Нарушения деятельности нервно-мышечного соединения
Деятельность нервно-мышечного соединения может нарушаться при заболеваниях и химических воздействиях; механизмы нарушений разнообразны. Например, кураре (смертельный яд, которым индейцы Южной Америки обрабатывали свои стрелы) прочно связывается с ацетилхолиновыми рецепторами , но не открывает ионные каналы, связанные с рецепторами, и не разрушается ацетилхолинэстеразой. ACh не может связаться с рецептором, занятым кураре, поэтому, несмотря на нормальное проведение потенциалов действия по двигательным нервам и высвобождение ACh из нервных окончаний, в двигательных концевых пластинках не возникают ПКП и мышечные волокна не сокращаются. Поскольку нервно- мышечная передача возбуждения необходима для сокращений дыхательных мышц (как и других скелетных мышц), отравление ядом кураре может привести к смерти от удушья. Курареподобные вещества в низких концентрациях используются при некоторых хирургических операциях, когда необходимо предотвратить мышечные сокращения в области вмешательства. При этом дыхание больного поддерживается путем искусственной вентиляции легких до тех пор, пока вещество не будет удалено из организма.
Нервно-мышечную передачу можно также блокировать путем ингибирования фермента ацетилхолинэстеразы. Таким действием обладают некоторые органические фосфаты, главные ингредиенты ряда пестицидов , и нервнопаралитические газы , разработанные в качестве биологического оружия. В присутствии этих веществ ACh нормальным образом высвобождается из нервных окончаний в ответ на потенциал действия мотонейрона и связывается с рецепторами концевой пластинки . Однако из-за угнетения ацетилхолинэстеразы он не разрушается и ионные каналы концевой пластинки остаются открытыми, что приводит к стойкой деполяризации концевой пластинки и смежной области мышечной мембраны. Деполяризованная мышечная мембрана не способна генерировать потенциалы действия, так как потенциалзависимые натриевые каналы находятся в инактивированном состоянии, для прекращения которого требуется реполяризация мембраны. В результате последующие нервные импульсы уже не могут вызвать сокращений мышцы; наступает мышечный паралич и смерть от удушья.
Еще одна группа веществ, включающая ботулин - токсин бактерии Clostridium botulinum , - блокирует высвобождение ACh из двигательных нервных окончаний. Ботулинический токсин обладает свойствами фермента, расщепляющего белок, который обеспечивает связывание и слияние ACh- содержащих синаптических везикул с плазматической мембраной нервного окончания. Этот токсин вызывает пищевое отравление, называемое ботулизмом , и является одним из самых сильных среди известных ядов, поскольку эффективен в очень низких дозах.
