Механизмы непрямой синаптической передачи (медленные или связанные с внутриклеточными посредниками)
Нейромедиаторы связываются с метаботропными рецепторами , которые посредством цитоплазматических или связанных с мембраной вторичных посредников влияют на активноть ионных каналов и транспортеров. Во многих синапсах в центральной и вегетативной нервной системе синаптическая передача осуществляется исключительно за счет таких непрямых механизмов. В ряде других синапсов непрямые механизмы модулируют прямую синаптическую передачу .
Непрямая синаптическая передача часто опосредуется рецепторами, связанными с G-белками . G-белки, названные так потому, что они связываются с гуаниновыми нуклеотидами , cocтоят из трех субъединиц: альфа, бета и гамма. Активация рецептора вызывает диссоциацию альфа- и бета/гамма-субъединиц. В свободном состоянии субъединицы связываются с внутриклеточными мишенями и модулируют их активность. Некоторые субъединицы G-белка связываются с ионными каналами, вызывая сравнительно кратковременные эффекты. Например, G-белок активируется при связывании ацетилхолина (АХ) с мускариновыми рецепторами на клетках синатриального узла сердца . Освобождающаяся при этом бета/гамма-субъединица связывается с калиевым каналом , вызывая его открывание, что приводит к уменьшению частоты сердцебиения.
Вторым механизмом действия G-белков является активация ферментов, вызывающих образование внутриклеточных посредников . Примером такого механизма является активация G-белков в кардиомиоцитах при связывании норадреналина с бета-адренорецепторами . Активированмые альфа и бета/гамма-субъединицы стимулируют аденилатциклазу . Образующийся в результате цАМФ активирует другой фермент - цАМФ-зависимую протеинкиназу , которая модулирует активность ионных каналов и ферментов через их фосфорилирование . Эти ответы могут длиться от нескольких секунд до нескольких часов и часто могут продолжаться длительное время после того, как взаимодействие медиатора с рецептором заканчивается. Такие механизмы обеспечивают значительное усиление сигнала.
Главными мишенями непрямого действия медиаторов являются калиевые и кальциевые каналы . Непрямое действие медиаторов может вызывать открывание или закрывание каналов, а также изменение их потенциалзависимости. Так, путем непрямого действия медиаторы открывают калиевые каналы в клетках синатриального узла сердца , ингибируют кальциевые каналы N-типа в симпатических нейронах и увеличивают вероятность открывания кальциевых каналов в кардиомиоцитах при деполяризации . Модуляция ионных каналов в пресинаптических нервных окончаниях приводит к изменениям в процессе освобождения медиаторов , а в постсинаптических клетках - к изменению спонтанной активности нейронов и ответов, вызываемых синаптическими входами .
Помимо прямых механизмов синаптической передачи , которые были рассмотрены в главе 9 , медиаторы также действуют непрямым образом, связываясь с рецепторами, которые сами по себе не являются ионными каналами. Такие рецепторы в свою очередь модифицируют активность ионных каналов, ионных транспортеров и рецепторных белков ( рис. 10.1 ). Непрямые механизмы называют также "медленными" или связанными с внутриклеточными посредниками". Многие рецепторы непрямого действия вызывают свои эффекты взаимодействием с G-белками (ГТФ-связывающими белками) и называются также метаботропными рецепторами . В некоторых синапсах, как, например, в синапсах между симпатическими нейронами и мышечными волокнами в сердце или синапсах между фоторецепторами и определенными биполярными клетками в сетчатке, синаптическая передача происходит исключительно через непрямые механизмы. В других синапсах непрямые механизмы могут модулировать эффективность прямой синаптической передачи ( глава 16 ), что называется процессом нейромодуляции .
