Fizjologia człowieka w zarysie. Отсутствует

      Niektóre komórki nerwowe mają zdolność do syntezy i uwalniania mediatorów wielkocząsteczkowych o typie białkowym – tzw. neuropeptydów (neuromodulatorów synaptycznych). Należą do nich substancje wydzielane zwykle przez podwzgórze (liberyny i statyny), przysadkę (ACTH, LH, TSH, wazopresyna, oksytocyna), komórki układu pokarmowego (gastryna, cholecystokinina, sekretyna, motylina) oraz inne narządy (enkefaliny, endorfiny, substancja P, neurokininy, angiotensyna II, bradykinina i inne). Te substancje białkowe, w przeciwieństwie do mediatorów małocząsteczkowych, powstają w siateczce śródplazmatycznej szorstkiej zlokalizowanej w ciele neuronu. Następnie są kierowane do aparatu Golgiego, gdzie zostają otoczone przez błony fosfolipidowe i przybierają kształt pęcherzyków. Stąd wędrują na drodze transportu aksonalnego do zakończeń nerwowych, gdzie są uwalniane. Uwalnianie to może zachodzić stale i w niewielkich ilościach (egzocytoza konstytutywna) lub pulsacyjnie i w większych ilościach, w wyniku pobudzenia danego neuronu (egzocytoza regulowana). Neuropeptydy wywierają zwykle niewielki wpływ na potencjały postsynaptyczne, jednak ze względu na wielkocząsteczkową budowę są zdolne do znacznie dłuższego utrzymywania się w szczelinach synaptycznych, przez co efekt ich działania, chociaż niewielki, cechuje się dłuższym czasem trwania. Skutki oddziaływania neuropeptydów określamy mianem neuromodulacji. W przeszłości uważano, że jeden neuron może produkować tylko jeden rodzaj neurotransmitera lub neuromodulatora. W toku badań naukowych udowodniono jednak, że wiele neuronów ma zdolność syntezy i uwalniania różnych substancji przekaźnikowych i modulujących.

      Największy udział w przekaźnictwie w układzie nerwowym mają neurotrans-mitery pobudzające, czyli depolaryzujące błonę postsynaptyczną. Zaliczamy do nich acetylocholinę, aminy (serotoninę oraz katecholaminy – noradrenalinę, adrenalinę i dopaminę), adenozynę oraz aminokwasy pobudzające (asparaginian i glutaminian). Najlepiej poznanym z nich jest acetylocholina (Ach) zbudowana z choliny i kwasu octowego; reakcję syntezy tego związku katalizuje enzym acetylocholinesteraza. Acetylocholina jest przekaźnikiem w wielu synapsach pobudzających OUN, przede wszystkich na zakończeniach α-motoneuronów niosących pobudzenia do mięśni szkieletowych, w przedzwojowych neuronach całego układu autonomicznego oraz na zakończeniach wszystkich nerwów przywspółczulnych i części współczulnych (np. unerwiających gruczoły potowe). Uwolniona z zakończeń presynaptycznych Ach oddziałuje na dwa typy receptorów cholinergicznych: receptory muskarynowe (metabotropowe) oraz receptory nikotynowe (jonotropowe).

      Kolejnym powszechnie występującym mediatorem pobudzającym jest nor-adrenalina (NA). Jest ona uwalniana na zakończeniach włókien współczulnych, w niektórych obszarach OUN oraz w rdzeniu nadnerczy. W rdzeniu nadnerczy jest wytwarzana łącznie z adrenaliną (A). Innym przekaźnikiem pobudzającym zaliczanym do katecholamin jest dopamina. Odgrywa ona różne role, w zależności od miejsca działania. W układzie pozapiramidowym jest odpowiedzialna za koordynację ruchową oraz napięcie mięśni, w układzie limbicznym reguluje wyższe czynności emocjonalne, a w podwzgórzu jest zaangażowana w regulację wydzielania hormonów. Katecholaminy stanowią ogniwo w łańcuchu przemian aminokwasu fenyloalaniny.

      Znacznie mniej liczną grupą neuroprzekaźników są substancje uwalniane w synapsach hamujących. Wynikiem ich oddziaływania na błony postsynaptyczne jest wytwarzanie postsynaptycznych potencjałów hamujących, czyli tych związanych z hiperpolaryzacją błony postsynaptycznej. Do mediatorów hamujących należą przede wszystkim: kwas γ-aminomasłowy (GABA), glicyna, endorfiny, enkefaliny oraz prostaglandyny. Najlepiej poznanym i najpowszechniej występującym neuroprzekaźnikiem hamującym w OUN jest GABA, powstający w wyniku dekarboksylacji aminokwasu – kwasu glutaminowego. Wywiera on efekt przez łączenie się z dwoma rodzajami receptorów: GABA_A i GABA_B. Związanie cząsteczki sygnałowej z receptorem GABA_A powoduje otwarcie kanałów dokomórkowego prądu Cl^–, co w związku z napływem dużej liczby ujemnie naładowanych jonów chlorkowych do wnętrza neuronu pogłębia jego ujemny potencjał i w efekcie zmniejsza jego pobudliwość. Jest to zatem receptor jonotropowy. Odmienny efekt zachodzi w przypadku połączenia się cząsteczki kwasu γ-aminomasłowego z receptorem GABA_B. Interakcja taka prowadzi do złożonej reakcji polegającej na otwarciu kanałów odkomórkowego prądu K⁺, zamknięciu kanałów dokomórowego prądu Ca²⁺ oraz wytworzeniu wspominanych już w tym rozdziale wtórnych przekaźników (IP₃ i DAG) wyzwalających kaskadę reakcji w neuronie odbierającym pobudzenie.

      Neuromodulatory synaptyczne, zwane kotransmiterami, mają zdolność oddziaływania zarówno na błony presynaptyczne, jak i postsynaptyczne. Aktywują one lub inaktywują enzymy występujące w tych błonach, dzięki czemu wpływają na internalizację lub eksternalizację różnych receptorów błonowych. Tym samym cząsteczki neuromodulatorów mogą zmieniać właściwości błon synaptycznych, wzmacniając lub tłumiąc działanie neurotransmiterów. Pierwotnie cząsteczki o identycznej budowie chemicznej wykryto w innych narządach, takich jak przysadka, podwzgórze czy ściany przewodu pokarmowego, dlatego neuromodulatory noszą nazwy słusznie kojarzone z powszechnie znanymi hormonami.

      Piśmiennictwo

      1. Figiel I., Kaczmarek L.: Udział wtórnych przekaźników w plastyczności neuronalnej. Kosmos. 1993; 42(2): 257–272.

      2. Hall J.E. (red.): Guyton and Hall textbook of medical physiology. Elsevier, Philadelphia 2016.

      3. Hastoy B., Clark A., Rorsman P., Lang J.: Fusion pore in exocytosis: More than an exit gate? A β-cell perspective. Cell Calcium. 2017; 68: 45–61.

      4. Silverthorn D.E. (red.): Human physiology: an integrated approach. Pearson, Boston 2013.

      5. Zainuddin M.S., Thuret S.: Nutrition, adult hippocampal neurogenesis and mental health. British Medical Bulletin. 2012; 103(1): 89–114.

      Pytania kontrolne

      1. Opisz budowę komórki nerwowej. Jakie znasz rodzaje takich komórek?

      2. Depolaryzacja błony komórkowej może być spowodowana:

      3. Wskaż właściwe stwierdzenie: