Nakon proučavanja gradiva iz poglavlja, učenik treba da:
znam
Principi građe i funkcionisanja autonomnog nervnog sistema;
biti u mogućnosti
- demonstrirati na preparatima i tablicama simpatičko trup i kranijalne vegetativne čvorove;
- shematski prikazati strukturu refleksnog luka autonomnog nervnog sistema;
vlastiti
Vještine predviđanja funkcionalnih poremećaja u slučaju oštećenja struktura autonomnog nervnog sistema.
Autonomni (autonomni) nervni sistem obezbeđuje inervaciju unutrašnjih organa, žlezda, krvnih sudova, glatkih mišića i vrši adaptivnu trofičku funkciju. Baš kao i somatski nervni sistem, on svoju aktivnost ostvaruje putem refleksa. Na primjer, kada su gastrični receptori iritirani, impulsi se šalju ovom organu kroz vagusni nerv, povećavajući lučenje njegovih žlijezda i aktivirajući pokretljivost. Autonomne reflekse po pravilu ne kontroliše svest, tj. nastaju automatski nakon određenih iritacija. Osoba ne može proizvoljno povećati ili smanjiti broj otkucaja srca, povećati ili inhibirati lučenje žlijezda.
Kao iu jednostavnom somatskom refleksnom luku, u autonomnom refleksnom luku postoje tri neurona. Tijelo prvog od njih (senzornog ili receptora) nalazi se u kičmenom čvoru ili u odgovarajućem senzornom čvoru kranijalnog živca. Drugi neuron, asocijativna ćelija, leži u vegetativnim jezgrama mozga ili kičmene moždine. Treći neuron – efektor, nalazi se izvan centralnog nervnog sistema u paravertebralnim i prevertebralno – simpatičkim ili intramuralnim i kranijalno – parasimpatičkim čvorovima (ganglijima). Dakle, lukovi somatskih i autonomnih refleksa razlikuju se po lokaciji efektorskog neurona. U prvom slučaju leži unutar centralnog nervnog sistema (motorna jezgra prednjih rogova kičmene moždine ili motorna jezgra kranijalnih nerava), au drugom na periferiji (u vegetativnim čvorovima).
Autonomni nervni sistem takođe karakteriše segmentni tip inervacije. Centri autonomnih refleksa imaju određenu lokalizaciju u centralnom nervnom sistemu, a impulsi organima prolaze kroz odgovarajuće živce. Složeni autonomni refleksi izvode se uz sudjelovanje suprasegmentnog aparata. Suprasegmentni centri nalaze se u hipotalamusu, limbičkom sistemu, retikularnoj formaciji, malom mozgu i u moždanoj kori.
U funkcionalnom smislu razlikuju se simpatički i parasimpatički dio autonomnog nervnog sistema.
Simpatički nervni sistem
Kao dio simpatičkog dijela autonomnog nervnog sistema razlikuju se centralni i periferni odjeli. Centralnu predstavljaju jedra koja se nalaze u bočnim rogovima kičmene moždine od 8. vratnog do 3. lumbalnog segmenta. Sva vlakna koja idu do simpatičkih ganglija počinju od neurona ovih jezgara. Oni napuštaju kičmenu moždinu kao dio prednjih korijena kičmenih živaca.
Periferni dio simpatičkog nervnog sistema uključuje čvorove i vlakna koja se nalaze izvan centralnog nervnog sistema.
Simpatično deblo- upareni lanac paravertebralnih čvorova, koji ide paralelno sa kičmenim stubom (slika 9.1). Proteže se od baze lubanje do trtice, gdje se desna i lijeva debla spajaju i završavaju jednim trtičnim čvorom. Bijele spojne grane iz kičmenih živaca, koje sadrže preganglijska vlakna, približavaju se čvorovima simpatičkog trupa. Njihova dužina u pravilu ne prelazi 1-1,5 cm Ove grane su prisutne samo u onim čvorovima koji odgovaraju segmentima kičmene moždine koji sadrže jezgra simpatikusa (8. vratni - 3. lumbalni). Vlakna bijelih spojnih grana se prebacuju na neurone odgovarajućih ganglija ili prolaze kroz njih u tranzitu do viših i nižih čvorova. S tim u vezi, broj čvorova simpatičkog debla (25-26) premašuje broj bijelih spojnih grana. Neka vlakna ne završavaju u simpatičkom stablu, već, zaobilazeći ga, idu do pleksusa trbušne aorte. Oni formiraju veliki i mali celijakijski nervi. Između susjednih čvorova simpatičkog trupa nalaze se međučvorne grane, obezbjeđivanje razmjene informacija između svojih struktura. Iz ganglija izlaze postganglijska vlakna bez mijelina - sive spojne grane, koji se vraćaju u kičmene živce, a većina vlakana se šalje u organe duž velikih arterija.
Veliki i mali visceralni nervi prolaze u tranzitu (bez prebacivanja) kroz 6-9, odnosno 10-12 torakalni čvor. Oni su uključeni u formiranje pleksusa trbušne aorte.
Prema segmentima kičmene moždine razlikuju se cervikalni (3 čvora), grudni (10-12), lumbalni (5) i sakralni (5) odsjeci simpatičkog trupa. Jedan kokcigealni čvor je obično rudimentaran.
Gornji cervikalni čvor - najveći. Njegove grane idu uglavnom duž vanjskih i unutrašnjih karotidnih arterija, formirajući oko njih pleksuse. Oni vrše simpatičku inervaciju organa glave i vrata.
Srednji cervikalni čvor, nestabilan, leži u nivou VI vratnog pršljena. Daje grane do srca, štitne i paratireoidne žlezde, do krvnih sudova vrata.
Donji cervikalni čvor nalazi se u nivou vrata I rebra, često se spaja sa prvim grudima i ima zvjezdasti oblik. U ovom slučaju se zove cervikotorakalni (u obliku zvijezde) čvor. Daje grane za inervaciju organa prednjeg medijastinuma (uključujući srce), štitne i paratireoidne žlijezde.
Grane koje sudjeluju u formiranju torakalnog aortnog pleksusa odlaze od torakalnog dijela simpatičkog debla. Oni pružaju inervaciju organa grudnog koša. Osim toga, počinje sa veliki i male utrobe (celijakija) živci, koja se sastoje od pretanglionskih vlakana i prolaze kroz 6-12. čvorove. Oni prolaze kroz dijafragmu u trbušnu šupljinu i završavaju na neuronima celijakijskog pleksusa.
Rice. 9.1.
1 - cilijarni čvor; 2 - pterigopalatinski čvor; 3 - sublingvalni čvor; 4 - ušni čvor; 5 - čvorovi celijakijskog pleksusa; 6 - karlični visceralni nervi
Lumbalni čvorovi simpatičkog trupa povezani su jedni s drugima ne samo uzdužnim, već i poprečnim internodalnim granama koje povezuju ganglije desne i lijeve strane (vidi sliku 8.4). Vlakna odlaze od lumbalnih ganglija u pleksus trbušne aorte. Duž toka krvnih žila pružaju simpatičku inervaciju zidova trbušne šupljine i donjih ekstremiteta.
Karlični dio simpatičkog trupa predstavljen je sa pet sakralnih i rudimentarnih kokcigealnih čvorova. Sakralni čvorovi su također povezani poprečnim granama. Živci koji se protežu od njih pružaju simpatičku inervaciju karličnih organa.
Abdominalni aortni pleksus nalazi se u trbušnoj šupljini na prednjoj i bočnoj površini trbušnog dijela aorte. To je najveći pleksus autonomnog nervnog sistema. Sastoji se od nekoliko velikih prevertebralnih simpatičkih čvorova, grana velikih i malih unutrašnjih živaca koji im se približavaju, brojnih nervnih stabala i grana koje se protežu iz čvorova. Glavni čvorovi pleksusa trbušne aorte su upareni celijakija i aortorenalni i neupareni gornji mezenterični čvorovi. U pravilu od njih odlaze postganglijska simpatička vlakna. Brojne grane se protežu od celijakije i gornjih mezenteričnih čvorova u različitim smjerovima, poput sunčevih zraka. Ovo objašnjava stari naziv pleksusa - "solarni pleksus".
Grane pleksusa nastavljaju se na arterije, formirajući sekundarne vegetativne pleksuse trbušne šupljine (vaskularne vegetativne pleksuse) oko krvnih žila. To uključuje neuparene: celijakija (plete celijakiju) slezena (slezena arterija), hepatične (sopstvena hepatična arterija), top i donji mezenterični (duž istoimenih arterija) pleksus. Upareni su želudačni, nadbubrežni, bubrežni, testikularni (jajnika )pleksus, koji se nalaze oko krvnih sudova imenovanih organa. U toku žila postganglijska simpatička vlakna dopiru do unutrašnjih organa i inerviraju ih.
Gornji i donji hipogastrični pleksus. Gornji hipogastrični pleksus se formira od grana trbušnog aortalnog pleksusa. Po obliku je trokutasta ploča koja se nalazi na prednjoj površini V lumbalnog kralješka, ispod bifurkacije aorte. Niz pleksus odlaze vlakna koja su uključena u formiranje donjeg hipogastričnog pleksusa. Potonji se nalazi iznad mišića koji podiže anus, na mjestu podjele zajedničke ilijačne arterije. Od ovih pleksusa granaju se grane, pružajući simpatičku inervaciju karličnim organima.
Dakle, autonomni čvorovi simpatičkog nervnog sistema (para- i prevertebralni) nalaze se u blizini kičmene moždine na određenoj udaljenosti od inerviranog organa. Shodno tome, preganglionsko simpatičko vlakno je kratko, a postganglijsko vlakno značajnije. U neurotkivnoj sinapsi, prijenos nervnog impulsa od živca do tkiva vrši se zbog oslobađanja medijatora norepinefrina.
Parasimpatički nervni sistem
Kao dio parasimpatičkog dijela autonomnog nervnog sistema razlikuju se centralni i periferni odjeli. Centralni dio predstavljaju parasimpatička jezgra III, VII, IX i X kranijalnih nerava i parasimpatička sakralna jezgra kičmene moždine. Periferni dio uključuje parasimpatička vlakna i čvorove. Potonji, za razliku od simpatičkog nervnog sistema, nalaze se ili u zidu organa koje inerviraju, ili pored njih. Shodno tome, preganglijska (mijelinska) vlakna su duža od postganglionskih. Prenos impulsa u neurotkivnoj sinapsi u parasimpatičkom nervnom sistemu uglavnom je obezbeđen posrednikom acetilkolinom.
Parasimpatička vlakna ( dodatno ) jezgra III par kranijalnih nerava(okulomotorni nerv) u orbiti završava na ćelijama cilijarni čvor. Od njega počinju postganglijska parasimpatička vlakna koja prodiru u očnu jabučicu i inerviraju mišić koji sužava zjenicu, te cilijarni mišić (omogućava akomodaciju). Simpatička vlakna koja se protežu od gornjeg cervikalnog čvora simpatičkog trupa inerviraju mišić koji širi zjenicu.
Most sadrži parasimpatička jezgra ( gornje pljuvačke i suzni ) VII par kranijalnih nerava(facijalnog živca). Njihovi aksoni granaju se od facijalnog živca i sastava veliki kameni nerv doseg krilopalatinski čvor, nalazi se u istoimenoj rupi (vidi sliku 7.1). Od njega počinju postganglijska vlakna koja vrše parasimpatičku inervaciju suzne žlijezde, žlijezda sluznice nosne šupljine i nepca. Neka od vlakana koja nisu uključena u veliki kameni nerv se šalju žica za bubanj. Potonji nosi preganglijska vlakna do submandibularni i sublingvalni čvorovi. Aksoni neurona ovih čvorova inerviraju istoimene žlijezde slinovnice.
Donje jezgro pljuvačke pripada glosofaringealnom živcu ( IX par). Njegova preganglijska vlakna prolaze prva kao dio bubanj, i onda - mali kameni nervi To ušni čvor. Od njega odstupaju grane koje pružaju parasimpatičku inervaciju parotidne pljuvačne žlijezde.
Od dorzalno jezgro Parasimpatička vlakna vagusnog živca (X par) u svojim granama prolaze do brojnih intramuralnih čvorova smještenih u zidu unutrašnjih organa vrata, [rude i trbušne šupljine. Od ovih čvorova polaze postganglijska vlakna koja vrše parasimpatičku inervaciju organa vrata, prsne šupljine i većine trbušnih organa.
Sakralni parasimpatički nervni sistem predstavljaju sakralna parasimpatička jezgra koja se nalaze na nivou II – IV sakralnih segmenata. Od njih potiču vlakna karlični visceralni nervi, koji prenose impulse do intramuralnih čvorova karličnih organa. Postganglijska vlakna koja se protežu iz njih pružaju parasimpatičku inervaciju unutrašnjih genitalnih organa, mjehura i rektuma.
Simpatički i parasimpatički nervni sistem dijelovi su jedne cjeline, čije je ime ANS. Odnosno, autonomni nervni sistem. Svaka komponenta ima svoje ciljeve i treba ih uzeti u obzir.
opšte karakteristike
Podjela na odjele je zbog morfoloških i funkcionalnih karakteristika. U ljudskom životu, nervni sistem igra ogromnu ulogu, obavljajući mnoge funkcije. Sistem je, treba napomenuti, prilično složen u svojoj strukturi i podijeljen je na nekoliko podvrsta, kao i odjela, od kojih su svakom dodijeljene određene funkcije. Zanimljivo je da je simpatički nervni sistem kao takav označen davne 1732. godine, a u početku je ovaj termin označavao čitav autonomni nervni sistem. Međutim, kasnije, akumulacijom iskustva i znanja naučnika, bilo je moguće utvrditi da postoji dublje značenje, pa je ovaj tip "degradiran" u podvrstu.
Simpatički NS i njegove karakteristike
Dodijeljen joj je veliki broj funkcija važnih za tijelo. Neki od najznačajnijih su:
- Regulacija potrošnje resursa;
- Mobilizacija snaga u vanrednim situacijama;
- Kontrolisanje emocija.
Ako se pojavi takva potreba, sistem može povećati količinu potrošene energije - tako da osoba može u potpunosti funkcionirati i nastaviti izvršavati svoje zadatke. To je ono što mislimo kada govorimo o skrivenim resursima ili mogućnostima. Stanje celog organizma direktno zavisi od toga koliko se SNS nosi sa svojim zadacima. Ali ako osoba ostane u uznemirenom stanju predugo, to također neće biti od koristi. Ali za to postoji još jedna podvrsta nervnog sistema.
Parasimpatički NS i njegove karakteristike
Akumulacija snage i resursa, obnavljanje snage, odmor, opuštanje su njegove glavne funkcije. Parasimpatički nervni sistem je odgovoran za normalno funkcionisanje osobe, bez obzira na okolne uslove. Moram reći da se oba gore navedena sistema međusobno nadopunjuju, i da rade samo skladno i neodvojivo. mogu da obezbede telu ravnotežu i harmoniju.
Anatomske karakteristike i funkcije SNS
Dakle, simpatički NA se odlikuje razgranatom i složenom strukturom. Kičmena moždina sadrži svoj središnji dio, a završeci i nervni čvorovi povezani su periferijom, koja se, zauzvrat, formira zahvaljujući osjetljivim neuronima. Od njih se formiraju posebni procesi koji se protežu od kičmene moždine, skupljajući se u paravertebralnim čvorovima. Općenito, struktura je složena, ali nije potrebno ulaziti u njene specifičnosti. Bolje je govoriti o tome koliko su široke funkcije simpatičkog nervnog sistema. Rečeno je da počinje aktivno raditi u ekstremnim, opasnim situacijama.
U takvim trenucima, kao što znate, proizvodi se adrenalin, koji služi kao glavna supstanca koja omogućava osobi da brzo reaguje na ono što se dešava oko njega. Inače, ako osoba ima izraženu prevlast simpatičkog nervnog sistema, onda je ovaj hormon obično u višku.
Sportisti se mogu smatrati zanimljivim primjerom - na primjer, gledajući utakmicu evropskih fudbalera, možete vidjeti koliko njih počinje da igra mnogo bolje nakon što su postigli gol. Tako je, adrenalin se pušta u krvotok, a ispada ono što je gore rečeno.
Ali višak ovog hormona kasnije negativno utječe na stanje osobe - počinje se osjećati umorno, umorno, postoji velika želja za spavanjem. Ali ako parasimpatički sistem prevlada, i to je loše. Osoba postaje previše apatična, preplavljena. Stoga je važno da simpatički i parasimpatički sistem međusobno komuniciraju - to će pomoći u održavanju ravnoteže u tijelu, kao i mudro trošenju resursa.
Napomena: Internet projekat www.glagolevovilla.ru- ovo je službena stranica vikend naselja Glagolevo - gotovih vikend naselja u Moskovskoj regiji. Preporučujemo Vam ovu kompaniju za saradnju!
Opće karakteristike autonomnog nervnog sistema: funkcije, anatomske i fiziološke karakteristike
Autonomni nervni sistem obezbeđuje inervaciju unutrašnjih organa: varenje, disanje, izlučivanje, reprodukcija, cirkulacija krvi i endokrine žlezde. Održava postojanost unutrašnje sredine (homeostazu), reguliše sve metaboličke procese u ljudskom organizmu, rast, reprodukciju, pa se zato naziva povrće– vegetativno.
Vegetativni refleksi, po pravilu, nisu pod kontrolom svijesti. Osoba ne može proizvoljno usporiti ili ubrzati rad srca, inhibirati ili pojačati lučenje žlijezda, stoga autonomni nervni sistem ima drugo ime - autonomna , tj. ne kontroliše svest.
Anatomske i fiziološke karakteristike autonomnog nervnog sistema.
Autonomni nervni sistem se sastoji od simpatičan i parasimpatikus dijelovi koji djeluju na organe u suprotnom smjeru. Dogovoreno Rad ova dva dijela osigurava normalnu funkciju različitih organa i omogućava ljudskom tijelu da adekvatno odgovori na promjene vanjskih uslova.
Postoje dva odjela u autonomnom nervnom sistemu:
A) Centralno odjeljenje , koju predstavljaju autonomna jezgra smještena u leđnoj moždini i mozgu;
B) Periferni odjel što uključuje autonomni nervni čvorovi (ili ganglija ) i autonomni nervi .
· Vegetativno čvorovi (ganglija ) - to su nakupine tijela nervnih ćelija koje se nalaze izvan mozga u različitim dijelovima tijela;
· Autonomni nervi napusti kičmenu moždinu i mozak. Oni prvi prilaze ganglija (čvorovi) i tek onda - do unutrašnjih organa. Kao rezultat, svaki autonomni nerv se sastoji od preganglionski vlakna i postganglijska vlakna .
CNS GANGLIJANO TIJELO
Preganglionic Postganglionic
Vlakna vlakna
Preganglijska vlakna autonomnih nerava napuštaju kičmenu moždinu i mozak kao dio kičmenih i nekih kranijalnih živaca i približavaju se ganglijima ( L., pirinač. 200). U ganglijama dolazi do promjene nervnog uzbuđenja. Iz ganglija polaze postganglijska vlakna autonomnih nerava i kreću se prema unutrašnjim organima.
Autonomni nervi su tanki, nervni impulsi se prenose duž njih malom brzinom.
Autonomni nervni sistem karakteriše prisustvo brojnih nervnih pleksusa ... Pleksusi uključuju simpatičke, parasimpatičke nerve i ganglije (čvorove). Autonomni nervni pleksusi nalaze se u aorti, oko arterija i blizu organa.
Simpatički autonomni nervni sistem: funkcije, centralna i periferna podjela
(L., pirinač. 200)
Funkcije simpatičkog autonomnog nervnog sistema
Simpatički nervni sistem inervira sve unutrašnje organe, krvne sudove i kožu. Dominira tokom perioda tjelesne aktivnosti, stresa, jake boli, emocionalnih stanja poput ljutnje i radosti. Aksoni simpatičkih nerava proizvode norepinefrin što utiče adrenergičkih receptora unutrašnje organe. Norepinefrin deluje stimulativno na organe i povećava nivo metabolizma.
Da biste razumjeli kako simpatički nervni sistem djeluje na organe, trebate zamisliti osobu koja bježi od opasnosti: njegove zjenice se šire, znojenje se povećava, broj otkucaja srca se povećava, krvni tlak raste, bronhi se šire, povećava se broj disanja. Istovremeno se usporavaju procesi probave, inhibira lučenje pljuvačke i probavnih enzima.
Odjeli simpatičkog autonomnog nervnog sistema
Kao dio simpatičkog dijela autonomnog nervnog sistema, postoje izolovani centralno i perifernih odjeljenja.
Centralno odjeljenje predstavljena simpatičkim jezgrima smještenim u bočnim rogovima sive tvari kičmene moždine duž dužine od 8 cervikalnih do 3 lumbalna segmenta.
Periferni odjel uključuje simpatičke živce i simpatičke čvorove.
Simpatički živci napuštaju kičmenu moždinu kao dio prednjih korijena kičmenih živaca, zatim se odvajaju od njih i formiraju preganglionska vlakna ide prema simpatičkim čvorovima. Od čvorova se protežu relativno dugački. postganglijska vlakna, koji formiraju simpatičke nerve koji idu do unutrašnjih organa, krvnih sudova i kože.
· Simpatički čvorovi (gangliji) dijele se u dvije grupe:
· Paravertebralni čvorovi leže na kičmi i formiraju desni i lijevi lanac čvorova. Zovu se lanci paravertebralnih čvorova simpatična debla ... U svakom trupu razlikuju se 4 dijela: cervikalni, torakalni, lumbalni i sakralni.
Od čvorova cervikalni odlaze nervi koji obezbjeđuju simpatičku inervaciju organa glave i vrata (suzne i pljuvačne žlijezde, mišić koji širi zjenicu, larinks i drugi organi). Također odstupite od cervikalnih čvorova srčani nervi u pravcu srca.
· Od čvorova torakalni nervi odlaze do organa grudnog koša, srčanih nerava i celijakija(unutrašnje) živci idući u trbušnu šupljinu do čvorova celijakija(solarno) pleksus.
Od čvorova lumbalni polazak:
Nervi koji idu do čvorova autonomnog pleksusa trbušne šupljine; - nervi koji obezbeđuju simpatičku inervaciju zidova trbušne duplje i donjih ekstremiteta.
· Od čvorova sakralni odlaze nervi koji obezbeđuju simpatičku inervaciju bubrega i karličnih organa.
Prevertebralni čvorovi nalaze se u trbušnoj šupljini kao dio autonomnih nervnih pleksusa. To uključuje:
Celijačni čvorovi koji su deo celijakija(solarno) pleksus... Celijaki pleksus se nalazi na abdominalnom dijelu aorte oko celijakijskog trupa. Brojni nervi (poput sunčevih zraka, što objašnjava naziv "solarni pleksus") protežu se od celijakijskih čvorova, pružajući simpatičku inervaciju trbušnim organima.
· Mezenterični čvorovi , koji su dio autonomnog pleksusa trbušne šupljine. Nervi odlaze od mezenteričnih čvorova, pružajući simpatičku inervaciju trbušnim organima.
Parasimpatički autonomni nervni sistem: funkcije, centralna i periferna podjela
Funkcije parasimpatičkog autonomnog nervnog sistema
Parasimpatički nervni sistem inervira unutrašnje organe. Dominira u mirovanju, pružajući "svakodnevne" fiziološke funkcije. Aksoni parasimpatičkih nerava proizvode acetilholin što utiče holinergičkih receptora unutrašnje organe. Acetilholin usporava rad organa i smanjuje brzinu metabolizma.
Prevlast parasimpatičkog nervnog sistema stvara uslove za ostatak ljudskog tela. Parasimpatički živci uzrokuju suženje zenica, smanjuju učestalost i snagu srčanih kontrakcija i smanjuju učestalost respiratornih pokreta. Istovremeno se pojačava rad organa za varenje: peristaltika, lučenje pljuvačke i probavnih enzima.
Odjeli parasimpatičkog autonomnog nervnog sistema
Kao dio parasimpatičkog dijela autonomnog nervnog sistema, postoje izolovani centralno i periferne divizije .
Centralno odjeljenje predstavio:
moždano stablo;
Parasimpatička jedra smještena u sakralnu kičmenu moždinu.
Periferni odjel uključuje parasimpatičke živce i parasimpatičke čvorove.
Parasimpatički čvorovi se nalaze pored organa ili u njihovim zidovima.
Parasimpatički nervi:
· Izađi moždano stablo sastavljen od sledećeg kranijalni nervi :
Okulomotorni nerv (3 par kranijalnih nerava), koji prodire u očnu jabučicu i inervira mišić koji sužava zjenicu;
Facijalni nerv(7 par kranijalnih nerava), koji inervira suzne žlijezde, submandibularne i sublingvalne pljuvačne žlijezde;
Glosofaringealni nerv(9 par kranijalnih nerava), koji inervira parotidnu pljuvačnu žlijezdu;
Jezgra parasimpatičkog dela autonomnog nervnog sistema nalaze se u moždanom stablu i u bočnim stubovima sakralne kičmene moždine S II-IV (Sl. 529).
Jezgra moždanog stabla: a) Dodatno jezgro okulomotornog nerva (nucl. Accessorius n. Oculomotorii). Nalazi se na ventralnoj površini cerebralnog akvadukta u srednjem mozgu. Preganglijska vlakna iz mozga odlaze kao dio okulomotornog živca i ostavljaju ga u orbiti, idući do cilijarnog čvora (gangl. Ciliare) (Sl. 529).
Cilijarni čvor se nalazi na stražnjoj strani orbite na vanjskoj površini vidnog živca. Kroz čvor prolaze simpatički i senzorni nervi. Nakon prebacivanja parasimpatičkih vlakana u ovom čvoru (neuron II), postganglijska vlakna napuštaju čvor zajedno sa simpatičkim, formirajući nn. ciliares breves. Ovi nervi ulaze u stražnji pol očne jabučice kako bi inervirali mišić koji sužava zjenicu i cilijarni mišić koji uzrokuje akomodaciju (parasimpatički živac), mišić koji širi zjenicu (simpatički živac). Preko bande. prolaze cilijare i senzorni nervi. Senzorni nervni receptori nalaze se u svim formacijama oka (osim sočiva, staklastog tijela). Osjetljiva vlakna napuštaju oko kao dio nn. ciliares longi et breves. Duga vlakna su direktno uključena u formiranje n. ophthalmicus (I grana V para), a kratke prolaze kroz gangl. ciliare i onda samo u n. oftalmicus.
b) Gornje jezgro pljuvačke (nucl.salivatorius superior). Njegova vlakna napuštaju jezgro ponsa zajedno s motornim dijelom facijalnog živca. U jednom dijelu, koji se odvaja u kanalu lica temporalne kosti u blizini hiatus canalis n. petrosi majoris, leži u sulkusu n. petrosi majoris, po kojem je živac dobio isto ime. Zatim prolazi kroz vezivno tkivo razderanog otvora lubanje i spaja se na n. petrosus profundus (simpatički), formirajući pterygoidni nerv (n. pterygoideus). Pterigoidni nerv prolazi kroz istoimeni kanal u pterygopalatinu fossa. Njegova preganglijska parasimpatička vlakna se prebacuju u gangl. pterygopalatinum (). Postganglijska vlakna u granama n. maxillaris (II grana trigeminalnog živca) dospijevaju do sluzokože nosne šupljine, etmoidnih ćelija, sluzokože disajnih puteva, obraza, usana, usne duplje i nazofarinksa, kao i suzne žlijezde, do koje prolaze duž n . zygomaticus, zatim kroz anastomozu u suzni nerv.
Drugi dio parasimpatičkih vlakana facijalnog živca kroz canaliculus chordae tympani napušta ga već pod imenom chorda tympani, povezujući se sa n. lingualis. Kao dio jezičnog živca, parasimpatička vlakna dopiru do submandibularne pljuvačne žlijezde, nakon što su se prethodno prebacila u gangl. submandibularni i gangl. sublinguale. Postganglijska vlakna (aksoni II neurona) obezbeđuju sekretornu inervaciju sublingvalnim, submandibularnim pljuvačnim žlezdama i mukoznim žlezdama jezika (Sl. 529). Simpatička vlakna prolaze kroz pterigopalatinski čvor, koja, bez prebacivanja, zajedno s parasimpatičkim nervima dopiru do zona inervacije. Kroz ovaj čvor prolaze senzorna vlakna iz receptora u nosnoj šupljini, usnoj duplji, mekom nepcu iu sastavu n. nasalis posterior i nn. palatini dospiju do čvora. Oni napuštaju ovaj čvor kao dio nn. pterygopalatini, uključujući n. zygomaticus.
c) Donje jezgro pljuvačke (nucl.salivatorius inferior). To je jezgro IX para kranijalnih nerava koji se nalazi u produženoj moždini. Njegova parasimpatička preganglijska vlakna napuštaju živac u području donjeg jezično-ždrijelnog nervnog čvora, koji leži u fossula petrosa na donjoj površini piramide temporalne kosti, i pod istim imenom prodiru u bubnjić. Timpanični nerv izlazi na prednju površinu piramide temporalne kosti kroz hiatus canalis n. petrosi minoris. Dio bubnjića koji napušta bubanj kanal naziva se n. petrosus minor, koji prati istoimenu brazdu. Kroz razbijeni otvor, živac prolazi do vanjske baze lubanje, gdje je oko za. ovalni prekidači u parotidnom čvoru (gangl. oticum). U čvoru se preganglijska vlakna prebacuju na postganglijska vlakna, koja su n. auriculotemporalis (grana III para) dopiru do parotidne pljuvačne žlezde, obezbeđujući joj sekretornu inervaciju. Manje vlakana n. tympanicus se prebacuje u donjem čvoru glosofaringealnog živca, gdje se, uz osjetljive neurone, nalaze parasimpatičke stanice II neurona. Njihovi aksoni završavaju u sluzokoži bubne šupljine, formirajući zajedno sa simpatičkim bubno-karotidnim nervima (nn. Caroticotympanici) bubanj pleksus (plexus tympanicus). Simpatična vlakna iz pleksusa a. meningeae mediae pass gangl. oticum, spajajući se sa svojim granama kako bi inervirao parotidnu žlijezdu i oralnu sluznicu. U parotidnoj žlijezdi i sluznici usne šupljine nalaze se receptori od kojih počinju senzorna vlakna, prolazeći kroz čvor u n. mandibularis (III grana V para).
d) Dorzalno jezgro vagusnog nerva (nucl.dorsalis n.vagi). Nalazi se u dorzalnom dijelu produžene moždine. To je najvažniji izvor parasimpatičke inervacije unutrašnjih organa. Prebacivanje preganglionskih vlakana događa se u brojnim, ali vrlo malim intraorganskim parasimpatičkim čvorovima, u gornjim i donjim čvorovima vagusnog živca, po cijelom trupu ovog živca, u autonomnim pleksusima unutrašnjih organa (osim organa zdjelice) (sl. 529).
e) Dorzalno intermedijarno jezgro (nucl. intermedius spinalis). Smješten u bočnim stubovima SII-IV. Njegova preganglijska vlakna izlaze kroz prednje korijene u ventralne grane kičmenih živaca i formiraju nn. splanchnici pelvini, koji ulaze u plexus hypogastricus inferior. Njihovo prebacivanje na postganglijska vlakna događa se u intraorganskim čvorovima intraorganskih pleksusa karličnih organa (Sl. 533).
533. Inervacija genitourinarnih organa.
Crvene linije - piramidalni put (motorička inervacija); plava - senzorni nervi; zelena - simpatički živci; ljubičasta - parasimpatička vlakna.
Acetilholin. Acetilholin služi kao neurotransmiter u svim autonomnim ganglijama, u postganglijskim parasimpatičkim nervnim završecima i u postganglijskim simpatičkim nervnim završecima koji inerviraju egzokrine znojne žlezde. Enzim kolin acetiltransferaza katalizira sintezu acetilholina iz acetil CoA proizvedenog u nervnim završecima i iz holina, koji se aktivno apsorbira iz ekstracelularne tekućine. Unutar holinergičkih nervnih završetaka, zalihe acetilholina su pohranjene u diskretnim sinaptičkim vezikulama i oslobađaju se kao odgovor na nervne impulse koji depolariziraju nervne završetke i povećavaju protok kalcija u ćeliju.
Holinergički receptori. Različiti receptori za acetilholin postoje na postganglijskim neuronima u autonomnim ganglijama i u postsinaptičkim autonomnim efektorima. Receptori koji se nalaze u vegetativnim ganglijama i u meduli nadbubrežne žlijezde stimulirani su uglavnom nikotinom (nikotinski receptori), dok su receptori koji se nalaze u vegetativnim ćelijama efektorskih organa stimulirani alkaloidom muskarinskim (muskarinski receptori). Sredstva koja blokiraju ganglije djeluju protiv nikotinskih receptora, dok atropin blokira muskarinske receptore. Muskarinski (M) receptori su klasifikovani u dva tipa. Mi receptori su lokalizovani u centralnom nervnom sistemu i verovatno u parasimpatičkim ganglijama; M 2 receptori su ne-neuronski muskarinski receptori koji se nalaze na glatkim mišićima, miokardu i žljezdanom epitelu. Bnechol služi kao selektivni agonist M 2 receptora; Pirenzepin u toku je selektivni antagonist M 1 receptora. Ovaj lijek uzrokuje značajno smanjenje lučenja želučane kiseline. Drugi posrednici muskarinskih efekata mogu biti fosfatidilinozitol i inhibicija aktivnosti adenilat ciklaze.
Acetilkolinesteraza. Hidroliza acetilholina acetilholinesterazom inaktivira ovaj neurotransmiter u holinergičkim sinapsama. Ovaj enzim (također poznat kao specifična ili prava holinesteraza) prisutan je u neuronima i razlikuje se od butirokolinesteraze (serumske kolinesteraze ili pseudoholinesteraze). Potonji enzim je prisutan u krvnoj plazmi i u ne-neuronskim tkivima i ne igra primarnu ulogu u prestanku djelovanja acetilhilina u autonomnim efektorima. Farmakološki efekti antiholinesteraze su posljedica inhibicije neuronske (prave) acetilholinesteraze.
Fiziologija parasimpatičkog nervnog sistema. Parasimpatički nervni sistem je uključen u regulaciju funkcija kardiovaskularnog sistema, digestivnog trakta i genitourinarnog sistema. Tkiva organa kao što su jetra, noćni organi, gušterača i štitna žlijezda također imaju parasimpatičku inervaciju, što sugerira da je parasimpatički nervni sistem također uključen u regulaciju metabolizma, iako kolinergički učinak na metabolizam nije dobro okarakterisan.
Kardiovaskularni sistem. Parasimpatički efekat na srce je posredovan preko vagusnog nerva. Acetilholin smanjuje brzinu spontane depolarizacije sinusno-atrijalnog čvora i smanjuje broj otkucaja srca. Broj otkucaja srca u različitim fiziološkim stanjima rezultat je koordinirane interakcije između simpatičke stimulacije, parasimpatičke opresije i automatske aktivnosti sinusno-atrijalnog pejsmejkera. Acetilholin takođe odlaže provođenje ekscitacije u mišićima atrija, dok skraćuje efektivni refraktorni period; ova kombinacija faktora može uzrokovati razvoj ili perzistenciju atrijalnih aritmija. U atrioventrikularnom čvoru smanjuje brzinu provođenja ekscitacije, povećava trajanje efektivnog refraktornog perioda i na taj način slabi reakciju ventrikula srca tokom atrijalnog flatera ili atrijalne fibrilacije (poglavlje 184). Slabljenje inotropnog djelovanja acetilkolina povezano je s presinaptičkom inhibicijom simpatičkih nervnih završetaka, kao i s direktnim inhibitornim djelovanjem na atrijalni miokard. Ventrikularni miokard je manje pogođen acetilkolinom, jer je njegova inervacija holinergičkim vlaknima minimalna. Direktan kolinergički učinak na regulaciju perifernog otpora izgleda malo vjerojatan zbog slabe parasimpatičke inervacije perifernih žila. Međutim, parasimpatički nervni sistem može indirektno uticati na periferni otpor tako što inhibira oslobađanje norepinefrina iz simpatičkih nerava.
Probavni trakt. Parasimpatička inervacija crijeva vrši se preko vagusnog živca i karličnih sakralnih živaca. Parasimpatički nervni sistem povećava tonus glatkih mišića probavnog trakta, opušta sfinktere i pojačava peristaltiku. Acetilholin stimulira egzogeno lučenje gastrina, sekretina i inzulina epitelom žlijezda.
Genitourinarni i respiratorni sistem. Sakralni parasimpatički nervi opskrbljuju mjehur i genitalije. Acetilholin pojačava peristaltiku uretera, izaziva kontrakciju mišića za pražnjenje mokraćnog mjehura i opušta urogenitalnu dijafragmu i sfinkter mokraćne bešike, igrajući tako važnu ulogu u koordinaciji urinarnog procesa. Dišni putevi su inervirani parasimpatičkim vlaknima koja se protežu od vagusnog živca. Acetilholin povećava sekreciju u dušniku i bronhima i stimuliše bronhospazam.
Farmakologija parasimpatičkog nervnog sistema. Holinergički agonisti. Terapeutska vrijednost acetilholina je mala zbog široke raspršenosti njegovih učinaka i kratkog trajanja djelovanja. Supstance slične njemu manje su osjetljive na hidrolizu holinesterazom i imaju uži raspon fizioloških efekata. bnechol, jedini sistemski holinergički agonist koji se koristi u svakodnevnoj praksi, stimuliše glatke mišiće digestivnog i urinarnog trakta. sa minimalnim uticajem na kardiovaskularni sistem. Koristi se u liječenju retencije mokraće u odsustvu opstrukcije urinarnog trakta, a rjeđe u liječenju poremećaja probavnog trakta, poput atonije želuca nakon vagotomije. Pilokarpin i karbahol su lokalni holinergički agonisti koji se koriste za liječenje glaukoma.
Inhibitori acetilholinesteraze. Inhibitori holinesteraze pojačavaju efekte parasimpatičke stimulacije smanjujući inaktivaciju acetilholina. Terapeutska vrijednost reverzibilnih inhibitora holinesteraze ovisi o ulozi acetilholina kao neurotransmitera u sinapsama skeletnih mišića između neurona i efektorskih stanica te u centralnom nervnom sistemu i uključuje liječenje mijastenije gravis (poglavlje 358), prestanak neuromuskularne blokade koja se razvila nakon anestezija i poništavanje intoksikacije uzrokovane supstancama s centralnim antiholinergičkim djelovanjem. Fizostigmin, koji je tercijarni amin, lako prodire u centralni nervni sistem, dok njemu srodni kvaternarni amini (prozerin, piridostigmin bromid, oksazil i edrofonijum) ne. Inhibitori organofosfatne holinesteraze uzrokuju nepovratnu blokadu holinesteraze; ove supstance se prvenstveno koriste kao insekticidi i uglavnom su od toksikološkog interesa. Što se tiče autonomnog nervnog sistema, inhibitori holinesteraze imaju ograničenu upotrebu u lečenju disfunkcije glatkih mišića creva i bešike (npr. paralitička opstrukcija creva i atonija mokraćne bešike). Inhibitori holinesteraze izazivaju vagotonsku reakciju u srcu i mogu se efikasno koristiti za zaustavljanje napada paroksizmalne supraventrikularne tahikardije (Poglavlje 184).
Supstance koje blokiraju holinergičke receptore. Atropin blokira muskarinske holinergičke receptore i ima mali učinak na holinergičku neurotransmisiju u autonomnim ganglijama i neuromuskularnim sinapsama. Mnogi efekti atropina i lijekova sličnih atropinu na centralni nervni sistem mogu se pripisati blokadi centralnih muskarinskih sinapsi. Homogeni alkaloid skopolamin je po svom djelovanju sličan atropinu, ali izaziva pospanost, euforiju i amneziju – efekte koji ga omogućavaju za premedikaciju prije anestezije.
Atropin povećava broj otkucaja srca i povećava atrioventrikularnu provodljivost; zbog toga je preporučljivo koristiti ga u liječenju bradikardije ili srčanog bloka povezanog s povećanim tonusom vagusnog živca. Osim toga, atropin ublažava bronhospazam posredovan preko holinergičkih receptora i smanjuje sekreciju u respiratornom traktu, što ga čini mogućim za premedikaciju prije anestezije.
Atropin također smanjuje gastrointestinalni motilitet i lučenje. Iako su različiti derivati atropina i srodne supstance [na primjer, propantelin (Propantheline), izopropamid (Isopropamid) i glikopirolat (Glycopyrrolate)] promovirani kao agensi za liječenje pacijenata sa želučanim ulkusom ili dijarejnim sindromom, dugotrajna upotreba ovih lijekova ograničen je na takve manifestacije parasimpatičke opresije kao što su suha usta i zadržavanje mokraće. Pirenzepin, selektivni Mi-inhibitor koji je podvrgnut testiranju, inhibira želučanu sekreciju, koristi se u dozama koje imaju minimalne antiholinergičke efekte na druge organe i tkiva; ovaj lijek može biti efikasan u liječenju čira na želucu. Kada se udiše, atropin i njemu srodna supstanca ipratropijum (Ipratropium) izazivaju širenje bronhija; korišćeni su u eksperimentima za lečenje bronhijalne astme.
POGLAVLJE 67. ADENILACIKLAZNI SISTEM
Henry R. Bourne
Ciklični 3`5`-monofosfat (ciklični AMP) djeluje kao intracelularni sekundarni medijator za širok spektar peptidnih hormona i biogenih amina, lijekova i toksina. Stoga je proučavanje sistema adenilat ciklaze neophodno za razumijevanje patofiziologije i liječenja mnogih bolesti. Istraživanje uloge sekundarnog posrednika cikličnog AMP-a proširilo je naše znanje o endokrinoj, nervnoj i kardiovaskularnoj regulaciji. S druge strane, istraživanja usmjerena na otkrivanje biohemijske osnove određenih bolesti doprinijela su razumijevanju molekularnih mehanizama koji reguliraju sintezu cikličnog AMP.
Biohemija. Redoslijed djelovanja enzima uključenih u realizaciju djelovanja hormona (primarnih medijatora) kroz ciklički AMP prikazan je na Sl. 67-1, a lista hormona koji djeluju kroz ovaj mehanizam data je u tabeli. 67-1. Aktivnost ovih hormona inicira se njihovim vezivanjem za specifične receptore koji se nalaze na vanjskoj površini plazma membrane. Kompleks hormon-receptor aktivira enzim vezan za membranu adenilat ciklazu, koji sintetizira ciklički AMP iz intracelularnog ATP-a. Unutar ćelije, ciklični AMP prenosi informacije iz hormona vezivanjem za vlastiti receptor i aktiviranjem ove ciklične AMP protein kinaze zavisne od receptora. Aktivirana protein kinaza prenosi terminalni fosforni ATP na specifične proteinske supstrate (obično enzime). Fosforilacija ovih enzima pojačava (ili u nekim slučajevima inhibira) njihovu katalitičku aktivnost. Promijenjena aktivnost ovih enzima uzrokuje karakterističan učinak određenog hormona na njegovu ciljnu ćeliju.
Druga klasa hormona djeluje tako što se vezuje za membranske receptore koji inhibiraju adenilat ciklazu. Djelovanje ovih hormona, označenih kao Ni, za razliku od stimulirajućih hormona (He), je detaljnije opisano u nastavku. Na sl. 67-1 također pokazuje dodatne biohemijske mehanizme koji ograničavaju djelovanje cikličkog AMP. Ovi mehanizmi se takođe mogu regulisati hormonima. Ovo omogućava fino podešavanje ćelijske funkcije pomoću dodatnih neuronskih i endokrinih mehanizama.
Biološka uloga cikličkog AMP. Svaki od proteinskih molekula uključen u složene mehanizme stimulacije - inhibicije, predstavljene na Sl. 67-1, predstavlja potencijalno mjesto za regulaciju hormonskih odgovora na terapijske i toksične efekte lijekova i na patološke promjene koje se javljaju u toku bolesti. Konkretni primjeri takvih interakcija razmatrani su u narednim odjeljcima ovog poglavlja. Da bismo ih spojili, potrebno je razmotriti opšte biološke funkcije AMP-a kao sekundarnog medijatora, što je preporučljivo učiniti na primjeru regulacije procesa oslobađanja glukoze iz zaliha glikogena sadržanih u jetri (biohemijski sistem u koji je pronađen ciklički AMP) pomoću glukagona i drugih hormona.
Rice. 67-1. Ciklični AMP je sekundarni intracelularni medijator za hormone.
Slika prikazuje idealnu ćeliju koja sadrži proteinske molekule (enzime) uključene u posredničko djelovanje hormona kroz ciklički AMP. Crne strelice pokazuju put protoka informacija od stimulirajućeg hormona (He) do ćelijskog odgovora, dok svijetle strelice pokazuju smjer suprotnih procesa koji moduliraju ili inhibiraju protok informacija. Ekstracelularni hormoni stimulišu (He) ili inhibiraju (Ni) membranski enzim – adenilat ciklazu (AC) (vidi opis u tekstu i sl. 67-2). AC pretvara ATP u ciklički AMP (cAMP) i pirofosfat (PPi). Intracelularna koncentracija cikličkog AMP ovisi o odnosu između brzine njegove sinteze i karakteristika dvaju drugih procesa koji imaju za cilj njegovo uklanjanje iz stanice: cijepanje cikličkom nukleotidnom fosfodiesterazom (PDE), koja pretvara ciklički AMP u 5'-AMP, i uklanjanje energetski ovisnog transporta Unutarstanični efekti cikličkog AMP posredovani su ili regulirani proteinima najmanje pet dodatnih klasa, od kojih se prva, cAMP zavisna protein kinaza (PK), sastoji od regulatorne (P) i katalitičke (K) podjedinice. U PK holoenzimu, K podjedinica je katalitički neaktivna (inhibirana od strane P podjedinice) Ciklični AMP djeluje tako što se vezuje za P podjedinice, oslobađajući K podjedinice iz cAMP-P kompleksa. Slobodne katalitičke podjedinice (K +) katalizuju transfer terminalnog fosfornog ATP-a na specifične proteinske supstrate (C), na primjer, fosforilaznu kinazu (C ~ F) ovi proteinski supstrati Aati (obično enzimi) iniciraju karakteristične efekte cikličkog AMP unutar ćelije (npr. aktivacija glikogen fosforilaze, inhibicija glikogen sintetaze). Udio proteinskih supstrata kinaze u fosforilisanom stanju (C ~ F) reguliran je proteinima dvije dodatne klase: protein koji inhibira kinazu (IKB) se reverzibilno veže za K2, čineći ga katalitički neaktivnim (IKB-K) fosfatazama (F- ase) pretvoriti C ~ F natrag u C, oduzimajući kovalentno vezan fosfor.
Prijenos hormonskih signala kroz plazma membranu. Biološka stabilnost i strukturna složenost peptidnih hormona poput glukagona čini ih nosiocima raznih hormonalnih signala između stanica, ali narušavaju njihovu sposobnost da prodru kroz ćelijske membrane. Adenilat ciklaza osjetljiva na hormone omogućava da informacija hormonskog signala prodre kroz membranu, iako sam hormon ne može prodrijeti kroz nju.
Tabela 67-1. Hormoni za koje ciklički AMP služi kao sekundarni posrednik
| Hormone | Cilj: orgulje / tkanina | Tipična akcija |
| Adrenokortikotropni hormon | Kora nadbubrežne žlijezde | Proizvodnja korti pepela |
| kalcitonin | Bones | Koncentracija kalcija u serumu |
| kateholamini (b-adrenergički) | Srce | Otkucaji srca, kontraktilnost miokarda |
| Horionski gonadotropin | Jajnici, testisi | Proizvodnja polnih hormona |
| Folikul stimulirajući hormon | Jajnici, testisi | Gametogeneza |
| Glukagon | Jetra | Glikogenoliza, oslobađanje glukoze |
| Luteinizirajući hormon | Jajnici, testisi | \ Proizvodnja polnih hormona |
| Faktor oslobađanja luteinizirajućeg hormona | hipofiza | f Oslobađanje luteinizirajućeg hormona |
| Hormon koji stimuliše melanocite | Koža (melanociti) | T Pigmentacija |
| Paratiroidni hormon | Kosti, bubrezi | T Koncentracija kalcija u serumu [koncentracija fosfora u serumu |
| Prostaciklin, prosta-glandin e | | Trombociti | [Agregacija trombocita |
| Hormon koji stimuliše štitnjaču | Thyroid | T Proizvodnja i puštanje T3 i T4 |
| Faktor oslobađanja tropskog hormona štitnjače | hipofiza | f Oslobađanje tireotropnog hormona |
| vazopresin | Bubreg | f Koncentracija urina |
Bilješka. Ovdje su navedeni samo najuvjerljivije dokumentirani efekti posredovani cikličkim AMP, iako mnogi od ovih hormona pokazuju višestruko djelovanje u različitim ciljnim organima.
Dobitak. Vezivanjem za mali broj specifičnih receptora (vjerovatno manje od 1000 po ćeliji), glukagon stimulira sintezu mnogo više cikličkih molekula AMP. Ovi molekuli, zauzvrat, stimuliraju cikličku protein kinazu zavisnu od AMP, koja uzrokuje aktivaciju hiljada molekula jetrene fosforilaze (enzim koji ograničava razgradnju glikogena) i naknadno oslobađanje miliona molekula glukoze iz jedne ćelije.
Metabolička koordinacija na nivou jedne ćelije. Osim što fosforilacija proteina zbog cikličkog AMP-a stimulira fosforilazu i pospješuje konverziju glikogena u glukozu, ovaj proces istovremeno deaktivira enzim koji sintetizira glikogen (glikogen sintetazu) i stimulira enzime koji induciraju glukoneogenezu. Dakle, jedan hemijski signal - glukagon - mobilizira rezerve energije kroz nekoliko metaboličkih puteva.
Konverzija različitih signala u jedan metabolički program. Budući da se adenilat ciklaza sadržana u jetri može stimulirati adrenalinom (djelujući preko b-adrenergičkih receptora) kao i glukagonom, ciklički AMP omogućava dva hormona različite kemijske strukture da regulišu metabolizam ugljikohidrata u jetri. Da sekundarni medijator ne postoji, tada bi svaki od regulatornih enzima uključenih u mobilizaciju jetrenih ugljikohidrata morao biti u stanju prepoznati i glukagon i adrenalin.
Rice. 67-2. Molekularni mehanizam regulacije cikličke sinteze AMP hormonima, hormonskim receptorima i G-proteinima. Adenilat ciklaza (AC) u svom aktivnom obliku (AC+) pretvara ATP u ciklički AMP (cAMP) i pirofosfat (PPi). Aktivacija i inhibicija naizmenične struje posredovani su formalno identičnim sistemima prikazanim na levom i desnom delu slike. U svakom od ovih sistema, G-protein fluktuira između neaktivnog stanja, povezanog sa GDP (G-GDP), i aktivnog stanja, povezanog sa GTP (G 4 "-GTP); samo proteini koji su u aktivnom stanju stanje može stimulirati (Gs) ili inhibirati (Gi) aktivnost AC. Svaki G-GTP kompleks ima intrinzičnu aktivnost GTPaze, koja ga pretvara u neaktivni G-GDP kompleks. Da vrati G-protein u njegovo aktivno stanje, stimulira ili inhibirajući hormonsko-receptorski kompleksi (HcRc i NiRi, respektivno) promovišu zamjenu GDP-a za GTP na mjestu vezivanja G-proteina sa gvaninskim nukleotidom. Dok je GnR kompleks potreban za početnu stimulaciju ili inhibiciju AC od strane Gs ili Hz proteina, hormon se može odvojiti od receptora nezavisno od regulacije AC, što, naprotiv, zavisi od trajanja stanja vezivanja između GTP i odgovarajućeg G-proteina, regulisanog njegovom unutrašnjom GTPazom. .Dva bakterijska toksina regulišu aktivnost adenilat ciklaze, katalizirajući ADP-ribozu ilacija G-proteina (vidi. tekst). ADP-ribozilacija G toksinom kolere inhibira aktivnost njegove GTPaze, stabilizirajući Gs u njegovom aktivnom stanju i time povećavajući sintezu cikličnog AMP. Nasuprot tome, ADP-ribozilacija Gi sa toksinom pertusisa sprečava njegovu interakciju sa kompleksom truleži i stabilizuje Gi u neaktivnom stanju povezanom sa HDP; kao rezultat, toksin pertusisa sprječava hormonsku supresiju AC.
Koordinirana regulacija različitih ćelija i tkiva od strane primarnog posrednika. U klasičnom odgovoru na stres bori se ili bježi, kateholamini se vezuju za b-adrenergičke receptore koji se nalaze u srcu, masnom tkivu, krvnim sudovima i mnogim drugim tkivima i organima, uključujući jetru. Ako ciklički AMP nije posredovao u većini reakcija na djelovanje b-adrenergičkih kateholamina (na primjer, povećanje broja otkucaja srca i kontraktilnosti miokarda, proširenje krvnih žila koji opskrbljuju krvlju skeletne mišiće, mobilizacija energije iz skladišta ugljikohidrata i masti) , onda bi ukupnost ogromnog broja pojedinačnih enzima u tkivima morala imati specifična mjesta vezivanja za regulaciju kateholamina.
Slični primjeri bioloških funkcija cikličkog AMP-a mogu se dati u odnosu na druge primarne medijatore date u tabeli. 67-1. Ciklični AMP djeluje kao intracelularni medijator za svaki od ovih hormona, što ukazuje na njihovu prisutnost na površini ćelije. Kao i svi efikasni posrednici, ciklički AMP pruža jednostavan, isplativ i visoko specijaliziran put za prijenos heterogenih i složenih signala.
Adenilat ciklaza osjetljiva na hormone. Glavni enzim koji posreduje u odgovarajućim efektima ovog sistema je hormonski osjetljiva adenilat ciklaza. Ovaj enzim se sastoji od najmanje pet klasa odvojivih proteina, od kojih je svaki ugrađen u masnu dvoslojnu plazma membranu (slika 67-2).
Na vanjskoj površini ćelijske membrane nalaze se dvije klase hormonskih receptora, Pc i Pu. Sadrže specifična mjesta prepoznavanja za vezivanje hormona koji stimuliraju (Hc) ili inhibiraju (Ni) adenilat ciklazu.
Katalitički element adenilat ciklaza (AC), koji se nalazi na citoplazmatskoj površini plazma membrane, pretvara intracelularni ATP u ciklički AMP i pirofosfat. Također postoje dvije klase regulatornih proteina koji se vezuju za gvanin-nukleotide na površini citoplazme. Ovi proteini, Gs i Gu, posreduju u stimulativnim i inhibitornim efektima koje opažaju Pc i Pu receptori, respektivno.
I stimulirajuće i depresivne uparene funkcije proteina zavise od njihove sposobnosti da vežu gvanozin trifosfat (GTP) (vidi sliku 67-2). Samo GTP-vezani oblici G-proteina regulišu sintezu cikličnog AMP. Ni stimulacija ni supresija AC nije trajan proces; umjesto toga, terminalni fosfor GTP u svakom G-GTP kompleksu je na kraju hidroliziran, a Gs-HDF ili Gi-HDF ne mogu regulirati AC. Iz tog razloga, uporni procesi stimulacije ili inhibicije adenilat ciklaze zahtijevaju kontinuiranu konverziju G-HDP u G-GTP. U oba puta, hormonsko-receptorski kompleksi (HcRc ili NiRu) povećavaju konverziju GDP-a u GTP. Ovaj vremenski i prostorno recirkulacijski proces odvaja vezivanje hormona za receptore od regulacije cikličke sinteze AMP, koristeći rezerve energije u terminalnoj fosfornoj vezi GTP-a kako bi se pojačalo djelovanje hormonsko-receptorskih kompleksa.
Ovaj dijagram objašnjava kako nekoliko različitih hormona može stimulirati ili inhibirati sintezu cikličkog AMP unutar jedne ćelije. Pošto se receptori po svojim fizičkim karakteristikama razlikuju od adenilat ciklaze, ukupnost receptora koji se nalaze na površini ćelije određuje specifičnu sliku njene osetljivosti na spoljašnje hemijske signale. Jedna ćelija može imati tri ili više različitih receptora koji percipiraju inhibitorni efekat i šest ili više različitih receptora koji percipiraju stimulativni efekat. Obrnuto, čini se da sve ćelije sadrže slične (moguće identične) komponente G i AC.
Molekularne komponente adenilat ciklaze osjetljive na hormone pružaju referentne točke za promjenu osjetljivosti datog tkiva na hormonsku stimulaciju. I P i G komponente su kritični faktori u fiziološkoj regulaciji hormonske osjetljivosti, a promjene u G proteinima se smatraju primarnom lezijom koja se javlja kod četiri bolesti o kojima se govori u nastavku.
Regulacija osetljivosti na hormone (videti takođe poglavlje 66). Ponovno uvođenje bilo kojeg hormona ili lijeka, u pravilu, uzrokuje postupno povećanje otpornosti na njihovo djelovanje. Ovaj fenomen ima različite nazive: hiposenzibilizacija, refraktornost, tahifilaksa ili tolerancija.
Hormoni ili medijatori mogu izazvati razvoj receptor-specifične hiposenzibilizacije, ili "homologne". Na primjer, primjena b-adrenergičkih kateholamina uzrokuje specifičnu refraktornost miokarda na ponovnu primjenu ovih amina, ali ne i na one lijekove koji ne djeluju preko b-adrenergičkih receptora. Hiposenzibilizacija specifične za receptor uključuje najmanje dva različita mehanizma. Prvi od njih, koji se brzo razvija (u roku od nekoliko minuta) i brzo reverzibilan nakon uklanjanja ubrizganog hormona, funkcionalno „odvaja“ receptore i Gc-protein i samim tim smanjuje njihovu sposobnost stimulacije adenilat ciklaze. Drugi proces uključuje zapravo smanjenje broja receptora na ćelijskoj membrani – proces koji se naziva smanjenjem receptora. Proces regulacije smanjenja receptora zahtijeva nekoliko sati za njegov razvoj i teško ga je preokrenuti.
Procesi hipersenzibilizacije dio su normalne regulacije. Eliminacija normalnih fizioloških podražaja može dovesti do povećanja osjetljivosti ciljnog tkiva na farmakološku stimulaciju, kao što se događa kod razvoja preosjetljivosti uzrokovane denervacijom. Potencijalno važna klinička korelacija takvog povećanja broja receptora može se razviti kod pacijenata s naglim prekidom liječenja anaprilinom, koji je blokator b-adrenergike. Takvi pacijenti često imaju prolazne znakove povišenog tonusa simpatikusa (tahikardiju, povišen krvni pritisak, glavobolje, drhtanje itd.) i mogu se razviti simptomi koronarne insuficijencije. U leukocitima periferne krvi pacijenata koji primaju anaprilin, nalazi se povećan broj b-adrenergičkih receptora, a broj ovih receptora se polako vraća na normalne vrijednosti kada se lijek prestane. Iako brojniji drugi leukocitni receptori ne posreduju u kardiovaskularnim simptomima i fenomenima koji se javljaju u slučaju prestanka uzimanja anaprilina, receptori u miokardu i drugim tkivima vjerovatno će pretrpjeti iste promjene.
Osetljivost ćelija i tkiva na hormone se takođe može regulisati na "heterologni" način, odnosno kada se osetljivost na jedan hormon reguliše drugim hormonom koji deluje preko drugačijeg skupa receptora. Regulacija osjetljivosti kardiovaskularnog sistema na β-adrenergičke amine tiroidnim hormonima je najpoznatiji klinički primjer heterologne regulacije. Hormoni štitnjače uzrokuju nakupljanje viška količine β-adrenergičkih receptora u miokardu. Ovo je povećanje. broj receptora dijelom objašnjava povećanu osjetljivost srca bolesnika s hipertireozom na kateholamine. Međutim, činjenica da kod eksperimentalnih životinja povećanje broja β-adrenergičkih receptora uzrokovano davanjem tiroidnih hormona nije dovoljno da se tome pripiše povećanje osjetljivosti srca na kateholamine, sugerira da su komponente reakcije na hormone su takođe podložni uticaju tiroidnih hormona koji deluju distalno od receptora, moguće uključujući Gs, ali ne ograničavajući se na ove podjedinice. Drugi primjeri heterologne regulacije uključuju estrogensku i progesteronsku kontrolu osjetljivosti materice na opuštajuće efekte β-adrenergičkih agonista i povećanu reaktivnost mnogih tkiva na adrenalin uzrokovanu glukokortikoidima.
Drugi tip heterologne regulacije sastoji se u inhibiciji hormonske stimulacije adenilat ciklaze supstancama koje djeluju preko Ri i Gu, kao što je gore navedeno. Acetilholin, opijati i a-adrenergički kateholamini djeluju kroz različite klase inhibitornih receptora (muskarinski, opijatni i a-adrenergički receptori), smanjujući osjetljivost adenilil ciklaze određenih tkiva na stimulativno djelovanje drugih hormona. Iako klinički značaj heterologne regulacije ovog tipa nije utvrđen, inhibicija sinteze cikličkog AMP morfijumom i drugim opijatima može biti uzrok nekih aspekata tolerancije na lijekove ove klase. Slično tome, eliminacija takve opresije može igrati ulogu u razvoju sindroma nakon prestanka primjene opijata.
Učitavanje ...