След изучаване на материала от главата ученикът трябва:
зная
Принципи на устройството и функционирането на вегетативната нервна система;
да може
- демонстрирайте симпатиковия ствол и черепните вегетативни възли върху препарати и маси;
- схематично изобразява структурата на рефлексната дъга на вегетативната нервна система;
собствен
Умения за прогнозиране на функционални нарушения при увреждане на структурите на вегетативната нервна система.
Автономната (автономна) нервна система осигурява инервация на вътрешни органи, жлези, кръвоносни съдове, гладка мускулатура и изпълнява адаптивно-трофична функция. Подобно на соматичната нервна система, тя осъществява своята дейност чрез рефлекси. Например, когато рецепторите на стомаха се стимулират чрез блуждаещия нерв, към този орган се изпращат импулси, които увеличават секрецията на неговите жлези и активират подвижността. По правило вегетативните рефлекси не се контролират от съзнанието, т.е. възникват автоматично след определени стимулации. Човек не може доброволно да ускори или намали сърдечната честота, да увеличи или инхибира секрецията на жлезите.
Както и в обикновена соматична рефлексна дъга, в автономната рефлексна дъга има три неврона. Тялото на първия от тях (чувствителен или рецептор) се намира в гръбначния възел или в съответния сензорен възел на черепния нерв. Вторият неврон, асоциативна клетка, се намира в автономните ядра на главния или гръбначния мозък. Третият неврон – ефектор, се намира извън централната нервна система в паравертебралните и превертебралните – симпатиковите или интрамуралните и краниално – парасимпатиковите възли (ганглии). По този начин дъгите на соматичните и автономните рефлекси се различават една от друга по местоположението на ефекторния неврон. В първия случай се намира в централната нервна система (моторни ядра на предните рога на гръбначния мозък или двигателни ядра на черепните нерви), а във втория, на периферията (в автономните възли).
Вегетативната нервна система също се характеризира със сегментен тип инервация. Центровете на автономните рефлекси имат определена локализация в централната нервна система, а импулсите към органите преминават през съответните нерви. Сложните автономни рефлекси се извършват с участието на супрасегментарния апарат. Супрасегментните центрове са локализирани в хипоталамуса, лимбичната система, ретикуларната формация, малкия мозък и в кората на мозъчните полукълба.
Функционално се разграничават симпатиковата и парасимпатиковата част на вегетативната нервна система.
Симпатиковата нервна система
Като част от симпатиковата част на автономната нервна система се разграничават централната и периферната част. Централното ядро е представено от ядра, разположени в страничните рога на гръбначния мозък, простиращи се от 8-ми шиен до 3-ти лумбален сегмент. Всички влакна, водещи към симпатиковите ганглии, започват от невроните на тези ядра. Те напускат гръбначния мозък като част от предните корени на гръбначните нерви.
Периферната част на симпатиковата нервна система включва възли и влакна, разположени извън централната нервна система.
симпатичен ствол- сдвоена верига от паравертебрални възли, вървяща успоредно на гръбначния стълб (фиг. 9.1). Той се простира от основата на черепа до опашната кост, където десният и левият ствол се събират и завършват в един опашна кост. Бели свързващи клони от гръбначните нерви, съдържащи преганглионни влакна, се приближават до възлите на симпатиковия ствол. Тяхната дължина, като правило, не надвишава 1–1,5 см. Тези клони присъстват само в онези възли, които съответстват на сегменти на гръбначния мозък, съдържащи симпатикови ядра (8-ми шиен - 3-ти лумбален). Влакната на белите свързващи клони преминават към невроните на съответните ганглии или преминават през тях транзитно към по-високите и долните възли. В тази връзка броят на възлите на симпатиковия ствол (25-26) надвишава броя на белите свързващи клони. Някои влакна не завършват в симпатиковия ствол, а, заобикаляйки го, отиват към коремния аортен плексус. Те образуват големия и малкия цьолиакен нерв. Между съседните възли на симпатиковия ствол има междувъзли, осигуряване на обмена на информация между неговите структури. Немиелинизирани постганглионни влакна излизат от ганглиите. сиви свързващи клони, които се връщат към състава на гръбначните нерви, а по-голямата част от влакната се изпращат към органите по големите артерии.
Големите и малките спланхични нерви преминават (без превключване) съответно през 6-9 и 10-12-ти торакални възли. Те участват в образуването на коремния аортен сплит.
Съответно, шийните (3 възли), гръдните (10-12), лумбалните (5) и сакралните (5) участъци на симпатиковия ствол се отличават със сегменти на гръбначния мозък. Единичен кокцигеален възел обикновено е рудиментарен.
Горен цервикален възел - най-големият. Разклоненията му вървят предимно по външните и вътрешните каротидни артерии, образувайки около тях сплитове. Те извършват симпатикова инервация на органите на главата и шията.
среден възел на шията, нестабилен, лежи на нивото на VI шиен прешлен. Дава клони към сърцето, щитовидната и паращитовидните жлези, към съдовете на шията.
Долен цервикален възел разположен на нивото на шията на 1-во ребро, често се слива с първия гръден кош и има звездовидна форма. В този случай се нарича шийно-гръден (с форма на звезда) възел. Дава клони за инервация на предните медиастинални органи (включително сърцето), щитовидната и паращитовидните жлези.
От гръдния участък на симпатиковия ствол се отклоняват клони, участващи в образуването на гръдния аортен плексус. Те осигуряват инервация на органите на гръдната кухина. Освен това започва голям и малък висцерален (целиакия) нерви, които се състоят от претанглионни влакна и преминават през 6-12-ти възли. Те преминават през диафрагмата в коремната кухина и завършват при невроните на цьолиакния сплит.
Ориз. 9.1.
1 - цилиарен възел; 2 - птеригопалатинен възел; 3 - сублингвален възел; 4 - ушен възел; 5 - възли на цьолиакия сплит; 6 - тазови спланхнични нерви
Лумбалните възли на симпатиковия ствол са свързани помежду си не само с надлъжни, но и с напречни интернодални клони, които свързват ганглиите от дясната и лявата страна (виж фиг. 8.4). От лумбалните ганглии влакната се отклоняват в състава на коремния аортен плексус. По протежение на съдовете те осигуряват симпатикова инервация на стените на коремната кухина и долните крайници.
Тазовият участък на симпатиковия ствол е представен от пет сакрални и рудиментарни кокцигеални възела. Сакралните възли също са свързани помежду си с напречни клони. Нервите, излизащи от тях, осигуряват симпатикова инервация на тазовите органи.
Абдоминален аортен сплитразположени в коремната кухина на предната и страничните повърхности на коремната аорта. Това е най-големият сплит на вегетативната нервна система. Образува се от няколко големи превертебрални симпатикови възела, клони на големите и малките спланхнични нерви, приближаващи се към тях, множество нервни стволове и клони, излизащи от възлите. Основните възли на коремния аортен плексус са сдвоени целиакия и аорторенален и несдвоени горни мезентериални възли. По правило постганглионните симпатикови влакна се отклоняват от тях. Множество разклонения се простират от цьолиакията и горните мезентериални възли в различни посоки, като слънчевите лъчи. Това обяснява старото име на плексуса - "слънчев сплит".
Клоновете на плексуса продължават по артериите, образувайки вторични вегетативни сплитове на коремната кухина около съдовете (съдов вегетативен плексус). Те включват несдвоени: целиакия (заплита целиакия ствол), далак (артерия на далака) чернодробна (собствена чернодробна артерия) връх и долен мезентериален (по протежение на артериите със същото име) сплит. Сдвоени са стомашни, надбъбречни, бъбречни, тестикуларни (яйчник )сплит, разположени около съдовете на тези органи. По хода на съдовете постганглионните симпатикови влакна достигат до вътрешните органи и ги инервират.
Горен и долен хипогастрален сплит.Горният хипогастрален плексус се образува от клони на коремния аортен плексус. По форма представлява триъгълна плоча, разположена на предната повърхност на V лумбален прешлен, под разклонението на аортата. Надолу по плексуса дава влакната, които участват в образуването на долния хипогастрален сплит. Последният се намира над мускула, който повдига ануса, на мястото на разделяне на общата илиачна артерия. От тези плексуси се отклоняват клони, осигуряващи симпатикова инервация на тазовите органи.
Така автономните възли на симпатиковата нервна система (пара- и превертебрални) се намират близо до гръбначния мозък на определено разстояние от инервирания орган. Съответно, преганглионното симпатиково влакно има къса дължина, а постганглионното влакно е по-значително. В невротъканния синапс предаването на нервен импулс от нерва към тъканта се осъществява поради освобождаването на невротрансмитера норепинефрин.
парасимпатикова нервна система
Като част от парасимпатиковата част на вегетативната нервна система се разграничават централната и периферната част. Централната част е представена от парасимпатиковите ядра III, VII, IX и X на черепните нерви и парасимпатиковите сакрални ядра на гръбначния мозък. Периферният участък включва парасимпатикови влакна и възли. Последните, за разлика от симпатиковата нервна система, са разположени или в стената на органите, които инервират, или до тях. Съответно преганглионните (миелинизирани) влакна са по-дълги от постганглионните. Предаването на импулси в невротъканния синапс в парасимпатиковата нервна система се осигурява главно от медиатора ацетилхолин.
парасимпатиковите влакна ( допълнителен ) ядра 3-та двойка черепни нерви(окуломоторния нерв) в очната кухина завършва върху клетки възел на миглите. От него започват постганглионните парасимпатикови влакна, които проникват в очната ябълка и инервират мускула, който стеснява зеницата и цилиарния мускул (осигурява акомодация). Симпатиковите влакна, простиращи се от горния цервикален ганглий на симпатиковия ствол, инервират мускула, който разширява зеницата.
Мостът съдържа парасимпатиковите ядра ( горна слюнка и слъзна ) VII двойка черепни нерви(лицев нерв). Техните аксони се разклоняват от лицевия нерв и се състоят от по-голям каменист нерв достигнат крилопалатинен възел, намиращ се в едноименната дупка (виж фиг. 7.1). От него започват постганглионните влакна, извършващи парасимпатикова инервация на слъзната жлеза, жлезите на лигавиците на носната кухина и небцето. Част от влакната, които не са включени в големия каменист нерв, се изпращат към барабанна струна. Последният носи преганглионни влакна към подчелюстна и сублингвални възли. Аксоните на невроните на тези възли инервират слюнчените жлези със същото име.
Долно слюнчено ядро принадлежи към глософарингеалния нерв IX двойка). Неговите преганглионни влакна преминават първи в състава барабан, и тогава - малък каменист нерв Да се ушен възел. От него се отклоняват клони, осигуряващи парасимпатикова инервация на паротидната слюнчена жлеза.
От дорзално ядро на блуждаещия нерв (X двойка), парасимпатиковите влакна като част от неговите клони преминават към множество интрамурални възли, разположени в стената на вътрешните органи на шията, [рудата и коремната кухина. От тези възли се отклоняват постганглионните влакна, извършващи парасимпатикова инервация на органите на шията, гръдната кухина и повечето органи на коремната кухина.
сакрален отдел на парасимпатиковата нервна системапредставена от сакралните парасимпатикови ядра, разположени на нивото на II-IV сакрални сегменти. Те произхождат от влакна тазови спланхнични нерви, които пренасят импулси към интрамуралните възли на тазовите органи. Постганглионните влакна, простиращи се от тях, осигуряват парасимпатикова инервация на вътрешните полови органи, пикочния мехур и ректума.
Симпатиковата и парасимпатиковата нервна система са части от едно цяло, чието име е ANS. Тоест вегетативната нервна система. Всеки компонент има свои собствени задачи и те трябва да бъдат взети предвид.
основни характеристики
Разделянето на отдели се дължи както на морфологични, така и на функционални особености. В човешкия живот нервната система играе огромна роля, изпълнявайки много функции. Трябва да се отбележи, че системата е доста сложна по своята структура и е разделена на няколко подвида, както и отдели, на всеки от които се възлагат определени функции. Интересно е, че симпатиковата нервна система е обозначена като такава през далечната 1732 г. и първоначално този термин обозначава цялата автономна НС. По-късно обаче, с натрупването на опит и знания на учените, беше възможно да се определи, че има по-дълбок смисъл и следователно този тип беше „спуснат“ до подвид.
Симпатиковата НС и нейните особености
Възложени са му голям брой важни функции за тялото. Някои от най-значимите са:
- Регулиране на потреблението на ресурси;
- Мобилизация на силите при извънредни ситуации;
- Контрол на емоциите.
Ако възникне такава необходимост, системата може да увеличи количеството изразходвана енергия, така че човек да може да функционира пълноценно и да продължи да изпълнява задачите си. Говорейки за скрити ресурси или възможности, това се има предвид. Състоянието на целия организъм пряко зависи от това колко добре SNS се справя със задачите си. Но ако човек остане във възбудено състояние твърде дълго, това също няма да помогне. Но за това има друг подвид на нервната система.
Парасимпатикова НС и нейните особености
Натрупване на сила и ресурси, възстановяване на силата, почивка, релаксация - това са основните му функции. Парасимпатиковата нервна система е отговорна за нормалното функциониране на човек, независимо от околните условия. Трябва да кажа, че и двете горепосочени системи се допълват взаимно и работят само хармонично и неразривно. те могат да донесат баланс и хармония в тялото.
Анатомични особености и функции на SNS
И така, симпатиковата НС се характеризира с разклонена и сложна структура. Централната му част се намира в гръбначния мозък, а окончанията и нервните възли са свързани от периферията, която от своя страна се образува поради чувствителни неврони. От тях се образуват специални процеси, които се простират от гръбначния мозък, събирайки се в паравертебралните възли. Като цяло структурата е сложна, но не е необходимо да се задълбочава в нейната специфика. По-добре е да се говори за това колко широки са функциите на симпатиковата нервна система. Говореше се, че тя започва да работи активно в екстремни, опасни ситуации.
В такива моменти, както знаете, се произвежда адреналин, който служи като основно вещество, което дава възможност на човек бързо да реагира на това, което се случва около него. Между другото, ако човек има изразено преобладаване на симпатиковата нервна система, тогава той обикновено има излишък от този хормон.
Спортистите могат да се считат за интересен пример - например, гледайки играта на европейски футболисти, можете да видите колко от тях започват да играят много по-добре, след като са отбелязали гол. Точно така, адреналинът се пуска в кръвта и излиза казаното малко по-високо.
Но излишъкът от този хормон се отразява негативно на състоянието на човек по-късно - той започва да се чувства уморен, уморен, има голямо желание да спи. Но ако преобладава парасимпатиковата система, това също е лошо. Човек става твърде апатичен, съкрушен. Така че е важно симпатиковата и парасимпатиковата системи да взаимодействат помежду си - това ще помогне за поддържане на баланса в тялото, както и разумно изразходване на ресурси.
Забележка: Интернет проект www.glagolevovilla.ru— това е официалният сайт на вилно селище Глаголево — завършени вилни селища в Московска област. Препоръчваме тази фирма за сътрудничество!
Обща характеристика на вегетативната нервна система: функции, анатомични и физиологични особености
Вегетативната нервна система осигурява инервация на вътрешните органи: храносмилане, дишане, отделяне, размножаване, кръвообращение и жлези с вътрешна секреция. Поддържа постоянството на вътрешната среда (хомеостазата), регулира всички метаболитни процеси в човешкото тяло, растежа, размножаването, затова се нарича зеленчук– вегетативен.
Вегетативните рефлекси, като правило, не се контролират от съзнанието. Човек не може произволно да забави или ускори сърдечната честота, да потисне или увеличи секрецията на жлезите, така че автономната нервна система има друго име - автономен , т.е. не се контролира от съзнанието.
Анатомични и физиологични особености на вегетативната нервна система.
Вегетативната нервна система се състои от симпатичен и парасимпатиков части, които действат върху органите в обратната посока. Съгласенработата на тези две части осигурява нормалната функция на различни органи и позволява на човешкото тяло да реагира адекватно на променящите се външни условия.
В автономната нервна система има два отдела:
а) Централен отдел , което е представено от автономни ядра, разположени в гръбначния и главния мозък;
Б) Периферен отдел което включва вегетативните нерви възли (или ганглии ) и автономни нерви .
· Вегетативна възли (ганглии ) са клъстери от тела на нервни клетки, разположени извън мозъка в различни части на тялото;
· Автономни нерви извън гръбначния и главния мозък. Те първи се приближават ганглии (възли) и едва след това - към вътрешните органи. В резултат на това всеки вегетативен нерв се състои от преганглионарна влакна и постганглионни влакна .
ганглиозен орган на ЦНС
Преганглионарно Постганглионарно
фибри влакна
Преганглионните влакна на автономните нерви напускат гръбначния и главния мозък като част от гръбначните и някои черепни нерви и се приближават до ганглиите ( Л.,ориз. 200). В ганглиите настъпва превключване на нервното възбуждане. Постганглионните влакна на вегетативните нерви се отклоняват от ганглиите, насочвайки се към вътрешните органи.
Автономните нерви са тънки, нервните импулси се предават през тях с ниска скорост.
Вегетативната нервна система се характеризира с наличието на много нервни плексуси . Структурата на плексусите включва симпатикови, парасимпатикови нерви и ганглии (възли). Автономните нервни плексуси са разположени на аортата, около артериите и близо до органи.
Симпатикова автономна нервна система: функции, централни и периферни части
(Л.,ориз. 200)
Функции на симпатиковата автономна нервна система
Симпатиковата нервна система инервира всички вътрешни органи, кръвоносните съдове и кожата. Той доминира в периода на активност на организма, при стрес, силна болка, емоционални състояния като гняв и радост. Произвеждат се аксони на симпатиковите нерви норепинефрин , което засяга адренорецептори вътрешни органи. Норепинефринът има стимулиращ ефект върху органите и повишава нивото на метаболизма.
За да разберете как симпатиковата нервна система влияе на органите, трябва да си представите човек, който бяга от опасност: зениците му се разширяват, изпотяването се увеличава, сърдечната честота се увеличава, кръвното налягане се повишава, бронхите се разширяват, дихателната честота се увеличава. В същото време процесите на храносмилане се забавят, секрецията на слюнка и храносмилателни ензими се инхибира.
Отдели на симпатиковата автономна нервна система
Симпатиковата част на вегетативната нервна система съдържа централна и периферни отдели.
Централен отдел Представлява се от симпатикови ядра, разположени в страничните рога на сивото вещество на гръбначния мозък, простиращи се от 8 шийни до 3 лумбални сегмента.
Периферен отдел включва симпатиковите нерви и симпатиковите възли.
Симпатичните нерви напускат гръбначния мозък като част от предните корени на гръбначните нерви, след което се отделят от тях и образуват преганглионни влакнанасочвайки се към симпатичните възли. Сравнително дълго постганглионни влакна, които образуват симпатикови нерви, отиващи към вътрешните органи, кръвоносните съдове и кожата.
· Симпатичните възли (ганглии) са разделени на две групи:
· Паравертебрални възли лежат на гръбначния стълб и образуват дясната и лявата вериги от възли. Наричат се вериги от паравертебрални възли симпатични стволове . Във всеки багажник се разграничават 4 секции: цервикален, гръден, лумбален и сакрален.
От възли цервикаленотклоняват се нервите, които осигуряват симпатикова инервация на органите на главата и шията (слъзните и слюнчените жлези, мускулите, които разширяват зеницата, ларинкса и други органи). От цервикалните възли също се отклоняват сърдечни нервинасочвайки се към сърцето.
· От възли гръднанервите заминават към органите на гръдната кухина, сърдечните нерви и целиакия(висцерален) нервинасочвайки се в коремната кухина към възлите целиакия(слънчево) сплит.
От възли лумбалентръгват:
Нерви, водещи до възлите на автономния плексус на коремната кухина; - нерви, които осигуряват симпатикова инервация на стените на коремната кухина и долните крайници.
· От възли сакрален отделотклоняват нервите, които осигуряват симпатиковата инервация на бъбреците и тазовите органи.
· Превертебрални възлиса разположени в коремната кухина като част от вегетативните нервни сплитове. Те включват:
целиакални възли, които са част от целиакия(слънчево) сплит. Целиакалният сплит се намира в коремната част на аортата около ствола на цьолиакия. От цьолиакичните възли се отклоняват множество нерви (като слънчевите лъчи, което обяснява името "слънчев сплит"), осигурявайки симпатикова инервация на коремните органи.
· Мезентериални възли , които са част от вегетативния плексус на коремната кухина. От мезентериалните възли се отклоняват нервите, които осигуряват симпатиковата инервация на коремните органи.
Парасимпатикова автономна нервна система: функции, централни и периферни части
Функции на парасимпатиковата автономна нервна система
Парасимпатиковата нервна система инервира вътрешните органи. Той доминира в покой, осигурявайки "ежедневни" физиологични функции. Произвеждат се аксони на парасимпатиковите нерви ацетилхолин , което засяга холинергични рецептори вътрешни органи. Ацетилхолинът забавя функционирането на органите и намалява интензивността на метаболизма.
Преобладаването на парасимпатиковата нервна система създава условия за останалата част от човешкото тяло. Парасимпатиковите нерви причиняват свиване на зениците, намаляват честотата и силата на сърдечните контракции и намаляват честотата на дихателните движения. В същото време се засилва работата на храносмилателните органи: перисталтика, отделяне на слюнка и храносмилателни ензими.
Отдели на парасимпатиковата автономна нервна система
Парасимпатиковата част на вегетативната нервна система съдържа централна и периферни отдели .
Централен отдел представено:
мозъчен ствол;
Парасимпатиковите ядра, разположени в сакралната област на гръбначния мозък.
Периферен отдел включва парасимпатиковите нерви и парасимпатиковите възли.
Парасимпатиковите възли са разположени до органите или в тяхната стена.
Парасимпатикови нерви:
· Излизайки от мозъчен стволкато част от следното черепни нерви :
окуломоторния нерв (3 чифт черепни нерви), който прониква в очната ябълка и инервира мускула, който стеснява зеницата;
Лицев нерв(7 двойка черепни нерви), която инервира слъзната жлеза, подчелюстните и сублингвалните слюнчени жлези;
Глософарингеален нерв(9 чифт черепни нерви), който инервира паротидната слюнчена жлеза;
Ядрата на парасимпатиковата част на вегетативната нервна система се намират в мозъчния ствол и в страничните колони на сакралния гръбначен мозък S II-IV (фиг. 529).
Ядрата на мозъчния ствол: а) Допълнително ядро на окуломоторния нерв (nucl. accessorius n. oculomotorii). Намира се на вентралната повърхност на мозъчния акведукт в средния мозък. Преганглионните влакна от мозъка излизат като част от окуломоторния нерв и го оставят в орбитата, насочвайки се към цилиарния ганглий (gangl. ciliare) (фиг. 529).
Цилиарният ганглий се намира в задната част на орбитата на външната повърхност на зрителния нерв. Симпатиковите и сетивните нерви преминават през възела. След превключване на парасимпатиковите влакна в този възел (II неврон), постганглионните влакна напускат възела заедно със симпатиковите, образувайки nn. ciliares breves. Тези нерви навлизат в задния полюс на очната ябълка, за да инервират мускула за свиване на зеницата, цилиарния мускул, който причинява акомодация (парасимпатиков нерв) и мускула-разширител на зеницата (симпатиков нерв). Чрез банда. цилиарен проход и чувствителни нерви. Сетивните нервни рецептори се намират във всички структури на окото (с изключение на лещата, стъкловидното тяло). Чувствителните влакна напускат окото като част от nn. ciliares longi et breves. Дългите влакна участват пряко в образуването на n. ofthalmicus (I клон на V двойка) и къси gangl. ciliare и след това въведете само n. офталмикус.
б) Горно слюнчено ядро (nucl. salivatorius superior). Неговите влакна напускат сърцевината на моста заедно с двигателната част на лицевия нерв. В една част, отделена в лицевия канал на темпоралната кост в близост до hiatus canalis n. petrosi majoris, той се намира в sulcus n. petrosi majoris, след което нервът получава същото име. След това преминава през съединителната тъкан на разкъсания отвор на черепа и се свързва с n. petrosus profundus (симпатичен), образуващ криловидния нерв (n. pterygoideus). Криловидният нерв преминава през едноименния канал в птериговидната ямка. Неговите преганглионни парасимпатикови влакна преминават към gangl. pterygopalatinum (). Постганглионни влакна в клоните на n. maxillaris (II клон на тригеминалния нерв) достигат до слизестите жлези на носната кухина, клетките на етмоидната кост, лигавицата на дихателните пътища, бузите, устните, устната кухина и назофаринкса, както и слъзната жлеза, към която те преминавам по n. zygomaticus, след това през анастомозата към слъзния нерв.
Втората част от парасимпатиковите влакна на лицевия нерв през canaliculus chordae tympani излиза от него вече под името chorda tympani, свързвайки се с n. lingualis. Като част от езиковия нерв, парасимпатиковите влакна достигат до субмандибуларната слюнчена жлеза, след преминаване към гангл. подчелюстни и гангл. сублингвално. Постганглионните влакна (аксони на II неврон) осигуряват секреторна инервация на сублингвалните, субмандибуларните слюнчени жлези и лигавиците на езика (фиг. 529). Симпатиковите влакна преминават през птеригопалатинния ганглий, които без превключване достигат до инервационните зони заедно с парасимпатиковите нерви. Сетивните влакна преминават през този възел от рецепторите на носната кухина, устната кухина, мекото небце и като част от n. nasalis posterior и nn. palatini достигат до възела. От този възел напуснете като част от nn. pterygopalatini, включително в n. zygomaticus.
в) Долно слюнчесто ядро (nucl. salivatorius inferior). Това е ядрото на IX двойка черепни нерви, разположено в продълговатия мозък. Неговите парасимпатикови преганглионни влакна напускат нерва в областта на долния възел на глософарингеалния нерв, който лежи във фосулата петроза на долната повърхност на пирамидата на слепоочната кост и влизат в тимпаничния канал под същото име. Тимпаничният нерв излиза към предната повърхност на пирамидата на темпоралната кост през hiatus canalis n. петрози минорис. Частта от тимпаничния нерв, която излиза от тъпанчевия канал, се нарича n. petrosus minor, който следва едноименната бразда. През разкъсания отвор, нервът преминава към външната основа на черепа, където около за. овални превключватели в паротидния възел (gangl. oticum). Във възела преганглионните влакна преминават към постганглионни влакна, които са част от n. auriculotemporalis (клон на III двойка) достигат до паротидната слюнчена жлеза, осигурявайки й секреторна инервация. По-малко влакна n. tympanicus превключва в долния възел на глософарингеалния нерв, където заедно със сензорните неврони има парасимпатикови клетки на втория неврон. Аксоните им завършват в лигавицата на тъпанчевата кухина, образувайки заедно със симпатиковите тимпанични каротидни нерви (nn. caroticotympanici) тъпанчевия сплит (plexus tympanicus). Симпатични влакна от сплит а. meningeae mediae преминават през gangl. oticum, свързващ се с клоните му, за да инервира паротидната жлеза и устната лигавица. В околоушната жлеза и лигавицата на устната кухина има рецептори, от които започват сетивните влакна, преминаващи през възела в n. mandibularis (III клон на V двойка).
г) Дорсално ядро на блуждаещия нерв (nucl. dorsalis n. vagi). Намира се в дорзалната част на продълговатия мозък. Той е най-важният източник на парасимпатикова инервация на вътрешните органи. Превключването на преганглионните влакна се случва в множество, но много малки интраорганични парасимпатикови възли, в горните и долните възли на блуждаещия нерв, по целия ствол на този нерв, в автономните сплитове на вътрешните органи (с изключение на тазовите органи) (фиг. 529).
д) Гръбначно междинно ядро (nucl. intermedius spinalis). Намира се в страничните колони SII-IV. Неговите преганглионни влакна излизат през предните корени в коремните клони на гръбначните нерви и образуват nn. splanchnici pelvini, които навлизат в plexus hypogastricus inferior. Преминаването им към постганглионни влакна става във вътрешноорганните възли на интраорганните плексуси на тазовите органи (фиг. 533).
533. Инервация на пикочните органи.
Червени линии - пирамидален път (моторна инервация); синьо - сетивни нерви; зелено - симпатични нерви; лилаво - парасимпатиковите влакна.
ацетилхолин.Ацетилхолинът служи като невротрансмитер във всички автономни ганглии, в постганглионните парасимпатикови нервни окончания и в постганглионните симпатикови нервни окончания, инервиращи екзокринните потни жлези. Ензимът холин ацетилтрансфераза катализира синтеза на ацетилхолин от ацетил CoA, произведен в нервните окончания, и от холин, активно абсорбиран от извънклетъчната течност. В рамките на холинергичните нервни окончания запасите от ацетилхолин се съхраняват в отделни синаптични везикули и се освобождават в отговор на нервни импулси, които деполяризират нервните окончания и увеличават навлизането на калций в клетката.
холинергични рецептори. Различни рецептори за ацетилхолин съществуват върху постганглионните неврони в автономните ганглии и в постсинаптичните автономни ефектори. Рецепторите, разположени във вегетативните ганглии и в надбъбречната медула, се стимулират основно от никотина (никотинови рецептори), докато тези, разположени в вегетативните клетки на ефекторните органи, се стимулират от алкалоида мускарин (мускаринови рецептори). Ганглиоблокерите действат срещу никотиновите рецептори, докато атропинът блокира мускариновите рецептори. Мускариновите (М) рецептори се класифицират в два типа. Mi рецепторите са локализирани в централната нервна система и, вероятно, в парасимпатиковите ганглии; М2 рецепторите са не-невронни мускаринови рецептори, разположени върху гладката мускулатура, миокарда и жлезистия епител. Селективният агонист на М2 рецепторите е bnechol; Тестваният пирензепин е селективен М1 рецепторен антагонист. Това лекарство причинява значително намаляване на секрецията на стомашен сок. Фосфатидилинозитолът и инхибирането на активността на аденилатциклазата могат да служат като други медиатори на мускариновите ефекти.
Ацетилхолинестераза. Хидролизата на ацетилхолин от ацетилхолинестераза инактивира този невротрансмитер в холинергичните синапси. Този ензим (известен също като специфична или истинска холинестераза) присъства в невроните и е различен от бутирохолинестераза (серумна холинестераза или псевдохолинестераза). Последният ензим присъства в плазмените и не-невронните тъкани и не играе основна роля в прекратяването на действието на ацетилхилина в вегетативните ефектори. Фармакологичните ефекти на антихолинестеразните средства се дължат на инхибирането на нервната (истинска) ацетилхолинестераза.
Физиология на парасимпатиковата нервна система.Парасимпатиковата нервна система участва в регулирането на функциите на сърдечно-съдовата система, храносмилателния тракт и пикочно-половата система. Тъканите в органи като черен дроб, бъбреци, панкреас и щитовидна жлеза също имат парасимпатикова инервация, което предполага, че парасимпатиковата нервна система също участва в метаболитната регулация, въпреки че холинергичният ефект върху метаболизма не е добре характеризиран.
Сърдечно-съдовата система. Парасимпатиковият ефект върху сърцето се медиира чрез блуждаещия нерв. Ацетилхолинът намалява скоростта на спонтанна деполяризация на синоатриалния възел и намалява сърдечната честота. Сърдечната честота при различни физиологични състояния е резултат от координирано взаимодействие между симпатиковата стимулация, парасимпатиковото инхибиране и автоматичната активност на синоатриалния пейсмейкър. Ацетилхолинът също така забавя провеждането на възбуждане в предсърдните мускули, като същевременно скъсява ефективния рефрактерен период; тази комбинация от фактори може да причини развитие или персистиране на предсърдни аритмии. В атриовентрикуларния възел намалява скоростта на провеждане на възбуждането, увеличава продължителността на ефективния рефрактерен период и по този начин отслабва реакцията на вентрикулите на сърцето по време на предсърдно трептене или мъждене (глава 184). Отслабването на инотропното действие, причинено от ацетилхолина, е свързано с пресинаптичното инхибиране на симпатиковите нервни окончания, както и с директен инхибиторен ефект върху предсърдния миокард. Камерният миокард е по-слабо засегнат от ацетилхолин, тъй като инервацията му от холинергични влакна е минимална. Директен холинергичен ефект върху регулирането на периферното съпротивление изглежда малко вероятен поради слабата парасимпатикова инервация на периферните съдове. Въпреки това, парасимпатиковата нервна система може да повлияе непряко на периферната резистентност чрез инхибиране на освобождаването на норепинефрин от симпатиковите нерви.
Храносмилателен тракт. Парасимпатиковата инервация на червата се осъществява чрез блуждаещия нерв и тазовите сакрални нерви. Парасимпатиковата нервна система повишава тонуса на гладката мускулатура на храносмилателния тракт, отпуска сфинктерите и повишава перисталтиката. Ацетилхолинът стимулира екзогенната секреция на гастрин, секретин и инсулин от епитела.
Уринарна и дихателна система. Сакралните парасимпатикови нерви инервират пикочния мехур и гениталиите. Ацетилхолинът повишава перисталтиката на уретера, предизвиква свиване на мускулите на пикочния мехур, които го изпразват, и отпуска урогениталната диафрагма и сфинктера на пикочния мехур, като по този начин играе важна роля в координирането на процеса на уриниране. Дихателните пътища се инервират от парасимпатиковите влакна от блуждаещия нерв. Ацетилхолинът повишава секрецията в трахеята и бронхите и стимулира бронхоспазъма.
Фармакология на парасимпатиковата нервна система.Холинергични агонисти. Терапевтичната стойност на ацетилхолина е малка поради широката дисперсия на неговите ефекти и кратката продължителност на действие. Хомогенните с него вещества са по-малко чувствителни към хидролиза от холинестераза и имат по-тесен спектър от физиологични ефекти. bnechol, единственият системен холинергичен агонист, използван в ежедневната практика, стимулира гладката мускулатура на храносмилателния и пикочо-половия тракт. с минимален ефект върху сърдечно-съдовата система. Използва се при лечение на задържане на урина при липса на обструкция на пикочните пътища и по-рядко при лечение на нарушения на храносмилателния тракт, като стомашна атония след ваготомия. Пилокарпин и карбахол са локални холинергични агонисти, използвани за лечение на глаукома.
Инхибитори на ацетилхолинестеразата. Инхибиторите на холинестеразата засилват ефектите на парасимпатиковата стимулация чрез намаляване на инактивирането на ацетилхолина. Терапевтичната стойност на обратимите инхибитори на холинестеразата зависи от ролята на ацетилхолина като невротрансмитер в синапсите на скелетните мускули между невроните и ефекторните клетки и в централната нервна система и включва лечението на миастения гравис (глава 358), прекратяване на невромускулната блокада, която има развива се след анестезия и обратна интоксикация, причинена от вещества с централна антихолинергична активност. Физостигминът, който е третичен амин, лесно прониква в централната нервна система, докато сродните кватернерни амини [прозерин, пиридостигмин бромид, оксазил и едрофоний (Edrophonium)] не проникват. Инхибиторите на органофосфорната холинестераза причиняват необратима блокада на холинестеразата; тези вещества се използват главно като инсектициди и представляват основен токсикологичен интерес. В автономната нервна система инхибиторите на холинестеразата имат ограничено приложение при лечението на дисфункция на гладката мускулатура на червата и пикочния мехур (напр. паралитичен илеус и атония на пикочния мехур). Инхибиторите на холинестеразата причиняват ваготонична реакция в сърцето и могат ефективно да се използват за спиране на пристъпите на пароксизмална суправентрикуларна тахикардия (глава 184).
Вещества, които блокират холинергичните рецептори. Атропинът блокира мускариновите холинергични рецептори и има малък ефект върху холинергичната невротрансмисия в автономните ганглии и нервно-мускулните връзки. Много ефекти на атропина и атропиноподобните лекарства върху централната нервна система могат да се дължат на блокада на централните мускаринови синапси. Хомогенният алкалоид скополамин е подобен по действие на атропина, но причинява сънливост, еуфория и амнезия – ефекти, които позволяват да се използва за премедикация преди анестезия.
Атропинът увеличава сърдечната честота и повишава атриовентрикуларната проводимост; това го прави полезен при лечението на брадикардия или сърдечен блок, свързан с повишен вагусов тонус. Освен това атропинът облекчава бронхоспазма, медииран от холинергичните рецептори, и намалява секрецията в дихателните пътища, което прави възможно използването му за премедикация преди анестезия.
Атропинът също така намалява перисталтиката на храносмилателния тракт и секрецията в него. Въпреки че различни производни на атропин и свързани вещества [напр. пропантелин (пропантелин), изопропамид (изопропамид) и гликопиролат (гликопиролат)] са били популяризирани като средства за лечение на пациенти, страдащи от стомашни язви или диариен синдром, продължителната употреба на тези лекарствата се ограничават до такива прояви на парасимпатикова репресия, като сухота в устата и задържане на урина. Пирензепин, опитен селективен Mi-инхибитор, инхибира стомашната секреция, използван в дози, които имат минимални антихолинергични ефекти в други органи и тъкани; това лекарство може да бъде ефективно при лечението на стомашни язви. При вдишване атропинът и свързаното с него вещество ипратропиум (Ipratropium) причиняват бронхиална дилатация; те са били използвани в експерименти за лечение на бронхиална астма.
ГЛАВА 67. СИСТЕМА АДЕНИЛАТ ЦИКЛАЗА
Хенри Р. Борн
Цикличният 3`5`-монофосфат (цикличен АМФ) действа като вътреклетъчен вторичен медиатор за различни пептидни хормони и биогенни амини, лекарства и токсини. Следователно, изследването на аденилатциклазната система е от съществено значение за разбирането на патофизиологията и лечението на много заболявания. Изследването на ролята на вторичния медиатор на цикличния AMP разшири познанията ни за ендокринната, нервната и сърдечно-съдовата регулация. Обратно, изследванията, насочени към разкриване на биохимичната основа на някои заболявания, са допринесли за разбирането на молекулярните механизми, които регулират цикличния синтез на АМФ.
биохимия.Последователността на действие на ензимите, участващи в осъществяването на ефектите на хормоните (първични медиатори) чрез цикличен AMP, е показана на фиг. 67-1, а списък на хормоните, действащи чрез този механизъм, е даден в табл. 67-1. Активността на тези хормони се инициира чрез свързването им със специфични рецептори, разположени на външната повърхност на плазмената мембрана. Хормон-рецепторният комплекс активира мембранно-свързания ензим аденилатциклаза, който синтезира цикличен АМФ от вътреклетъчен АТФ. В клетката цикличният AMP предава информация от хормона, като се свързва със собствения си рецептор и активира тази зависима от цикличния AMP рецептор протеин киназа. Активирана протеин киназа прехвърля крайния фосфор на АТФ към специфични протеинови субстрати (обикновено ензими). Фосфорилирането на тези ензими засилва (или в някои случаи инхибира) каталитичната им активност. Променената активност на тези ензими предизвиква характерното действие на определен хормон върху неговата целева клетка.
Вторият клас хормони действат чрез свързване с мембранни рецептори, които инхибират аденилат циклазата. Действието на тези хормони, обозначени Hi, за разлика от стимулиращите хормони (Не), е описано по-подробно по-долу. На фиг. 67-1 също така показва допълнителни биохимични механизми, които ограничават действието на цикличния АМФ. Тези механизми могат да се регулират и с участието на хормони. Това позволява фина настройка на клетъчната функция чрез допълнителни невронни и ендокринни механизми.
Биологичната роля на цикличния AMP. Всяка от протеиновите молекули, участващи в сложните механизми на стимулация - инхибиране, представени на фиг. 67-1, представлява потенциално място за регулиране на хормоналния отговор към терапевтичните и токсични ефекти на лекарствата и към патологични промени, които настъпват в хода на заболяването. Конкретни примери за такива взаимодействия са разгледани в следващите раздели на тази глава. За да ги обединим, е необходимо да се разгледат общите биологични функции на AMP като вторичен медиатор, което е препоръчително да се направи на примера за регулиране на освобождаването на глюкоза от гликогеновите депа, съдържащи се в черния дроб (биохимичната система, в която е открит цикличен AMP) с помощта на глюкагон и други хормони.
Ориз. 67-1. Цикличният AMP е вторичен вътреклетъчен медиатор за хормоните.
Фигурата показва идеална клетка, съдържаща протеинови молекули (ензими), участващи в медиаторните действия на хормоните, осъществявани чрез цикличен AMP. Черните стрелки показват потока от информация от стимулиращия хормон (Не) към клетъчния отговор, докато светлите стрелки показват посоката на противоположните процеси, модулиращи или инхибиращи потока от информация. Извънклетъчните хормони стимулират (He) или инхибират (Hi) мембранния ензим аденилатциклаза (AC) (виж описанието в текста и Фиг. 67-2). AC преобразува ATP в цикличен AMP (cAMP) и пирофосфат (PPI). Вътреклетъчната концентрация на цикличен AMP зависи от съотношението между скоростта на неговия синтез и характеристиките на два други процеса, насочени към отстраняването му от клетката: разцепване от циклична нуклеотидна фосфодиестераза (PDE), която превръща цикличния AMP в 5 "-AMP, и отстраняване от клетката чрез енергийно зависим транспорт Вътреклетъчните ефекти на цикличния AMP се медиират или регулират от поне пет допълнителни класа протеини. Първият от тях, cAMP-зависима протеин киназа (PK), се състои от регулаторни (P) и каталитични (K) субединици. В холоензима на PK субединицата K е каталитично неактивна (цикличният AMP действа чрез свързване към P субединиците, освобождавайки K субединиците от cAMP-P комплекса. (S~F) тези протеинови субединици ати (обикновено ензими) инициират характерните ефекти на цикличния АМФ в клетката (напр. активиране на гликоген фосфорилазата, инхибиране на гликоген синтетазата). Делът на киназните протеинови субстрати във фосфорилирано състояние (CP) се регулира от два допълнителни класа протеини: протеин, инхибиращ киназата (IKP) обратимо се свързва с KK, което го прави каталитично неактивен (K-KP) фосфатазите (P-ase) преобразуват SP обратно към C, отнемайки ковалентно свързания фосфор.
Трансфер на хормонални сигнали през плазмената мембрана. Биологичната стабилност и структурната сложност на пептидните хормони като глюкагон ги прави носители на различни хормонални сигнали между клетките, но нарушават способността им да преминават през клетъчните мембрани. Хормон-чувствителната аденилатциклаза позволява на информационното съдържание на хормоналния сигнал да проникне през мембраната, въпреки че самият хормон не може да проникне през нея.
Таблица 67-1. Хормони, за които цикличният AMP служи като вторичен медиатор
| Хормон | Цел: орган/тъкан | Типично действие |
| адренокортикотропен хормон | Надбъбречната кора | Производство на кортизол |
| калцитонин | Кости | Серумна концентрация на калций |
| Катехоламини (b-адренергични) | Сърцето | Сърдечна честота, контрактилитет на миокарда |
| Хорион гонадотропин | Яйчници, тестиси | Производство на полови хормони |
| Фоликулостимулиращ хормон | Яйчници, тестиси | Гаметогенеза |
| глюкагон | Черен дроб | Гликогенолиза, освобождаване на глюкоза |
| лутеинизиращ хормон | Яйчници, тестиси | \ Производство на полови хормони |
| освобождаващ фактор на лутеинизиращ хормон | хипофизата | f Освобождаване на лутеинизиращ хормон |
| Меланоцит-стимулиращ хормон | кожа (меланоцити) | T Пигментация |
| паратироиден хормон | Кости, бъбреци | T Серумна концентрация на калций [серумна концентрация на фосфор |
| Простациклин, простагландин e | | тромбоцити | [ Агрегация на тромбоцитите |
| Тиреостимулиращ хормон | Щитовидна жлеза | T Производство и освобождаване на Tz и T4 |
| тироид-стимулиращ хормон освобождаващ фактор | хипофизата | f Освобождаване на тироид-стимулиращ хормон |
| вазопресин | бъбреци | f Концентрация на урината |
Забележка. Тук са изброени само най-убедително документираните ефекти, медиирани от цикличен AMP, въпреки че много от тези хормони проявяват множество действия в различни целеви органи.
Печалба. Чрез свързване с малък брой специфични рецептори (вероятно по-малко от 1000 на клетка), глюкагонът стимулира синтеза на много по-голям брой циклични AMP молекули. Тези молекули от своя страна стимулират циклична AMP-зависима протеин киназа, която предизвиква активирането на хиляди молекули чернодробна фосфорилаза (ензим, който ограничава разграждането на гликогена) и последващото освобождаване на милиони глюкозни молекули от една клетка.
Метаболитна координация на ниво една клетка. В допълнение към цикличното AMP-медиирано протеиново фосфорилиране, стимулиращо фосфорилазата и насърчаващо превръщането на гликоген в глюкоза, този процес едновременно дезактивира ензима, който синтезира гликоген (гликоген синтетаза) и стимулира ензими, които причиняват глюконеогенезата в черния дроб. Така един единствен химичен сигнал – глюкагон – мобилизира енергийните резерви чрез няколко метаболитни пътя.
Трансформиране на различни сигнали в една метаболитна програма. Тъй като чернодробната аденилциклаза може да бъде стимулирана от епинефрин (действащ чрез β-адренергични рецептори), както и от глюкагон, цикличният AMP позволява на два хормона с различни химични структури да регулират въглехидратния метаболизъм в черния дроб. Ако нямаше вторичен медиатор, тогава всеки от регулаторните ензими, участващи в мобилизирането на чернодробните въглехидрати, би трябвало да може да разпознава както глюкагон, така и адреналин.
Ориз. 67-2. Молекулен механизъм на регулиране на синтеза на цикличен AMP от хормони, хормонални рецептори и G-протеини. Аденилатциклазата (AC) в нейната активна форма (AC+) превръща АТФ в цикличен AMP (cAMP) и пирофосфат (PFi). Активирането и инхибирането на AC се медиират от формално идентични системи, показани от лявата и дясната страна на фигурата. Във всяка от тези системи G-протеинът варира между неактивно състояние, свързано с GDP (G-GDP), и активно състояние, свързано с GTP (G 4 "-GTP); само протеини, които са в активна състояние може да стимулира (Gs) или инхибира (GI) AC активността. Всеки G-GTP комплекс има присъща GTPase активност, която го превръща в неактивен G-GDP комплекс. За да върне G-протеина в неговото активно състояние, стимулиращ или инхибиращ хормон -рецепторни комплекси (HcRc и NiRi, съответно) допринасят за заместването на GDP с GTP на мястото на свързване на G-протеина с гуаниновия нуклеотид. Докато HyR комплексът е необходим за първоначалното стимулиране или инхибиране на AC от Gs или Hz протеини, хормонът може да се отдели от рецептора, независимо от регулирането на AC, което, напротив, зависи от продължителността на състоянието на свързване между GTP и съответния G-протеин, регулирано от неговата вътрешна GTPase. Два бактериални токсина регулират активността на аденилатциклазата чрез катализиране на ADP-рибоза илиране на G-протеини (вж. текст). ADP-рибозилирането на G с холерен токсин инхибира активността на неговите GTPases, стабилизирайки Gs в неговото активно състояние и по този начин увеличавайки синтеза на цикличен AMP. Обратно, ADP-рибозилирането на Hy от коклюшния токсин предотвратява взаимодействието му с gniri комплекса и стабилизира Hy в неактивно състояние, свързано с GDP; в резултат на това коклюшният токсин предотвратява хормоналното инхибиране на АС.
Координирана регулация на различни клетки и тъкани от първичен медиатор. При класическата реакция на стрес „бий се или бягай“ катехоламините се свързват с β-адренергичните рецептори, разположени в сърцето, мастната тъкан, кръвоносните съдове и много други тъкани и органи, включително черния дроб. Ако цикличният AMP не медиира повечето от отговорите на действието на b-адренергичните катехоламини (например, увеличаване на сърдечната честота и контрактилитета на миокарда, разширяване на кръвоносните съдове, доставящи кръв на скелетните мускули, мобилизиране на енергия от въглехидрати и мазнини) , тогава комбинацията от огромен брой отделни ензими в тъканите би трябвало да има специфични места за свързване за регулиране от катехоламини.
Подобни примери за биологичните функции на цикличния AMP могат да бъдат дадени във връзка с други първични медиатори, показани в табл. 67-1. Цикличният AMP действа като вътреклетъчен медиатор за всеки от тези хормони, което показва тяхното присъствие на клетъчната повърхност. Както всички ефективни медиатори, цикличният AMP осигурява прост, икономичен и високоспециализиран път за предаване на хетерогенни и сложни сигнали.
Хормонално чувствителна аденилатциклаза.Основният ензим, медииращ съответните ефекти на тази система, е хормон-чувствителната аденилатциклаза. Този ензим се състои от поне пет класа отделими протеини, всеки от които е вграден в мастната двуслойна плазмена мембрана (фиг. 67-2).
Два класа хормонални рецептори, Pc и Pu, се намират на външната повърхност на клетъчната мембрана. Те съдържат специфични места за разпознаване на свързващи хормони, които стимулират (Hc) или инхибират (Hi) аденилат циклаза.
Каталитичният елемент аденилатциклаза (АС), намиращ се на цитоплазмената повърхност на плазмената мембрана, превръща вътреклетъчния АТФ в цикличен АМФ и пирофосфат. Два класа гуанин нуклеотид-свързващи регулаторни протеини също присъстват на цитоплазмената повърхност. Тези протеини, Gs и Gi, медиират стимулиращите и инхибиторните ефекти, които се възприемат съответно от Pc и Pu рецепторите.
Както стимулиращите, така и инхибиторните двойни функции на протеините зависят от способността им да свързват гуанозин трифосфат (GTP) (виж Фиг. 67-2). Само GTP-свързаните форми на G-протеини регулират синтеза на цикличен AMP. Нито стимулирането, нито инхибирането на АС е постоянен процес; вместо това, крайният фосфор на GTP във всеки G-GTP комплекс в крайна сметка се хидролизира и Gs-GDP или Gi-GDP не могат да регулират AC. Поради тази причина постоянните процеси на стимулиране или инхибиране на аденилатциклазата изискват непрекъснато превръщане на G-GDP в G-GTP. И в двата пътя хормон-рецепторните комплекси (HcRc или NiRi) повишават превръщането на GDP в GTP. Този временно и пространствено рециркулиращ процес разделя свързването на хормоните с рецепторите от регулирането на цикличния синтез на AMP, като използва енергийни резерви в терминалната фосфорна връзка на GTP за засилване на действието на хормон-рецепторните комплекси.
Тази диаграма обяснява как няколко различни хормона могат да стимулират или инхибират синтеза на цикличен AMP в рамките на една клетка. Тъй като рецепторите се различават по своите физически характеристики от аденилатциклазата, комбинацията от рецептори, разположени на клетъчната повърхност, определя специфичната картина на нейната чувствителност към външни химически сигнали. Отделна клетка може да има три или повече различни инхибиторни рецептора и шест или повече различни стимулиращи рецептора. Обратно, изглежда, че всички клетки съдържат подобни (евентуално идентични) G и AC компоненти.
Молекулните компоненти на хормон-чувствителната аденилатциклаза осигуряват контролни точки за промяна на чувствителността на дадена тъкан към хормонална стимулация. И двата P и G компонента са критични фактори във физиологичната регулация на хормоналната чувствителност и промените в G протеините се считат за първична лезия, възникваща при четирите заболявания, разгледани по-долу.
Регулиране на чувствителността към хормони (вижте също Глава 66). Многократното приложение на всеки хормон или лекарство, като правило, води до постепенно повишаване на резистентността към тяхното действие. Това явление има различни имена: хипосенсибилизация, рефрактерност, тахифилаксия или толерантност.
Хормоните или медиаторите могат да причинят развитие на хипосенсибилизация, която е рецептор-специфична или "хомоложна". Например, прилагането на β-адренергични катехоламини причинява специфична миокардна рефрактерност към многократно приложение на тези амини, но не и към онези лекарства, които не действат чрез β-адренергични рецептори. Рецепторно-специфичната десенсибилизация включва поне два отделни механизма. Първият от тях, бързо развиващ се (в рамките на няколко минути) и бързо обратим при отстраняване на инжектирания хормон, функционално „разединява“ рецепторите и Gs протеина и следователно намалява способността им да стимулират аденилатциклазата. Вторият процес е свързан с действителното намаляване на броя на рецепторите на клетъчната мембрана – процес, наречен понижаване на рецепторите. Процесът на понижаване на рецепторите отнема няколко часа, за да се развие и е трудно да се обърне.
Процесите на десенсибилизация са част от нормалното регулиране. Елиминирането на нормалните физиологични стимули може да доведе до повишаване на чувствителността на прицелната тъкан към фармакологична стимулация, както се случва с развитието на свръхчувствителност, предизвикана от денервация. Потенциално важна клинична корелация на такова увеличение на броя на рецепторите може да се развие при пациенти с внезапно прекратяване на лечението с анаприлин, който е β-адренергичен блокер. При такива пациенти често се наблюдават преходни признаци на повишен симпатиков тонус (тахикардия, повишено кръвно налягане, главоболие, треперене и др.) и могат да се развият симптоми на коронарна недостатъчност. В левкоцитите на периферната кръв на пациенти, приемащи анаприлин, се открива повишен брой b-адренергични рецептори и броят на тези рецептори бавно се връща към нормалните стойности, когато лекарството се преустанови. Въпреки че по-многобройните други левкоцитни рецептори не медиират сърдечно-съдовите симптоми и събития, които се появяват при прекратяване на лечението с анаприлин, рецепторите в миокарда и други тъкани вероятно ще претърпят същите промени.
Чувствителността на клетките и тъканите към хормоните също може да се регулира по "хетероложен" начин, тоест когато чувствителността към един хормон се регулира от друг хормон, действащ чрез различен набор от рецептори. Регулирането на чувствителността на сърдечно-съдовата система към b-адренергични амини от хормони на щитовидната жлеза е най-известният клиничен пример за хетероложна регулация. Хормоните на щитовидната жлеза причиняват натрупване на излишно количество b-адренергични рецептори в миокарда. Това е увеличение. Броят на рецепторите частично обяснява повишената чувствителност на сърцето на пациенти с хипертиреоидизъм към катехоламини. Въпреки това, фактът, че при опитни животни увеличаването на броя на b-адренергичните рецептори, причинено от прилагането на хормони на щитовидната жлеза, не е достатъчно, за да се припише повишаването на чувствителността на сърцето към катехоламините на неговата сметка, предполага, че компонентите на отговора на хормоните също се влияят от хормони на щитовидната жлеза., действащи дистално от рецепторите, вероятно включително, но не само, Gs. Други примери за хетероложна регулация включват контрола на естрогена и прогестерона върху чувствителността на матката към релаксиращите ефекти на β-адренергичните агонисти и повишената реактивност на много тъкани към адреналина, индуцирана от глюкокортикоиди.
Вторият тип хетероложна регулация е инхибирането на хормоналната стимулация на аденилатциклазата от вещества, действащи чрез Pu и Gi, както е отбелязано по-горе. Ацетилхолинът, опиатите и a-адренергичните катехоламини действат чрез различни класове инхибиторни рецептори (мускаринови, опиатни и a-адренергични рецептори), за да десенсибилизират аденилатциклазата в определени тъкани към стимулиращите ефекти на други хормони. Въпреки че клиничното значение на този тип хетероложно регулиране не е установено, инхибирането на синтеза на цикличен AMP от морфин и други опиати може да бъде отговорно за някои аспекти на толерантността към този клас лекарства. По подобен начин премахването на такова потискане може да играе роля в развитието на синдрома след прекратяване на приема на опиати.
Зареждане...