептор Стрихнин: блокирует рецептор глицина Столбнячный токсин (палочка- анаэроб): блокирует выброс глицина из синапса

Метаботропные синапсы G-белки влияют на: 2 а. ц-АМФ 2 б. фосфолипиды Механизм действия рецепторов на внутриклеточные процессы: 1. Собственная тирозинкиназная активность 2. Через G-белок: 2 а 2 б 1 Gs-активирует синтез ц-АМФ Gi-тормозит синтез цАФМ Gq-активирует фосфолипазу С Общность строения: 7 трансмембранных доменов, между доменом 5 и 6 – центр связывания с G-белком, красные а.к.- области фосфорилирования Действие через вторичные посредники

Возбуждающий метаботропный Gs- рецептор Этапы работы метаботропного Gs синапса: 1. Медиатор связывается с рецептором 2. Изменение конформации рецептора 3. Связывание рецептора с Gs-белком 4. Активация Gs-белка (расщепление на субъединицы) а - субъединица меняет ГДФ на ГТФ 6 а. Активация - субъединицей аденилатциклазы 7 а. Синтез ц-АМФ из АТФ (вторичный мессенджер) 8 а. Активация протеинкиназы А 9 а. Фосфорилирование ферментов или каналов клетки 5 б. Фосфорилирование каналов субъединицами 6 б. активация Са тока Gi-белок тормозит синтез ц-АМФ

Фософолипазный путь 1. Активация рецептора 2. Связывание рецептора с Gq-белком 3. Активация Gq-белка (расщепление на субъединицы) 4. a- субъединица меняет ГДФ на ГТФ 5. Активация a- субъединицей фосфолипазы С 6. Расщепление фосфатидилинозитола дифосфата (PIP2) до инозитолтрифосфата (IP3) и диацилглицерола (DAG) 7 а. IP3 активирует Са+каналы на ЭПР 8 а. Регуляция активности белков (протеинкиназ) 7 б. DAG активирует протеинкиназу С 8 б. Регуляция активности белков аб IP3 работает в цитоплазме DAG- в мембране

Вторичные посредники Первичные посредники- медиаторы (передача сигнала между клетками Вторичные посредники- Передают сигнал внутри клетки 1. Са 2.ц-АМФ, цГМФ 3.IP3 4. DAG 5.NO

NO (нитроксид) как посредник смешанного типа Опыты со стенкой кровеносного сосуда (2000 Nobel Prize) 1. Продольное натяжение эндотелия сосуда 2. Синтез NO-синтазой нитроксида 3. Диффузия NO в гладкую мышцу 4. Активация гуанилатциклазы 5. Синтез цГМФ 6. Расслабление гл. мышцы 7. Увеличение кровотока т.о. синтез и эффект посредника в разных клетках Синтез из аргинина Есть в мозжечке, эндотелии ЖКТ и сосудов, снижает активность тромбоцитов (сердечные гликозиды, но при избытке - причина некрозов).

Многообразие внутриклеточных каскадов в клетке Слева направо: Цитоплазматический и ядерный пути для стероидов Мембранный ц-АМФ путь Мембранный ИФ3 путь Тирозинкиназный путь Мембранный и цитоплазматический цГМФ путь