Etter å ha studert materialet i kapittelet, skal studenten:
vet
Prinsipper for strukturen og funksjonen til det autonome nervesystemet;
være i stand til
- demonstrere den sympatiske stammen og kraniale vegetative nodene på preparater og tabeller;
- skjematisk skildre strukturen til refleksbuen til det autonome nervesystemet;
egen
Ferdigheter i å forutsi funksjonelle forstyrrelser på grunn av skade på strukturene i det autonome nervesystemet.
Det autonome (autonome) nervesystemet gir innervering til indre organer, kjertler, blodårer, glatte muskler og utfører en adaptiv-trofisk funksjon. I likhet med det somatiske nervesystemet, opererer det gjennom reflekser. For eksempel, når magereseptorene er irriterte, sendes impulser til dette organet gjennom vagusnerven, noe som øker utskillelsen av kjertlene og aktiverer motilitet. Som regel styres ikke autonome reflekser av bevissthet, dvs. oppstår automatisk etter visse irritasjoner. En person kan ikke frivillig øke eller redusere hjertefrekvensen, øke eller undertrykke utskillelsen av kjertler.
Som i den enkle somatiske refleksbuen, inneholder den autonome refleksbuen tre nevroner. Kroppen til den første av dem (sensitiv eller reseptor) er lokalisert i spinalganglion eller i den tilsvarende sensoriske ganglion av kranialnerven. Det andre nevronet er en assosiasjonscelle, lokalisert i de vegetative kjernene i hjernen eller ryggmargen. Det tredje nevronet er effektornevronet, lokalisert utenfor sentralnervesystemet i paravertebrale og prevertebrale - sympatiske eller intramurale og kraniale - parasympatiske noder (ganglia). Dermed skiller buene til somatiske og autonome reflekser seg fra hverandre ved plasseringen av effektorneuronen. I det første tilfellet ligger det i sentralnervesystemet (motorkjerner i de fremre hornene i ryggmargen eller motorkjerner i kranienervene), og i det andre - i periferien (i de vegetative gangliene).
Det autonome nervesystemet er også preget av en segmentell type innervasjon. Sentrene for autonome reflekser har en spesifikk lokalisering i sentralnervesystemet, og impulser til organene går gjennom de tilsvarende nervene. Komplekse autonome reflekser utføres med deltakelse av det suprasegmentale apparatet. Suprasegmentale sentre er lokalisert i hypothalamus, limbiske system, retikulær formasjon, lillehjernen og i hjernebarken.
Funksjonelt skilles de sympatiske og parasympatiske inndelingene av det autonome nervesystemet.
Sympatisk nervesystem
Den sympatiske delen av det autonome nervesystemet er delt inn i sentrale og perifere seksjoner. Den sentrale er representert av kjerner plassert i de laterale hornene i ryggmargen langs lengden fra 8. cervikal til 3. lumbale segment. Alle fibre som går til de sympatiske gangliene begynner fra nevronene til disse kjernene. De går ut av ryggmargen som en del av de fremre røttene til spinalnervene.
Den perifere inndelingen av det sympatiske nervesystemet inkluderer noder og fibre som ligger utenfor sentralnervesystemet.
Sympatisk stamme– en paret kjede av paravertebrale noder, som går parallelt med ryggraden (fig. 9.1). Den strekker seg fra bunnen av hodeskallen til halebenet, hvor høyre og venstre stamme kommer sammen og ender i en enkelt halebenknute. Hvite forbindelsesgrener fra spinalnervene som inneholder preganglioniske fibre nærmer seg nodene til den sympatiske stammen. Lengden deres overstiger som regel ikke 1–1,5 cm Disse grenene er bare tilstede i de nodene som tilsvarer segmentene av ryggmargen som inneholder sympatiske kjerner (8. cervical - 3. lumbal). Fibrene i de hvite forbindelsesgrenene bytter til nevronene til de tilsvarende gangliene eller passerer gjennom dem i transitt til de overordnede og underliggende nodene. I denne forbindelse overstiger antall noder til den sympatiske stammen (25–26) antallet hvite grener. Noen fibre ender ikke i den sympatiske stammen, men går utenom den til abdominal aortaplexus. De danner de større og mindre splanchniske nervene. Mellom tilstøtende noder av den sympatiske stammen er det internodale grener, sikre utveksling av informasjon mellom strukturene. Umyeliniserte postganglionære fibre kommer ut fra gangliene - grå forbindelsesgrener, som går tilbake til spinalnervene, og hoveddelen av fibrene sendes til organene langs de store arteriene.
De større og mindre splanchniske nervene passerer i transitt (uten å bytte) gjennom henholdsvis 6–9. og 10–12. thoraxknutene. De deltar i dannelsen av abdominal aortaplexus.
I henhold til segmentene av ryggmargen skilles de cervikale (3 noder), thorax (10–12), lumbale (5) og sakrale (5) deler av den sympatiske stammen. Den enkle halebensganglion er vanligvis rudimentær.
Øvre cervikal knute - den største. Dens grener løper hovedsakelig langs de ytre og indre halspulsårene, og danner plexus rundt dem. De gir sympatisk innervering til organene i hodet og nakken.
Midt cervical node ustabil, ligger på nivå med VI nakkevirvelen. Gir grener til hjertet, skjoldbruskkjertelen og biskjoldbruskkjertlene, til karene i nakken.
Nedre cervikal knute lokalisert på nivå med halsen på det første ribben, går ofte sammen med den første thorax og har en stjerneformet form. I dette tilfellet kalles det cervicothoracal (stjerneformet) knute. Avgir grener for innervering av organene i fremre mediastinum (inkludert hjertet), skjoldbruskkjertelen og biskjoldbruskkjertlene.
Grener som deltar i dannelsen av thorax aorta plexus strekker seg fra thorax sympatiske stamme. De gir innervering til organene i thoraxhulen. I tillegg starter det fra stor Og liten visceral (cøliaki) nerver, som består av pretanglioniske fibre og passerer gjennom 6.–12. noder. De passerer gjennom mellomgulvet inn i bukhulen og ender på nevronene i cøliaki plexus.
Ris. 9.1.
1 - ciliær node; 2 - pterygopalatin node; 3 - sublingual node; 4 - øreknute; 5 - noder av cøliaki plexus; 6 – bekkenplanchniske nerver
Lumbalknutene til den sympatiske stammen er forbundet med hverandre ikke bare av langsgående, men også av tverrgående internodale grener som forbinder gangliene på høyre og venstre side (se fig. 8.4). Fibre strekker seg fra lumbalgangliene inn i abdominal aortaplexus. Langs karene gir de sympatisk innervering til veggene i bukhulen og nedre ekstremiteter.
Bekkendelen av den sympatiske stammen er representert av fem sakrale og rudimentære coccygeal noder. De sakrale nodene er også forbundet med tverrgående grener. Nervene som strekker seg fra dem gir sympatisk innervering til bekkenorganene.
Abdominal aortaplexus lokalisert i bukhulen på fremre og laterale overflater av abdominal aorta. Dette er den største plexus i det autonome nervesystemet. Den er dannet av flere store prevertebrale sympatiske ganglier, grener av de større og mindre splanchniske nervene som nærmer seg dem, og mange nervestammer og grener som strekker seg fra nodene. Hovednodene til abdominal aortaplexus er paret gravid Og aortorenal og uparet overlegne mesenteriske noder. Som regel avviker postganglioniske sympatiske fibre fra dem. Tallrike grener strekker seg fra cøliaki og overlegne mesenteriske noder i forskjellige retninger, som solens stråler. Dette forklarer det gamle navnet på plexus - "Solar plexus".
Grenene til plexus fortsetter på arterien, og danner sekundære autonome plexuser i bukhulen (choroid autonomic plexuses) rundt karene. Disse inkluderer uparrede: cøliaki (fletter sammen cøliakistammen), milt (milt arterie), lever (proprietær leverarterie) topp Og inferior mesenterisk (langs løpet av arteriene med samme navn) plexus. Paret er mage, binyre, nyre, testikkel (eggstokk )plexus, lokalisert rundt karene til disse organene. Langs karene når postganglioniske sympatiske fibre de indre organene og innerverer dem.
Superior og inferior hypogastriske plexuses. Den superior hypogastriske plexus er dannet fra grener av abdominal aorta plexus. I form er det en trekantet plate plassert på den fremre overflaten av V lumbal vertebra, under bifurkasjonen av aorta. Nedover avgir plexus fibre som deltar i dannelsen av inferior hypogastrisk plexus. Sistnevnte er plassert over levator ani-muskelen, på stedet for deling av arteria iliaca. Grener strekker seg fra disse plexusene, og gir sympatisk innervering til bekkenorganene.
Dermed er de autonome nodene til det sympatiske nervesystemet (para- og prevertebralt) lokalisert nær ryggmargen i en viss avstand fra det innerverte organet. Følgelig har den preganglioniske sympatiske fiberen en kort lengde, og den postganglioniske fiberen har en lengre lengde. Ved en nevrovevssynapse skjer overføringen av en nerveimpuls fra en nerve til et vev på grunn av frigjøringen av mediatoren noradrenalin.
Parasympatisk nervesystem
Den parasympatiske delen av det autonome nervesystemet er delt inn i sentrale og perifere seksjoner. Den sentrale seksjonen er representert av de parasympatiske kjernene til III, VII, IX og X kranialnervene og de parasympatiske sakralkjernene i ryggmargen. Den perifere delen inkluderer parasympatiske fibre og noder. Sistnevnte, i motsetning til det sympatiske nervesystemet, er plassert enten i veggen til organene som de innerverer eller ved siden av dem. Følgelig er preganglioniske (myelin) fibre lengre enn postganglioniske fibre. Impulsoverføring ved nevrovevssynapsen i det parasympatiske nervesystemet sikres først og fremst av mediatoren acetylkolin.
Parasympatiske fibre ( ytterligere ) kjerner III par kraniale nerver(oculomotorisk nerve) i baneenden på celler ciliær node. Postganglioniske parasympatiske fibre starter fra den, som trenger inn i øyeeplet og innerverer muskelen som trekker sammen pupillen og ciliærmuskelen (gir akkommodasjon). Sympatiske fibre som oppstår fra den øvre cervikale ganglion i den sympatiske stammen innerverer muskelen som utvider pupillen.
Pons inneholder de parasympatiske kjernene ( øvre spytt Og tårevåt ) VII par kraniale nerver(ansiktsnerven). Aksonene deres forgrener seg fra ansiktsnerven og består av større petrosalnerve å nå pterygopalatin node, plassert i gropen med samme navn (se fig. 7.1). Postganglioniske fibre begynner fra den, og utfører parasympatisk innervering av tårekjertelen, kjertler i slimhinnene i nesehulen og ganen. Noen av fibrene som ikke er inkludert i den større petrosalnerven er rettet mot trommestreng. Sistnevnte bærer preganglioniske fibre til submandibulær Og sublinguale noder. Aksonene til nevronene til disse nodene innerverer spyttkjertlene med samme navn.
Inferior spyttkjerne tilhører glossopharyngeal nerve ( IX par). Dens preganglioniske fibre passerer først gjennom tromme, og så - mindre petrosal nerve Til øreknute. Grener strekker seg fra den, og gir parasympatisk innervasjon av spyttkjertelen.
Fra dorsal kjerne av vagusnerven (X-par) passerer parasympatiske fibre som en del av dens grener til en rekke intramurale noder lokalisert i veggen til de indre organene i nakken, [malm og bukhuler. Postganglioniske fibre går fra disse nodene, og gir parasympatisk innervering til organene i nakken, brysthulen og de fleste bukorganer.
Sakral deling av det parasympatiske nervesystemet representert av sakrale parasympatiske kjerner lokalisert på nivået av II–IV sakrale segmenter. Fibre stammer fra dem bekken splanchnic nerver, som bærer impulser til de intramurale nodene i bekkenorganene. Postganglioniske fibre som strekker seg fra dem gir parasympatisk innervering av de indre kjønnsorganene, blæren og endetarmen.
De sympatiske og parasympatiske nervesystemene er komponenter av en helhet, hvis navn er ANS. Det vil si det autonome nervesystemet. Hver komponent har sine egne oppgaver, og de bør vurderes.
generelle egenskaper
Inndelingen i avdelinger bestemmes av morfologiske så vel som funksjonelle egenskaper. I menneskelivet spiller nervesystemet en stor rolle, og utfører mange funksjoner. Systemet, det skal bemerkes, er ganske komplekst i sin struktur og er delt inn i flere undertyper, samt avdelinger, som hver er tildelt visse funksjoner. Det er interessant at det sympatiske nervesystemet ble utpekt som sådan tilbake i 1732, og først betydde dette begrepet hele det autonome nervesystemet. Men senere, med akkumulering av erfaring og kunnskap fra forskere, var det mulig å fastslå at det var en dypere mening skjult her, og derfor ble denne typen "nedgradert" til en underart.
Sympatisk nervesystem og dets funksjoner
Det er tildelt et stort antall viktige funksjoner for kroppen. Noen av de mest betydningsfulle er:
- Regulering av ressursforbruk;
- Mobilisering av styrker i nødssituasjoner;
- Kontroll av følelser.
Hvis et slikt behov oppstår, kan systemet øke mengden energi som brukes slik at en person kan fungere fullt ut og fortsette å utføre sine oppgaver. Når man snakker om skjulte ressurser eller muligheter, er det dette som menes. Tilstanden til hele organismen avhenger direkte av hvor godt SNS takler sine oppgaver. Men hvis en person forblir i en spent tilstand for lenge, vil dette heller ikke være gunstig. Men for dette er det en annen undertype av nervesystemet.
Parasympatisk nervesystem og dets funksjoner
Akkumulering av styrke og ressurser, gjenoppretting av styrke, hvile, avslapning - dette er hovedfunksjonene. Det parasympatiske nervesystemet er ansvarlig for normal funksjon av en person, uavhengig av forholdene rundt ham. Det må sies at begge de ovennevnte systemene utfyller hverandre, og bare ved å fungere harmonisk og uløselig. de kan gi balanse og harmoni til kroppen.
Anatomiske egenskaper og funksjoner til SNS
Så det sympatiske nervesystemet er preget av en forgrenet og kompleks struktur. Dens sentrale del er lokalisert i ryggmargen, og endene og nerveknutene er forbundet med periferien, som igjen er dannet takket være sensoriske nevroner. Fra dem dannes spesielle prosesser som strekker seg fra ryggmargen, og samler seg i paravertebrale noder. Generelt er strukturen kompleks, men det er ikke nødvendig å fordype seg i detaljene. Det er bedre å snakke om hvor brede funksjonene til det sympatiske nervesystemet er. Det ble sagt at hun begynner å jobbe aktivt i ekstreme, farlige situasjoner.
I slike øyeblikk produseres som kjent adrenalin, som fungerer som hovedstoffet som gir en person muligheten til raskt å reagere på det som skjer rundt ham. Forresten, hvis en person har en uttalt overvekt av det sympatiske nervesystemet, har han vanligvis et overskudd av dette hormonet.
Idrettsutøvere kan betraktes som et interessant eksempel - når du for eksempel ser europeiske fotballspillere spille, kan du se hvor mange av dem som begynner å spille mye bedre etter at et mål er scoret mot dem. Det er riktig, adrenalin frigjøres i blodet, og det som ble sagt ovenfor skjer.
Men et overskudd av dette hormonet påvirker en persons tilstand negativt senere - han begynner å føle seg trøtt, sliten og har et stort ønske om å sove. Men hvis det parasympatiske systemet dominerer, er dette også ille. Personen blir for apatisk og overveldet. Så det er viktig at de sympatiske og parasympatiske systemene samhandler med hverandre – på denne måten vil det være mulig å opprettholde balanse i kroppen, samt bruke ressurser klokt.
Merk: Internett-prosjekt www.glagolevovilla.ru- dette er den offisielle nettsiden til hyttelandsbyen Glagolevo - ferdige hyttelandsbyer i Moskva-regionen. Vi anbefaler dette selskapet for samarbeid!
Generelle egenskaper ved det autonome nervesystemet: funksjoner, anatomiske og fysiologiske egenskaper
Det autonome nervesystemet gir innervering til de indre organene: fordøyelse, respirasjon, utskillelse, reproduksjon, blodsirkulasjon og endokrine kjertler. Det opprettholder konstansen til det indre miljøet (homeostase), regulerer alle metabolske prosesser i menneskekroppen, vekst, reproduksjon, og det er derfor det kalles grønnsak– vegetativ.
Autonome reflekser er som regel ikke kontrollert av bevissthet. En person kan ikke frivillig bremse eller øke hjertefrekvensen, undertrykke eller øke sekresjonen av kjertler, derfor har det autonome nervesystemet et annet navn - autonome , dvs. ikke kontrollert av bevissthet.
Anatomiske og fysiologiske trekk ved det autonome nervesystemet.
Det autonome nervesystemet består av medfølende Og parasympatisk deler som virker på organer i motsatt retning. Avtalt arbeidet til disse to delene sikrer normal funksjon av forskjellige organer og lar menneskekroppen reagere tilstrekkelig på endrede ytre forhold.
· Det autonome nervesystemet har to inndelinger:
EN) Sentralavdeling , som er representert av vegetative kjerner lokalisert i ryggmargen og hjernen;
B) Perifer avdeling , som inkluderer den autonome nervøse noder (eller ganglier ) Og autonome nerver .
· Vegetativ noder (ganglier ) er klynger av nervecellelegemer plassert utenfor hjernen på forskjellige steder i kroppen;
· Autonome nerver komme ut av ryggmargen og hjernen. De nærmer seg først ganglier (noder) og bare da – til de indre organene. Som et resultat består hver autonom nerve av preganglionisk fibre Og postganglioniske fibre .
CNS GANGLION ORGAN
Preganglionisk Postganglionisk
Fiberfiber
Preganglioniske fibre i de autonome nervene forlater ryggmargen og hjernen som en del av ryggmargen og noen kraniale nerver og nærmer seg gangliene ( L., ris. 200). Bytting av nervøs eksitasjon skjer i gangliene. Postganglioniske fibre i de autonome nervene går fra gangliene og går til de indre organene.
Autonome nerver er tynne, nerveimpulser overføres gjennom dem med lav hastighet.
Det autonome nervesystemet er preget av tilstedeværelsen av mange nerveplexuser . Plexusene inkluderer sympatiske, parasympatiske nerver og ganglier (noder). Autonome nerveplexuser er lokalisert på aorta, rundt arterier og nær organer.
Sympatisk autonomt nervesystem: funksjoner, sentrale og perifere deler
(L., ris. 200)
Funksjoner av det sympatiske autonome nervesystemet
Det sympatiske nervesystemet innerverer alle indre organer, blodårer og hud. Det dominerer i perioder med kroppsaktivitet, stress, sterke smerter og følelsesmessige tilstander som sinne og glede. Aksonene til de sympatiske nervene produserer noradrenalin , som påvirker adrenerge reseptorer Indre organer. Noradrenalin har en stimulerende effekt på organer og øker stoffskiftet.
For å forstå hvordan det sympatiske nervesystemet virker på organer, må du forestille deg en person som løper vekk fra fare: pupillene hans utvider seg, svette øker, hjertefrekvensen øker, blodtrykket øker, bronkiene utvides, pustefrekvensen øker. Samtidig bremses fordøyelsesprosessene, utskillelsen av spytt og fordøyelsesenzymer hemmes.
Inndelinger av det sympatiske autonome nervesystemet
Som en del av den sympatiske delen av det autonome nervesystemet er det sentral Og perifere seksjoner.
Sentralavdeling representert av sympatiske kjerner lokalisert i de laterale hornene til den grå substansen i ryggmargen i løpet av det 8. cervikale til 3. lumbale segmentet.
Perifer avdeling inkluderer sympatiske nerver og sympatiske ganglier.
Sympatiske nerver kommer ut fra ryggmargen som en del av de fremre røttene til ryggmargen, og skilles deretter fra dem og dannes preganglioniske fibre, på vei til de sympatiske nodene. Relativt lange strekker seg fra nodene postganglioniske fibre, som danner sympatiske nerver som går til indre organer, blodårer og hud.
· Sympatiske noder (ganglia) er delt inn i to grupper:
· Paravertebrale noder ligge på ryggraden og danne høyre og venstre kjeder av noder. Kjedene til paravertebrale noder kalles sympatiske stammer . Hver stamme har 4 seksjoner: cervikal, thorax, lumbal og sakral.
· Fra noder livmorhalsregionen Nerver avgår som gir sympatisk innervering til organene i hodet og nakken (tåre- og spyttkjertlene, muskelen som utvider pupillen, strupehodet og andre organer). De stammer også fra cervikale noder hjertenerver, på vei mot hjertet.
· Fra noder thorax nerver strekker seg til organene i brysthulen, hjertenerver og gravid(visceral) nerver, på vei inn i bukhulen til nodene cøliaki(solenergi) plexuser.
· Fra noder korsryggen reise:
Nerver som går til nodene til de autonome plexusene i bukhulen; - nerver som gir sympatisk innervering til veggene i bukhulen og nedre ekstremiteter.
· Fra noder sakral region Nerver avgår som gir sympatisk innervering til nyrene og bekkenorganene.
Prevertebrale noder er lokalisert i bukhulen som en del av de autonome nerveplexusene. Disse inkluderer:
Cøliaki noder, som er en del av cøliaki(solenergi) plexuser. Cøliakiplexus ligger på abdominalaorta rundt cøliakistammen. Tallrike nerver går fra cøliakigangliene (som solstrålene, som forklarer navnet "solar plexus"), og gir sympatisk innervering til bukorganene.
· Mesenteriske noder , som er en del av de autonome plexusene i bukhulen. Nerver går fra mesenteriske noder, og gir sympatisk innervering til bukorganene.
Parasympatisk autonomt nervesystem: funksjoner, sentrale og perifere deler
Funksjoner av det parasympatiske autonome nervesystemet
Det parasympatiske nervesystemet innerverer de indre organene. Den dominerer i hvile, og gir "daglige" fysiologiske funksjoner. Aksonene til de parasympatiske nervene produserer acetylkolin , som påvirker kolinerge reseptorer Indre organer. Acetylkolin bremser organfunksjonen og reduserer stoffskiftet.
Overvekten av det parasympatiske nervesystemet skaper forhold for menneskekroppen til å hvile. Parasympatiske nerver forårsaker innsnevring av pupillene, reduserer frekvensen og styrken av hjertesammentrekninger og reduserer frekvensen av åndedrettsbevegelser. Samtidig forbedres arbeidet til fordøyelsesorganene: peristaltikk, sekresjon av spytt og fordøyelsesenzymer.
Inndelinger av det parasympatiske autonome nervesystemet
Som en del av den parasympatiske delen av det autonome nervesystemet er det sentral Og perifere seksjoner .
Sentralavdeling presentert av:
hjernestamme;
Parasympatiske kjerner lokalisert i sakrale del av ryggmargen.
Perifer avdeling inkluderer parasympatiske nerver og parasympatiske ganglier.
Parasympatiske noder er plassert ved siden av organer eller i veggene deres.
Parasympatiske nerver:
· Kommer ut hjernestamme som en del av det følgende kraniale nerver :
oculomotorisk nerve (3 et par kraniale nerver), som trenger inn i øyeeplet og innerverer muskelen som trekker sammen pupillen;
Ansiktsnerve(7 et par kraniale nerver), som innerverer tårekjertelen, submandibulære og sublinguale spyttkjertler;
Glossofaryngeal nerve(9 et par kraniale nerver), som innerverer spyttkjertelen i parotis;
Kjernene til den parasympatiske delen av det autonome nervesystemet er lokalisert i hjernestammen og i sidesøylene i den sakrale ryggmargen S II-IV (fig. 529).
Hjernestammens kjerner: a) Accessorisk kjerne til den oculomotoriske nerven (nucl. accessorius n. oculomotorii). Plassert på den ventrale overflaten av den cerebrale akvedukten i midthjernen. Preganglioniske fibre forlater hjernen som en del av den oculomotoriske nerven og etterlater den i bane, på vei til ciliærganglion (gangl. ciliare) (fig. 529).
Den ciliære ganglion er lokalisert på baksiden av banen på den ytre overflaten av synsnerven. Sympatiske og sensoriske nerver passerer gjennom noden. Etter å ha byttet parasympatiske fibre i denne noden (II-nevron), forlater postganglioniske fibre noden sammen med de sympatiske, og danner nn. ciliares breves. Disse nervene går inn i øyeeplets bakre pol for å innervere muskelen som trekker sammen pupillen, ciliærmuskelen som forårsaker akkommodasjon (parasympatisk nerve), og muskelen som utvider pupillen (sympatisk nerve). Gjennom gjengen. ciliare og sensoriske nerver. Sensoriske nervereseptorer finnes i alle strukturer i øyet (bortsett fra linsen og glasslegemet). Følsomme fibre forlater øyet som en del av nn. ciliares longi et breves. Lange fibre er direkte involvert i dannelsen av n. ophthalmicus (I-gren av V-paret), og de korte passerer gangl. ciliare og deretter bare angi n. oftalmicus.
b) Superior spyttkjerne (nucl. salivatorius superior). Fibrene forlater pontinkjernen sammen med den motoriske delen av ansiktsnerven. I en del, separert i ansiktskanalen til tinningbenet nær hiatus canalis n. petrosi majoris, den ligger i sulcus n. petrosi majoris, hvoretter nerven får samme navn. Deretter passerer den gjennom bindevevet til den avskårne åpningen av skallen og forbinder med n. petrosus profundus (sympatisk), danner nerven pterygoideus (n. pterygoideus). Pterygoideusnerven passerer gjennom kanalen med samme navn inn i pterygopalatine fossa. Dens preganglioniske parasympatiske fibre går over til gangl. pterygopalatinum(). Postganglioniske fibre i grenene til n. maxillaris (II-gren av trigeminusnerven) når slimkjertlene i nesehulen, cellene i ethmoidbenet, slimhinnen i luftbihulene, kinnene, leppene, munnhulen og nasofarynxen, samt tårekjertelen, for å som de passerer langs n. zygomaticus, deretter gjennom en anastomose inn i tårekrimalnerven.
Den andre delen av parasympatiske fibre i ansiktsnerven forlater den gjennom canaliculus chordae tympani under navnet chorda tympani, og forbinder med n. lingualis. Som en del av lingualnerven når parasympatiske fibre den submandibulære spyttkjertelen, og bytter først til ganglen. submandibulær og gangl. sublinguale. Postganglionære fibre (aksoner av det andre nevronet) gir sekretorisk innervasjon til de sublinguale, submandibulære spyttkjertlene og slimkjertlene i tungen (fig. 529). Sympatiske fibre passerer gjennom pterygopalatine ganglion, som uten å bytte når innervasjonssonene sammen med de parasympatiske nervene. Følsomme fibre fra reseptorene i nesehulen, munnhulen, myk gane og n. passerer gjennom denne noden. nasalis posterior og nn. palatini når noden. De forlater denne noden som en del av nn. pterygopalatini, inkludert i n. zygomaticus.
c) Nedre spyttkjerne (nucl. salivatorius inferior). Det er kjernen til IX-paret kraniale nerver, som ligger i medulla oblongata. Dens parasympatiske preganglioniske fibre forlater nerven i regionen til den nedre ganglion av glossopharyngeal nerve, som ligger i fossula petrosa på den underordnede overflaten av tinningspyramiden, og trenger inn i trommekanalen under samme navn. Den tympaniske nerven går inn i den fremre overflaten av pyramiden til tinningbeinet gjennom hiatus canalis n. petrosi minoris. Den delen av trommehinnen som kommer ut av trommekanalen kalles n. petrosus minor, som følger sporet med samme navn. Gjennom foramen lacerum går nerven til den ytre bunnen av skallen, hvor ca. ovale brytere i parotis-knuten (gangl. oticum). I noden bytter preganglioniske fibre til postganglioniske fibre, som er en del av n. auriculotemporalis (gren av det tredje paret) når spyttkjertelen i ørespyttkjertelen og gir den sekretorisk innervasjon. Færre fibre n. tympanicus bryter i den nedre noden av den glossofaryngeale nerven, hvor det sammen med sensoriske nevroner er parasympatiske celler i II-nevronen. Aksonene deres ender i slimhinnen i trommehulen, og danner sammen med de sympatiske trommehinne-carotisnervene (nn. caroticotympanici), tympanic plexus (plexus tympanicus). Sympatiske fibre fra plexus a. meningeae mediae pass gangl. oticum, kobler seg til grenene for å innervere parotis kjertel og munnslimhinnen. I parotidkjertelen og slimhinnen i munnhulen er det reseptorer som sensoriske fibre begynner fra, og passerer gjennom noden i n. mandibularis (III-gren av V-par).
d) Dorsal kjerne av vagusnerven (nucl. dorsalis n. vagi). Ligger i den dorsal delen av medulla oblongata. Det er den viktigste kilden til parasympatisk innervasjon av indre organer. Bytting av preganglionære fibre skjer i mange, men svært små intraorgan parasympatiske noder, i de øvre og nedre noder av vagusnerven, gjennom hele stammen til denne nerven, i de autonome plexusene til indre organer (unntatt bekkenorganene) (fig. 529).
e) Spinal mellomkjerne (nucl. intermedius spinalis). Plassert i sidesøylene SII-IV. Dens preganglioniske fibre går ut gjennom de fremre røttene inn i ventrale grener av spinalnervene og danner nn. splanchnici pelvini, som går inn i plexus hypogastricus inferior. Deres bytte til postganglionære fibre skjer i de intraorganiske nodene til de intraorganiske plexusene i bekkenorganene (fig. 533).
533. Innervering av genitourinære organer.
Røde linjer - pyramidale kanalen (motorisk innervasjon); blå - sensoriske nerver; grønn - sympatiske nerver; fiolett - parasympatiske fibre.
Acetylkolin. Acetylkolin fungerer som en nevrotransmitter i alle autonome ganglier, i postganglioniske parasympatiske nerveender og i postganglioniske sympatiske nerveender som innerverer de eksokrine svettekjertlene. Enzymet kolinacetyltransferase katalyserer syntesen av acetylkolin fra acetyl CoA produsert i nerveender og fra kolin aktivt absorbert fra den ekstracellulære væsken. Innenfor kolinerge nerveender lagres acetylkolin i diskrete synaptiske vesikler og frigjøres som respons på nerveimpulser, depolariserer nerveendene og øker kalsiuminntrengningen i cellen.
Kolinerge reseptorer. Ulike reseptorer for acetylkolin finnes på postganglioniske nevroner i de autonome gangliene og i postsynaptiske autonome effektorer. Reseptorer lokalisert i de autonome gangliene og i binyremargen stimuleres hovedsakelig av nikotin (nikotinreseptorer), og de reseptorene som ligger i de vegetative cellene i effektororganene stimuleres av alkaloidet muskarin (muskarinreseptorer). Ganglieblokkerende midler virker mot nikotinreseptorer, mens atropin blokkerer muskarinereseptorer. Muskarine (M) reseptorer er delt inn i to typer. Mi-reseptorer er lokalisert i sentralnervesystemet og muligens i de parasympatiske gangliene; M2-reseptorer er ikke-nevrale muskarine reseptorer lokalisert på glatt muskulatur, myokard og kjertelepitel. Den selektive agonisten til M2-reseptorer er bnechol; Pirenzepin, som for tiden testes, er en selektiv M1-reseptorantagonist. Dette stoffet forårsaker en betydelig reduksjon i utskillelsen av magesaft. Andre mediatorer av muskarine effekter kan inkludere fosfatidylinositol og hemming av adenylatcyklaseaktivitet.
Acetylkolinesterase. Hydrolyse av acetylkolin med acetylkolinesterase inaktiverer denne nevrotransmitteren ved kolinerge synapser. Dette enzymet (også kjent som spesifikk eller ekte kolinesterase) er tilstede i nevroner og er forskjellig fra butyrocholinesterase (serumkolinesterase eller pseudocholinesterase). Det sistnevnte enzymet er tilstede i blodplasma og ikke-nevronalt vev og spiller ikke en primær rolle i å avslutte virkningen av acetylkinin i autonome effektorer. De farmakologiske effektene av antikolinesterasemedisiner skyldes hemming av neural (ekte) acetylkolinesterase.
Fysiologi av det parasympatiske nervesystemet. Det parasympatiske nervesystemet er involvert i å regulere funksjonene til det kardiovaskulære systemet, fordøyelseskanalen og genitourinary system. Vev fra organer som lever, nyrer, bukspyttkjertel og skjoldbruskkjertler har også parasympatisk innervasjon, noe som tyder på at det parasympatiske nervesystemet også er involvert i reguleringen av stoffskiftet, selv om den kolinerge effekten på stoffskiftet ikke er godt karakterisert.
Det kardiovaskulære systemet. Den parasympatiske effekten på hjertet formidles gjennom vagusnerven. Acetylkolin reduserer frekvensen av spontan depolarisering av sinoatrial node og reduserer hjertefrekvensen. Hjertefrekvens under ulike fysiologiske forhold er et resultat av en koordinert interaksjon mellom sympatisk stimulering, parasympatisk hemming og automatisk aktivitet av sinoatrial pacemaker. Acetylkolin forsinker også ledning av eksitasjon i atriummusklene ved å forkorte den effektive refraktære perioden; denne kombinasjonen av faktorer kan forårsake utvikling eller vedvarende atriearytmier. I den atrioventrikulære noden reduserer det eksitasjonshastigheten, øker varigheten av den effektive refraktære perioden og svekker dermed reaksjonen til hjertets ventrikler under atrieflimmer eller -flimmer (kapittel 184). Svekkelsen av den inotrope effekten forårsaket av acetylkolin er assosiert med presynaptisk hemming av sympatiske nerveender, så vel som med en direkte hemmende effekt på atriemyokard. Det ventrikulære myokardiet er mindre påvirket av acetylkolin, siden dets innervering av kolinerge fibre er minimal. En direkte kolinerg effekt på reguleringen av perifer motstand virker usannsynlig på grunn av den svake parasympatiske innerveringen av perifere kar. Imidlertid kan det parasympatiske nervesystemet påvirke perifer motstand indirekte ved å hemme frigjøringen av noradrenalin fra de sympatiske nervene.
Fordøyelseskanalen. Parasympatisk innervasjon av tarmen utføres gjennom vagusnerven og bekkenets sakrale nerver. Det parasympatiske nervesystemet øker tonen i de glatte musklene i fordøyelseskanalen, slapper av lukkemusklene og forbedrer peristaltikken. Acetylkolin stimulerer eksogen sekresjon av epitelet i kjertlene av gastrin, sekretin og insulin.
Genitourinære og respiratoriske systemer. De sakrale parasympatiske nervene innerverer blæren og kjønnsorganene. Acetylkolin forbedrer ureteral peristaltikk, forårsaker sammentrekning av blæremusklene som tømmer den, og slapper av den urogenitale membranen og blæresfinkteren, og spiller derved en viktig rolle i å koordinere prosessen med vannlating. Luftveiene innerveres av parasympatiske fibre som kommer fra vagusnerven. Acetylkolin øker sekresjonen i luftrøret og bronkiene og stimulerer bronkospasmer.
Farmakologi av det parasympatiske nervesystemet. Kolinerge agonister. Den terapeutiske verdien av acetylkolin er liten på grunn av den store spredningen av effektene og den korte virkningsvarigheten. Stoffer som ligner på det er mindre følsomme for hydrolyse av kolinesterase og har et smalere spekter av fysiologiske effekter. bnechol, den eneste systemiske kolinerge agonisten som brukes i daglig praksis, stimulerer de glatte musklene i fordøyelses- og genitourinary-kanalene. med minimal påvirkning på det kardiovaskulære systemet. Det brukes i behandlingen av urinretensjon i fravær av urinveisobstruksjon og sjeldnere ved behandling av forstyrrelser i fordøyelseskanalen, slik som gastrisk atoni etter vagotomi. Pilokarpin og karbakol er aktuelle kolinerge agonister som brukes til å behandle glaukom.
Acetylkolinesterasehemmere. Kolinesterasehemmere forsterker effekten av parasympatisk stimulering ved å redusere inaktiveringen av acetylkolin. Den terapeutiske verdien av reversible kolinesterasehemmere avhenger av rollen til acetylkolin som nevrotransmitter ved skjelettmuskelsynapsene mellom nevroner og effektorceller og i sentralnervesystemet og inkluderer behandling av myasthenia gravis (kapittel 358), opphør av nevromuskulær blokade som utvikler seg etter anestesi, og reversering av forgiftning forårsaket av stoffer med sentral antikolinerg aktivitet. Fysiostigmin, et tertiært amin, trenger lett inn i sentralnervesystemet, mens relaterte kvartære aminer [proserin, pyridostigminbromid, oksazyl og edrofonium] ikke har denne egenskapen. Organofosfor kolinesterasehemmere forårsaker irreversibel blokade av kolinesterase; disse stoffene brukes først og fremst som insektmidler og er hovedsakelig av toksikologisk interesse. Når det gjelder det autonome nervesystemet, har kolinesterasehemmere begrenset bruk i behandlingen av glatt muskeldysfunksjon i tarmen og blæren (f.eks. paralytisk ileus og blæreatoni). Kolinesterasehemmere forårsaker en vagotonisk reaksjon i hjertet og kan effektivt brukes til å stoppe angrep av paroksysmal supraventrikulær takykardi (kapittel 184).
Stoffer som blokkerer kolinerge reseptorer. Atropin blokkerer muskarine kolinerge reseptorer og har liten effekt på kolinerg nevrotransmisjon i de autonome gangliene og nevromuskulære knutepunktene. Mange av effektene av atropin og atropinlignende legemidler på sentralnervesystemet kan tilskrives blokkering av sentrale muskarine synapser. Det homogene alkaloidet skopolamin ligner i virkning på atropin, men forårsaker døsighet, eufori og hukommelsestap - effekter som gjør at det kan brukes til premedisinering før anestesi.
Atropin øker hjertefrekvensen og øker atrioventrikulær ledning; dette gjør det tilrådelig å bruke det i behandlingen av bradykardi eller hjerteblokk forbundet med økt vagaltone. I tillegg lindrer atropin bronkospasme mediert gjennom kolinerge reseptorer og reduserer sekresjon i luftveiene, noe som gjør det mulig å bruke det til premedisinering før anestesi.
Atropin reduserer også gastrointestinal motilitet og sekresjon. Selv om forskjellige atropinderivater og beslektede stoffer [f.eks. propantelin, isopropamid og glykopyrrolat] har blitt fremmet som behandlinger for pasienter som lider av magesår eller diarésyndromer, begrenses langvarig bruk av disse legemidlene av slike manifestasjoner av parasympatisk depresjon som tørr. munn- og urinretensjon. Pirenzepin, en selektiv Mi-inhibitor under utprøving, hemmer magesekresjon, brukt i doser som har minimale antikolinerge effekter i andre organer og vev; dette stoffet kan være effektivt i behandling av magesår. Ved innånding forårsaker atropin og dets beslektede stoff ipratropium utvidelse av bronkiene; de ble brukt i eksperimenter for å behandle bronkial astma.
KAPITTEL 67. ADENYLATSYKLUSSYSTEM
Henry R. Bourne
Syklisk 3'5'-monofosfat (syklisk AMP) fungerer som en intracellulær sekundær transmitter for et bredt utvalg av peptidhormoner og biogene aminer, legemidler og toksiner. Derfor er det viktig å studere adenylatcyklasesystemet for å forstå patofysiologien og behandlingen av mange sykdommer. Forskning på rollen til den sekundære transmitteren sykliske AMP har utvidet vår kunnskap om endokrin, nervøs og kardiovaskulær regulering. Omvendt har studier rettet mot å avdekke det biokjemiske grunnlaget for visse sykdommer bidratt til forståelsen av de molekylære mekanismene som regulerer syntesen av syklisk AMP.
Biokjemi. Virkningssekvensen til enzymer involvert i implementeringen av effekten av hormoner (primære mediatorer) utført gjennom syklisk AMP er presentert i fig. 67-1, og listen over hormoner som virker gjennom denne mekanismen er gitt i tabellen. 67-1. Aktiviteten til disse hormonene initieres av deres binding til spesifikke reseptorer lokalisert på den ytre overflaten av plasmamembranen. Hormonreseptorkomplekset aktiverer det membranbundne enzymet adenylatcyklase, som syntetiserer syklisk AMP fra intracellulær ATP. Inne i cellen overfører syklisk AMP informasjon fra hormonet ved å binde seg til sin egen reseptor og aktivere denne reseptoravhengige sykliske AMP-proteinkinasen. Aktivert proteinkinase overfører det terminale fosforet til ATP til spesifikke proteinsubstrater (vanligvis enzymer). Fosforylering av disse enzymene forsterker (eller i noen tilfeller hemmer) deres katalytiske aktivitet. Den endrede aktiviteten til disse enzymene forårsaker den karakteristiske effekten av et bestemt hormon på målcellen.
En annen klasse hormoner virker ved å binde seg til membranreseptorer som hemmer adenylatcyklase. Virkningen av disse hormonene, betegnet Ni, i motsetning til stimulerende hormoner (He), er beskrevet mer detaljert nedenfor. I fig. 67-1 viser også ytterligere biokjemiske mekanismer som begrenser virkningen av syklisk AMP. Disse mekanismene kan også reguleres av hormoner. Dette muliggjør finjustering av cellefunksjonen ved hjelp av ytterligere nevrale og endokrine mekanismer.
Biologisk rolle til syklisk AMP. Hvert av proteinmolekylene involvert i de komplekse mekanismene for stimulering og hemming presentert i fig. 67-1, representerer et potensielt sted for regulering av hormonelle responser på de terapeutiske og toksiske effektene av legemidler og på patologiske endringer som oppstår i løpet av sykdommen. Spesifikke eksempler på slike interaksjoner er diskutert i påfølgende avsnitt av dette kapittelet. For å bringe dem sammen, er det nødvendig å vurdere de generelle biologiske funksjonene til AMP som en sekundær mediator, noe som kan gjøres ved å bruke eksemplet på regulering av prosessen med frigjøring av glukose fra glykogenlagre inneholdt i leveren (det biokjemiske systemet der syklisk AMP ble oppdaget) ved hjelp av glukagon og andre hormoner.
Ris. 67-1. Syklisk AMP er en sekundær intracellulær mediator for hormoner.
Figuren viser en ideell celle som inneholder proteinmolekyler (enzymer) involvert i mediatorhandlingene til hormoner utført gjennom syklisk AMP. Svarte piler indikerer veien for informasjonsflyten fra det stimulerende hormonet (He) til den cellulære responsen, mens lyse piler indikerer retningen til motsatte prosesser som modulerer eller hemmer informasjonsflyten. Ekstracellulære hormoner stimulerer (He) eller hemmer (Ni) membranenzymet adenylatcyklase (AC) (se beskrivelse i teksten og Fig. 67-2). AC konverterer ATP til syklisk AMP (cAMP) og pyrofosfat (PPi). Den intracellulære konsentrasjonen av syklisk AMP avhenger av forholdet mellom syntesehastigheten og egenskapene til to andre prosesser som tar sikte på å fjerne det fra cellen: spaltning med syklisk nukleotidfosfodiesterase (PDE), som omdanner syklisk AMP til 5"-AMP, og fjerning fra cellen ved energiavhengig transportsystem. De intracellulære effektene av syklisk AMP er mediert eller regulert av proteiner av minst fem ekstra klasser. Den første av disse, cAMP-avhengig proteinkinase (PK), består av regulatorisk (P ) og katalytiske (K) underenheter. I PC-holoenzymet er K-underenheten katalytisk inaktiv (inhibert av P-underenheten. Syklisk AMP virker ved å binde seg til P-underenhetene, og frigjøre K-underenhetene fra cAMP-P-komplekset. Den frie katalytiske underenheter (K+) katalyserer overføringen av det terminale fosforet til ATP til spesifikke proteinsubstrater (C), slik som fosforylasekinase. I den fosforylerte tilstanden (C~P) initierer disse proteinsubstratene (vanligvis enzymer) de karakteristiske effektene av syklisk AMP i cellen (f.eks. aktivering av glykogenfosforylase, hemming av glykogensyntetase). Andelen av proteinsubstrater av kinasen i fosforylert tilstand (C~P) reguleres av proteiner av to tilleggsklasser: det kinasehemmende proteinet (KIP) binder seg reversibelt til K^, noe som gjør det katalytisk inaktive (KP-K) fosfataser ( P-ase) konverterer C~P tilbake til C, og fjerner kovalent bundet fosfor.
Overføring av hormonelle signaler over plasmamembranen. Den biologiske stabiliteten og strukturelle kompleksiteten til peptidhormoner som glukagon gjør dem til bærere av en rekke hormonelle signaler mellom celler, men svekker deres evne til å penetrere cellemembraner. Hormonsensitiv adenylatcyklase lar informasjonsinnholdet i hormonsignalet krysse membranen, selv om hormonet i seg selv ikke kan krysse den.
Tabell 67-1. Hormoner som syklisk AMP fungerer som en sekundær sender for
| Hormon | Mål: organ/vev | Typisk handling |
| Adrenokortikotropisk hormon | Binyrebarken | Kortisol produksjon |
| Kalsitonin | Bein | Serumkalsiumkonsentrasjon |
| Katekolaminer (b-adrenerge) | Hjerte | Hjertefrekvens, myokardkontraktilitet |
| Koriongonadotropin | Eggstokker, testikler | Produksjon av kjønnshormoner |
| Follikkelstimulerende hormon | Eggstokker, testikler | Gametogenese |
| Glukagon | Lever | Glykogenolyse, frigjøring av glukose |
| Luteiniserende hormon | Eggstokker, testikler | \ Produksjon av kjønnshormoner |
| Luteiniserende hormonfrigjørende faktor | Hypofysen | f Frigjøring av luteiniserende hormon |
| Melanocytt-stimulerende hormon | Hud (melanocytter) | T Pigmentering |
| Biskjoldbruskkjertelhormon | Bein, nyrer | T Serumkalsiumkonsentrasjon [serumfosforkonsentrasjon |
| Prostacyclin, prosta-glandin e| | Blodplater | [ Blodplateaggregering |
| Skjoldbrusk-stimulerende hormon | Skjoldbruskkjertelen | T Produksjon og utgivelse av T3 og T4 |
| Skjoldbrusk-stimulerende hormonfrigjørende faktor | Hypofysen | f Frigjøring av thyreoideastimulerende hormon |
| Vasopressin | Nyrer | f Urinkonsentrasjon |
Merk. Bare de mest overbevisende dokumenterte effektene mediert av syklisk AMP er listet opp her, selv om mange av disse hormonene viser flere handlinger i forskjellige målorganer.
Gevinst. Ved å binde seg til et lite antall spesifikke reseptorer (sannsynligvis mindre enn 1000 per celle), stimulerer glukagon syntesen av et mye større antall sykliske AMP-molekyler. Disse molekylene stimulerer igjen syklisk AMP-avhengig proteinkinase, som forårsaker aktivering av tusenvis av molekyler av fosforylase som finnes i leveren (et enzym som begrenser nedbrytningen av glykogen) og den påfølgende frigjøringen av millioner av glukosemolekyler fra en enkelt celle.
Metabolsk koordinering på enkeltcellenivå. I tillegg til at syklisk AMP-mediert proteinfosforylering stimulerer fosforylase og fremmer omdannelsen av glykogen til glukose, deaktiverer denne prosessen samtidig enzymet som syntetiserer glykogen (glykogensyntetase) og stimulerer enzymer som forårsaker glukoneogenese i leveren. Dermed mobiliserer et enkelt kjemisk signal - glukagon - energireserver gjennom flere metabolske veier.
Konvertering av forskjellige signaler til et enkelt metabolsk program. Siden adenylatcyklase inneholdt i leveren kan stimuleres av adrenalin (som virker gjennom b-adrenerge reseptorer) så vel som glukagon, tillater syklisk AMP to hormoner med forskjellige kjemiske strukturer å regulere karbohydratmetabolismen i leveren. Hvis det ikke var noen sekundær transmitter, ville hvert av de regulatoriske enzymene som er involvert i mobiliseringen av leverkarbohydrater måtte kunne gjenkjenne både glukagon og adrenalin.
Ris. 67-2. Molekylær mekanisme for regulering av syklisk AMP-syntese av hormoner, hormonelle reseptorer og G-proteiner. Adenylatcyklase (AC) i sin aktive form (AC+) omdanner ATP til syklisk AMP (cAMP) og pyrofosfat (PPi). Aktivering og inhibering av AC formidles av formelt identiske systemer vist i venstre og høyre del av figuren. I hvert av disse systemene svinger G-proteinet mellom en inaktiv tilstand, bundet til GDP (G-GDP), og en aktiv tilstand, bundet til GTP (G 4 "-GTP); bare proteiner i aktiv tilstand kan stimulere ( Gs) eller hemmer (Gi) AC-aktivitet. Hvert G-GTP-kompleks har iboende GTPase-aktivitet, som konverterer det til et inaktivt G-GDP-kompleks. For å returnere G-proteinet til dets aktive tilstand, stimulerer eller hemmer hormonreseptorkomplekser ( HcRc og NiRi, henholdsvis) fremmer erstatningen av GDP med GTP på stedet for binding av G-proteinet til guanin-nukleotid. Mens GiR-komplekset er nødvendig for initial stimulering eller inhibering av AC av Gs- eller GC-proteiner, kan hormonet løsne fra reseptoren uavhengig av reguleringen av AC, som tvert imot avhenger av varigheten av bindingstilstanden mellom GTP og det tilsvarende G-proteinet, regulert av dets interne GTPase. To bakterielle toksiner regulerer aktiviteten til adenylatcyklase ved å katalysere ADP-ribosylering av G-proteiner (se. tekst). ADP-ribosylering av G med koleratoksin hemmer aktiviteten til dets GTPase, stabiliserer G i sin aktive tilstand og øker derved syntesen av syklisk AMP. I motsetning til dette forhindrer ADP-ribosylering av Gi med pertussis-toksin dets interaksjon med gnri-komplekset og stabiliserer Gi i en GDP-bundet inaktiv tilstand; Som et resultat forhindrer kikhostetoksin hormonell undertrykkelse av AC.
Koordinert regulering av ulike celler og vev av en primær mediator. I den klassiske kamp-eller-flukt-stressresponsen binder katekolaminer seg til beta-adrenerge reseptorer lokalisert i hjertet, fettvev, blodårer og mange andre vev og organer, inkludert leveren. Hvis syklisk AMP ikke medierte de fleste reaksjonene på virkningen av b-adrenerge katekolaminer (for eksempel en økning i hjertefrekvens og myokardial kontraktilitet, utvidelse av blodårer som leverer blod til skjelettmuskulaturen, mobilisering av energi fra karbohydrat- og fettlagre) , så må kombinasjonen av et stort antall individuelle enzymer i vev ha spesifikke bindingsseter for regulering av katekolaminer.
Lignende eksempler på de biologiske funksjonene til syklisk AMP kan gis i forhold til andre primære mediatorer gitt i tabell. 67-1. Syklisk AMP fungerer som en intracellulær transmitter for hvert av disse hormonene, noe som indikerer deres tilstedeværelse på celleoverflaten. Som alle effektive nevrotransmittere, gir syklisk AMP en enkel, økonomisk og høyt spesialisert vei for overføring av forskjellige og komplekse signaler.
Hormonsensitiv adenylatcyklase. Hovedenzymet som medierer de tilsvarende effektene av dette systemet er hormonsensitiv adenylatcyklase. Dette enzymet består av minst fem klasser av separerbare proteiner, som hver er innebygd i den adipose tolags plasmamembranen (fig. 67-2).
På den ytre overflaten av cellemembranen finnes to klasser av hormonelle reseptorer, Pc og Pc. De inneholder spesifikke gjenkjennelsessteder for bindingshormoner som stimulerer (Hc) eller hemmer (Hi) adenylatcyklase.
Det katalytiske elementet adenylatcyklase (AC), funnet på den cytoplasmatiske overflaten av plasmamembranen, konverterer intracellulært ATP til syklisk AMP og pyrofosfat. To klasser av guaninnukleotidbindende regulatoriske proteiner er også tilstede på den cytoplasmatiske overflaten. Disse proteinene, Gs og Gi, medierer de stimulerende og hemmende effektene som oppfattes av henholdsvis Pc- og Pu-reseptorene.
Både de stimulerende og inhiberende parede funksjonene til proteiner avhenger av deres evne til å binde guanosintrifosfat (GTP) (se fig. 67-2). Bare GTP-bundne former av G-proteiner regulerer syntesen av syklisk AMP. Verken stimulering eller hemming av AC er en konstant prosess; i stedet blir det terminale fosforet til GTP i hvert G-GTP-kompleks til slutt hydrolysert, og Gs-GDP eller Gi-GDP kan ikke regulere AC. Av denne grunn krever vedvarende prosesser for stimulering eller inhibering av adenylatcyklase kontinuerlig konvertering av G-GDP til G-GTP. I begge veier øker hormonreseptorkomplekser (HcRc eller NiRi) konverteringen av BNP til GTP. Denne temporelle og romlige resirkulerende prosessen skiller bindingen av hormoner til reseptorer fra reguleringen av syklisk AMP-syntese, ved å bruke energireserver i den terminale fosforbindingen til GTP for å forbedre virkningen av hormonreseptorkomplekser.
Dette diagrammet forklarer hvordan flere forskjellige hormoner kan stimulere eller hemme syklisk AMP-syntese i en enkelt celle. Siden reseptorer er forskjellige i sine fysiske egenskaper fra adenylatsyklase, bestemmer settet med reseptorer på overflaten av cellen det spesifikke mønsteret av dens følsomhet for eksterne kjemiske signaler. En enkelt celle kan ha tre eller flere forskjellige hemmende reseptorer og seks eller flere forskjellige stimulerende reseptorer. Derimot ser alle celler ut til å inneholde lignende (muligens identiske) G- og AC-komponenter.
De molekylære komponentene til hormonsensitiv adenylatcyklase gir kontrollpunkter for å endre følsomheten til et gitt vev for hormonell stimulering. Både P- og G-komponentene er kritiske faktorer i den fysiologiske reguleringen av hormonfølsomhet, og endringer i G-proteiner anses å være den primære lesjonen som oppstår i de fire sykdommene som er diskutert nedenfor.
Regulering av følsomhet for hormoner (se også kapittel 66). Gjentatt administrering av et hormon eller medikament forårsaker vanligvis en gradvis økning i motstand mot dets virkning. Dette fenomenet går under forskjellige navn: hyposensibilisering, refraktoritet, takyfylakse eller toleranse.
Hormoner eller mediatorer kan forårsake utvikling av hyposensibilisering, som er reseptorspesifikk eller "homolog". For eksempel forårsaker administrering av b-adrenerge katekolaminer spesifikk refraktæritet av myokardiet til gjentatt administrering av disse aminene, men ikke til de medikamentene som ikke virker gjennom b-adrenerge reseptorer. Reseptorspesifikk hyposensibilisering involverer minst to distinkte mekanismer. Den første av dem, som utvikler seg raskt (i løpet av noen få minutter) og raskt reversibel ved fjerning av det injiserte hormonet, funksjonelt "kobler fra" reseptorene og Gc-proteinet og reduserer derfor deres evne til å stimulere adenylatcyklase. Den andre prosessen innebærer en faktisk reduksjon i antall reseptorer på cellemembranen, en prosess som kalles reseptornedregulering. Prosessen med reseptornedregulering krever flere timer å utvikle og er vanskelig å reversere.
Hyposensibiliseringsprosesser er en del av normal regulering. Fjerning av normale fysiologiske stimuli kan resultere i økt følsomhet av målvevet for farmakologisk stimulering, slik det skjer ved utvikling av denerveringsindusert overfølsomhet. En potensielt viktig klinisk korrelasjon av denne økningen i antall reseptorer kan utvikle seg hos pasienter med plutselig seponering av behandling med anaprilin, som er en betablokker. Slike pasienter opplever ofte forbigående tegn på økt sympatisk tonus (takykardi, økt blodtrykk, hodepine, skjelvinger osv.) og kan utvikle symptomer på koronar insuffisiens. I de perifere blodleukocyttene til pasienter som får anaprilin, oppdages et økt antall b-adrenerge reseptorer, og antallet av disse reseptorene går sakte tilbake til normale verdier når stoffet stoppes. Selv om de mer tallrike andre leukocyttreseptorene ikke medierer de kardiovaskulære symptomene og hendelsene som oppstår ved anaprilinabstinens, vil reseptorer i myokardiet og annet vev sannsynligvis gjennomgå lignende endringer.
Følsomheten til celler og vev for hormoner kan også reguleres på en "heterolog" måte, det vil si når følsomheten for ett hormon reguleres av et annet hormon som virker gjennom et annet sett med reseptorer. Regulering av følsomheten til det kardiovaskulære systemet for b-adrenerge aminer ved hjelp av skjoldbruskhormoner er det mest kjente kliniske eksemplet på heterolog regulering. Skjoldbruskhormoner forårsaker akkumulering av en overflødig mengde b-adrenerge reseptorer i myokard. Dette er en økning. antall reseptorer forklarer delvis den økte følsomheten til hjertet hos pasienter med hypertyreose for katekolaminer. Imidlertid er det faktum at økningen i antall beta-adrenerge reseptorer forårsaket av administrering av skjoldbruskkjertelhormoner hos forsøksdyr ikke tilstrekkelig til å tilskrive en økning i hjertefølsomhet overfor katekolaminer, tyder på at komponenter i responsen på hormoner også er følsomme for påvirkning av skjoldbruskhormoner, som virker distalt til reseptorene, muligens inkludert Gs, men ikke begrenset til disse underenhetene. Andre eksempler på heterolog regulering inkluderer østrogen og progesterons kontroll av livmorfølsomhet overfor de avslappende effektene av beta-adrenerge agonister og den økte reaktiviteten til mange vev mot adrenalin forårsaket av glukokortikoider.
Den andre typen heterolog regulering er hemming av hormonell stimulering av adenylatcyklase av stoffer som virker gjennom Pu og Gi, som nevnt ovenfor. Acetylkolin, opiater og α-adrenerge katekolaminer virker gjennom distinkte klasser av hemmende reseptorer (muskarin-, opiat- og α-adrenerge reseptorer), og reduserer følsomheten til adenylatcyklase i visse vev for de stimulerende effektene av andre hormoner. Selv om den kliniske betydningen av heterolog regulering av denne typen ikke er fastslått, kan hemming av syklisk AMP-syntese av morfin og andre opiater forklare noen aspekter av toleranse for legemidler av denne klassen. Likeledes kan reversering av slik hemming spille en rolle i utviklingen av syndromet etter seponering av opiat.
Laster inn...