Скачать презентацию Ацетилхолин нейрональный ненейрональный пренейрональный Лекция 5 Схема Скачать презентацию Ацетилхолин нейрональный ненейрональный пренейрональный Лекция 5 Схема

FBM_ANS_Lection5.pptx

  • Количество слайдов: 32

Ацетилхолин: нейрональный, ненейрональный, пренейрональный…. Лекция 5 Ацетилхолин: нейрональный, ненейрональный, пренейрональный…. Лекция 5

Схема холинергической нервной терминали [Oda, 1999]. Везикулярная (квантовая) секреция АХ Схема холинергической нервной терминали [Oda, 1999]. Везикулярная (квантовая) секреция АХ

ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Неквантовая секреция ацетилхолина в нервномышечном синапсе 2. Неквантовая секреция ацетилхолина из ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Неквантовая секреция ацетилхолина в нервномышечном синапсе 2. Неквантовая секреция ацетилхолина из постганглионарных парасимпатических нейронов в сердце 3. «Ненейрональный ацетилхолин» : секреция из кардиомиоцитов 4. «Ненейрональный ацетилхолин» : секреция из других типов клеток 5. «Пренейрональный ацетилхолин» : активация сенсорных нервных волокон

ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Неквантовая секреция ацетилхолина в нервномышечном синапсе 2. Неквантовая секреция ацетилхолина из ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Неквантовая секреция ацетилхолина в нервномышечном синапсе 2. Неквантовая секреция ацетилхолина из постганглионарных парасимпатических нейронов в сердце 3. «Ненейрональный ацетилхолин» : секреция из кардиомиоцитов 4. «Ненейрональный ацетилхолин» : секреция из других типов клеток 5. «Пренейрональный ацетилхолин» : активация сенсорных нервный волокон

Открытие неквантовой секреции ацетилхолина (АЦХ) в нервно-мышечном синапсе Бернард Кац Н-эффект в концевой пластинке Открытие неквантовой секреции ацетилхолина (АЦХ) в нервно-мышечном синапсе Бернард Кац Н-эффект в концевой пластинке лягушки (Katz & Miledi, 1977) Схема эксперимента: непрерывная регистрация постепенная деполяризация концевой пластинки Инкубация с ингибитором ацетилхолинэстеразы (АЦХ-Э) – 40 -60 минут гиперполяризация Аппликация тубокурарина

Н-эффект в нервно-мышечных синапсах разных позвоночных животных ЛЯГУШКА МЫШЬ Н-эффект в нервно-мышечных синапсах разных позвоночных животных ЛЯГУШКА МЫШЬ

Гипотезы относительно механизма неквантового выделения АЦХ в нервно-мышечном синапсе Холинергическая нервная терминаль АДФ Холинацетилтрансфераза Гипотезы относительно механизма неквантового выделения АЦХ в нервно-мышечном синапсе Холинергическая нервная терминаль АДФ Холинацетилтрансфераза Н+ АТФ Холин АЦХ Везикулярные транспортеры Система захвата холина высокого сродства Ацетилхолинэстераза Н-рецепторы Постсинаптическая мышечная клетка

Свойства и физиологическая роль неквантового выделения АЦХ в нервно-мышечном синапсе 1. Вклад неквантовой секреции Свойства и физиологическая роль неквантового выделения АЦХ в нервно-мышечном синапсе 1. Вклад неквантовой секреции в общую секрецию АХ В покоящемся синапсе количество АХ, секретируемого путем неквантовой секреции, намного больше, чем секретируемого путем спонтанной квантовой секреции 2. Пресинаптическая регуляция: АТФ (через пресинаптические Р 2 Y-рецепторы) – подавление Ацетилхолин (через пресинаптические М 1 -рецепторы и синтез NO) – подавление 3. Физиологическое значение неквантовой секреции: «Гипотеза шунта» – сброс «ненужного» АХ в покоящемся синапсе – можно не тормозить синтез в промежутках между периодами активности – синапс «всегда готов» к активации Влияние на мышечные волокна: -устранение полисинаптической иннервации мышечных волокон в процессе развития; - в отсутствие ингибирования АХЭ: гиперполяризация синаптической области (на 3 -5 м. В) – снижение инактивации потенциал-управляемых Na+-каналов Влияние на пресинаптическую терминаль: синхронизация квантовой секреции – повышение эффективности постсинаптического влияния

Больше о неквантовом выделении АЦХ в нервно-мышечном синапсе можно узнать здесь: Больше о неквантовом выделении АЦХ в нервно-мышечном синапсе можно узнать здесь:

ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Неквантовая секреция ацетилхолина в нервномышечном синапсе 2. Неквантовая секреция ацетилхолина из ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Неквантовая секреция ацетилхолина в нервномышечном синапсе 2. Неквантовая секреция ацетилхолина из постганглионарных парасимпатических нейронов в сердце 3. «Ненейрональный ацетилхолин» : секреция из кардиомиоцитов 4. «Ненейрональный ацетилхолин» : секреция из других типов клеток 5. «Пренейрональный ацетилхолин» : активация сенсорных нервных волокон

Мембранный потенциал, м. В Влияние ингибитора ацетилхолинэстеразы параоксона на параметры электрической активности в предсердном Мембранный потенциал, м. В Влияние ингибитора ацетилхолинэстеразы параоксона на параметры электрической активности в предсердном миокарде крысы 20 0 0 100 200 300 -20 400 500 600 700 800 Параоксон 5× 10 -6 M -40 900 Контроль -60 -80 -100 мс Эффекты параоксона (БЛОКИРУЮТСЯ АТРОПИНОМ!): 1) уменьшение длительности ПД 2) увеличение длительности цикла Abramochkin DV, Nurullin LF, Borodinova AA, Tarasova NV, Sukhova GS, Nikolsky EE, Rosenshtraukh LV. Nonquantal release of acetylcholine from parasympathetic nerve terminals in the right atrium of rats. Exp Physiol. 2010 Feb; 95(2): 265 -73.

Ботулинический токсин А подавляет квантовую секрецию АЦХ: механизм • • • Транспорт в терминаль Ботулинический токсин А подавляет квантовую секрецию АЦХ: механизм • • • Транспорт в терминаль путем эндоцитоза Расщепление на 2 цепи Выход легкой цепи в цитоплазму Расщепление белка SNAР-25 Прекращение экзоцитоза http: //s 512. photobucket. com/user/neurologycoffeecup/media/MND/09 f 1. jpg. html#sthash. 29 Cf. Lu. Q 9. dpuf

Ботулинический токсин подавляет секрецию АЦХ из холинергических окончаний в предсердном миокарде До разгрузки FM Ботулинический токсин подавляет секрецию АЦХ из холинергических окончаний в предсердном миокарде До разгрузки FM 1 -43 – флуоресцентный индикатор, которых захватывается терминалями путем эндоциторза и затем может выделяться из них при стимуляции ( «маркер экзоцитоза» ); 30 -я минута разгрузки в норме (без обработки токсином) Уменьшение относительной интенсивности флуоресценции в покое и в ходе разгрузки FM 1 -43 из интрамуральных парасимпатических нервных окончаний в норме, а также после предварительной инкубации препарата с ботулиническим токсином; Abramochkin DV, Nurullin LF, Borodinova AA, Tarasova NV, Sukhova GS, Nikolsky EE, Rosenshtraukh LV. Non-quantal release of acetylcholine from parasympathetic nerve terminals in the right atrium of rats. Exp Physiol. 2010 Feb; 95(2): 265 -73.

Обработка ботулиническим токсином не влияет на выраженность эффектов блокатора АХЭ армина Армин 1 мк. Обработка ботулиническим токсином не влияет на выраженность эффектов блокатора АХЭ армина Армин 1 мк. M, (контроль) Эффект, в % от контрольных значений 50 Армин 1 мк. M, (после обработки n=6 ботулотоксином), n=7 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Уменьшение ДПД 50 Уменьшение ДПД 90 Увеличение ДЦ Abramochkin DV, Nurullin LF, Borodinova AA, Tarasova NV, Sukhova GS, Nikolsky EE, Rosenshtraukh LV. Non-quantal release of acetylcholine from parasympathetic nerve terminals in the right atrium of rats. Exp Physiol. 2010 Feb; 95(2): 265 -73.

ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Неквантовая секреция ацетилхолина в нервномышечном синапсе 2. Неквантовая секреция ацетилхолина из ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Неквантовая секреция ацетилхолина в нервномышечном синапсе 2. Неквантовая секреция ацетилхолина из постганглионарных парасимпатических нейронов в сердце 3. «Ненейрональный ацетилхолин» : секреция из кардиомиоцитов 4. «Ненейрональный ацетилхолин» : секреция из других типов клеток 5. «Пренейрональный ацетилхолин» : активация сенсорных нервных волокон

Кардиомиоциты способны синтезировать и секретировать АЦХ Кардиомиоциты крысы, окрашенные антителами холинацетилтрансферазе (Kakinuma et al. Кардиомиоциты способны синтезировать и секретировать АЦХ Кардиомиоциты крысы, окрашенные антителами холинацетилтрансферазе (Kakinuma et al. , 2009) к F-актину и

Кардиомиоциты способны синтезировать и секретировать АЦХ Секреция путем экзоцитоза, а также невезикулярным способом (через Кардиомиоциты способны синтезировать и секретировать АЦХ Секреция путем экзоцитоза, а также невезикулярным способом (через переносчик органических катионов) Ch. AT - холинацетилтрансфераза CHT 1 переносчик холина высокого сродства VACh. T везикулярный переносчик ацетилхолина

Способность кардиомиоцитов к синтезу и секреции АЦХ зависит от возраста Экспрессия холинацетилтрансферазы в левом Способность кардиомиоцитов к синтезу и секреции АЦХ зависит от возраста Экспрессия холинацетилтрансферазы в левом желудочке Сердца крыс разного возраста МОЛОДЫЕ Экзоцитоз пузырьков с ацетилхолинов в кардиомиоците Rana OR Acetylcholine as an age-dependent non-neuronal source in the heart. Auton Neurosci. 2010 Aug 25; 156(1 -2): 82 -9. СТАРЫЕ

Способность кардиомиоцитов к синтезу и секреции АЦХ зависит от возраста Правое предсердие Левое предсердие Способность кардиомиоцитов к синтезу и секреции АЦХ зависит от возраста Правое предсердие Левое предсердие Холинацетилтрансфераза Rana OR Acetylcholine as an age-dependent non-neuronal source in the heart. Auton Neurosci. 2010 Aug 25; 156(1 -2): 82 -9. Правый желудочек Левый желудочек

Общая схема секреции АЦХ в миокарде (А. Бородинова, 2013) Неквантовая секреция - АЦХ - Общая схема секреции АЦХ в миокарде (А. Бородинова, 2013) Неквантовая секреция - АЦХ - холин Квантовая секреция

Свойства и физиологическая роль неквантового выделения АЦХ в сердце (А. Бородинова, 2013) 1. АЦХ, Свойства и физиологическая роль неквантового выделения АЦХ в сердце (А. Бородинова, 2013) 1. АЦХ, аккумулирующийся в миокарде в отсутствие экстракардиальных нервных воздействий, выделяется из клеток в процессе неквантовой секреции, обусловленной работой транспортера обратного захвата холина высокого сродства 2. Оксид азота снижает интенсивность неквантовой секреции АЦХ в миокарде, в то время как АТФ не оказывает влияния на данный процесс (в отличие от нервно-мышечного синапса) 3. Норадреналин подавляет неквантовую секрецию АЦХ в миокарде крыс посредством активации α 1 - и α 2 -адренорецепторов 4. Существенная часть неквантового АЦХ в миокарде взрослых крыс имеет миогенную природу, в то время как в миокарде новорожденных крысят АЦХ выделяется неквантовым способом исключительно из интрамуральных парасимпатических нейронов 5. Параоксон вызывает типичные холинергические эффекты в миокарде не только новорожденных крыс, но и 19 -дневных эмбрионов, что указывает на наличие неквантовой секреции АЦХ в пренатальном онтогенезе, когда вызванная квантовая секреция отсутствует (ВОЗМОЖНАЯ РОЛЬ НЕКВАНТОВОЙ СЕКРЕЦИИ В ФОРМИРОВАНИИ ИННЕРВАЦИИ СЕРДЦА? ) НЕКВАНТОВАЯ СЕКРЕЦИЯ АЦХ МОЖЕТ РЕГУЛИРОВАТЬ СЕКРЕЦИЮ ПРЕДСЕРДНОГО НАТРИЙУРЕТИЧЕСКОГО ПЕПТИДА: Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2013 Oct 1; 305(7): H 1050 -6 Endogenous ACh tonically stimulates ANP secretion in rat atria. Kim HY 1, Cho KW, Xu DY, Kang DG, Lee HS.

ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Неквантовая секреция ацетилхолина в нервномышечном синапсе 2. Неквантовая секреция ацетилхолина из ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Неквантовая секреция ацетилхолина в нервномышечном синапсе 2. Неквантовая секреция ацетилхолина из постганглионарных парасимпатических нейронов в сердце 3. «Ненейрональный ацетилхолин» : секреция из кардиомиоцитов 4. «Ненейрональный ацетилхолин» : секреция из других типов клеток 5. «Пренейрональный ацетилхолин» : активация сенсорных нервных волокон

Ацетилхолин вызывает расслабление гладкой мышцы только при наличии эндотелия (начало 80 -х гг. XX Ацетилхолин вызывает расслабление гладкой мышцы только при наличии эндотелия (начало 80 -х гг. XX века) 1. «Сэндвич» - система 2. Система «донор-детектор» : определение времени жизни секретируемого вещества Измерение силы сокращения «Донор» : препарат сосуда с эндотелием, подвергается действию ацетилхолина Сосуд с эндотелием Ach Препарат сосуда без эндотелия: сокращение в ответ на ацетилхолин «Сэндвич-система» : при действии ацетилхолина наблюдается расслабление На клетках эндотелия имеются М 3 -холинорецепоры «Детектор» : препарат сосуда без эндотелия, расслабляется под действием факторов, секретируемых эндотелием «донора»

Эндотелиальные клетки пупочной вены человека экспрессируют компоненты холинергической системы Негативный контроль (без специфических антител) Эндотелиальные клетки пупочной вены человека экспрессируют компоненты холинергической системы Негативный контроль (без специфических антител) Окраска антителами к холинацетилтрансферазе Окраска антителами к везикулярному переносчику ацетилхолина

Синтез и секреция АХ клетками эпителия воздухоносных путей CHT 1 high-affinity choline transporter-1, OCT Синтез и секреция АХ клетками эпителия воздухоносных путей CHT 1 high-affinity choline transporter-1, OCT organic cation transporter, VACh. T vesicular acetylcholine transporter.

Эффекты АХ в эпителии воздухоносных путей Pro-proliferative effects both on the epithelium and on Эффекты АХ в эпителии воздухоносных путей Pro-proliferative effects both on the epithelium and on subepithelial fibroblasts

Эффекты АХ в эпителии воздухоносных путей Pro-proliferative effects both on the epithelium and on Эффекты АХ в эпителии воздухоносных путей Pro-proliferative effects both on the epithelium and on subepithelial fibroblasts

ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Неквантовая секреция ацетилхолина в нервномышечном синапсе 2. Неквантовая секреция ацетилхолина из ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Неквантовая секреция ацетилхолина в нервномышечном синапсе 2. Неквантовая секреция ацетилхолина из постганглионарных парасимпатических нейронов в сердце 3. «Ненейрональный ацетилхолин» : секреция из кардиомиоцитов 4. «Ненейрональный ацетилхолин» : секреция из других типов клеток 5. «Пренейрональный ацетилхолин» : активация сенсорных нервных волокон

Разные варианты сборки никотиновых холинорецепторов Влияние АХ на клетки ненервной и немышечной природы может Разные варианты сборки никотиновых холинорецепторов Влияние АХ на клетки ненервной и немышечной природы может быть связано с активацией никотиновых холинорецепторов Lindstrom et al. J. Biol. Chem. 1996, 271: 17656 -17665.

Гипотетическая схема двунаправленного влияния АХ, секретируемого уротелием, на активность сенсорных нервных волокон в мочевом Гипотетическая схема двунаправленного влияния АХ, секретируемого уротелием, на активность сенсорных нервных волокон в мочевом пузыре Просвет мочевого пузыря Уротелий Сенсорные нервные волокна

Ацетилхолин Нейрональный Квантовая (везикулярная) секреция (экзоцитоз) Неквантовая (невезикулярная) секреция Ненейрональный Везикулярная секреция (экзоцитоз) Невезикулярная Ацетилхолин Нейрональный Квантовая (везикулярная) секреция (экзоцитоз) Неквантовая (невезикулярная) секреция Ненейрональный Везикулярная секреция (экзоцитоз) Невезикулярная секреция Пренейрональный Полный Неполный (“kiss-and-run”)