Постганглионарные симпатические синапсы
Постганглионарные симпатические синапсы образуются как концевыми ветвлениями симпатического нерва, так и многочисленными расширениями (варикозами) периферических участков симпатических волокон в области иннервируемых тканей. Варикозы существенно увеличивают количество клеток, получающих симпатические регуляторные сигналы, что способствует распространенному диффузному характеру эффектов симпатической регуляции внутренних органов. Норадреналин является медиатором симпатических синапсов, которые называют адренергическими. Рецепторы, связывающие норадреналин, называются адренорецепторами. Различают α1- и α2-, β1- и β2-адренорецепторы. В адренергических синапсах, кроме норадреналина, в меньших количествах содержатся катехоламины дофамин и адреналин, определяющие, благодаря связыванию со специфическими рецепторами, характер регуляторной реакции. Дофаминергические синапсы расположены в структурах центральной нервной системы (например, черная субстанция, стриатум).
Синтез норадреналина
Синтез норадреналина осуществляется в теле, аксоне, варикозах и терминалях постганглионарного нейрона из аминокислоты тирозина с помощью трех ферментов: тирозингидроксилазы, ДОФА-декарбоксилазы и дофамин-Р-гидроксилазы. Основная часть медиатора синтезируется в терминальных отделах аксона. Норадреналин в синаптических везикулах находится в стабильном или резервном фонде (85-90 %) и лабильном фонде, из которого он поступает в синаптическую щель при передаче возбуждения. Израсходованный норадреналин лабильного фонда медленно восполняется из стабильного фонда. Запасы норадреналина в везикулах пополняются также за счет обратного захвата медиатора (до 50 %) из синаптической щели, что позволяет многократно использовать одни и те же молекулы медиатора.
Небольшое количество норадреналина разрушается в цитоплазме пресинаптического окончания аксона ферментом.
Инактивация выделившегося в синаптическую щель медиатора осуществляется за счет его разрушения ферментом катехол-О-метил-трансферазой (КОМТ), что ограничивает время действия регуляторного сигнала.
Регуляция выделения норадреналина в синаптическую щель. Пропорционально частоте нервных импульсов, поступающих к синапсу, высвобождается определенное количество квантов норадреналина в синаптическую щель с помощью экзоцитоза при участии Са2+. Существует саморегуляция и модуляция процесса выделения норадреналина в синаптическую щель. Если выделяется небольшое количество норадреналина, то он взаимодействует с β-адренорецепторами пресинаптической мембраны, которые стимулируют освобождение норадреналина.
Если выделяется большое количество медиатора, то он связывается с α2-адренорецепторами пресинаптической мембраны, которые подавляют его дальнейшее освобождение. Модуляция освобождения медиатора осуществляется влияниями других медиаторов и биологически активных веществ. Так, освобождение норадреналина в синаптическую щель подавляют простагландины группы Е, ацетилхолин, проникающий в синапс из рядом расположенных холинергических синапсов, серотонин, АТФ и гистамин, а стимулируют ангиотензин-II и адреналин.
Выделившийся в синаптическую щель норадреналин диффундирует к постсинаптической мембране и связывается на ней с адренорецепторами, образуя медиатор-рецепторный комплекс. Это могут быть рецепторы двух типов: α1- и β-рецепторы. Комплекс норадреналин - α-рецептор активирует метаболизм мембраны клеток с образованием внутриклеточных вторичных посредников медиаторного эффекта. Вторичными посредниками стимуляции α-адренорецепторов являются инозитол-3-фосфат и ионы Са2+. Следствием образования медиатор-рецепторного комплекса также является деполяризация постсинаптической мембраны и формируется низкоамплитудный длительный ВПСП. β1-адренорецепторы находятся в сердечной мышце, и их взаимодействие с медиатором стимулирует основные физиологические свойства миокарда (автоматию, возбудимость, проводимость и сократимость). β2-адренорецепторы расположены в гладких мышцах артериальных сосудов скелетных мышц и внутренних органов, коронарных артерий, бронхов, матки, мочевого пузыря. Их стимуляция вызывает расслабление гладких мышц. Стимуляция β-адренорецепторов приводит в действие другую систему вторичных посредников - аденилатциклаза-цАМФ. Наличие на постсинаптических мембранах двух типов адренорецепторов позволяет симпатической нервной системе вызывать противоположные регуляторные эффекты, например сокращение или расслабление гладких мышц кровеносных сосудов.
В небольшой части симпатических синапсов (в потовых железах, сосудах половых органов, выпрямляющих мышцах волос, мозговом веществе надпочечников) выделяется медиатор ацетилхолин, и такие синапсы называют симпатическими холинергическими, а рецепторы - холинорецепторами. Сосудорасширяющий эффект симпатических холинорецепторов опосредован эндотелиальным оксидом азота (NO).
Симпатическая нервная система является важнейшим регулятором обмена веществ в организме. С метаболическими эффектами симпатической нервной системы связано ее трофотрофное и эрготрофное действие на ткани. Симпатическая нервная система в основном тормозит анаболические процессы и активирует катаболические, что способствует повышенному энергообеспечению тканей при реализации приспособительных реакций во время бодрствования. Соответственно активность симпатической нервной системы более высокая днем и ниже в ночные часы.