Парасимпатические постганглионарные синапсы образуются постганглионарными нервными волокнами на клетках регулируемых органов. Медиатор этих синапсов - ацетилхолин находится в аксоплазме и синаптических пузырьках пресинаптических терминалей в трех основных формах:
1) стабильный, прочно связанный с белком, не готовый к освобождению фонд медиатора;
2) мобилизированный, пригодный к освобождению;
3) спонтанно или активно выделяемый фонд.
В пресинаптическом окончании постоянно происходит перемещение медиатора между фондами с целью пополнения активного фонда. Освобождение медиатора происходит квантами. Спонтанное фоновое выделение единичных квантов сменяется активным при поступлении импульсов, деполяризующих пресинаптическую мембрану. Процесс освобождения квантов медиатора, так же как и в других синапсах, является кальций-зависимым.
Синтез ацетилхолина в теле нейрона и окончаниях аксона заключается в ацетилировании холина уксусной кислотой, последним этапом реакции является взаимодействие холина с ацетилкоэнзимом А с участием фермента холинацетилтрансфераза.
Регуляция освобождения ацетилхолина в синаптическую щель:
1) связь ацетилхолина с М-холинорецепторами пресинаптической мембраны тормозит выход ацетилхолина - обратная отрицательная связь;
2) связь ацетилхолина с Н-холинорецептором пресинаптической мембраны усиливает освобождение медиатора - положительная обратная связь;
3) норадреналин тормозит освобождение ацетилхолина, проникая в парасимпатическую синаптическую щель из рядом расположенного симпатического синапса;
4) ацетилхолин вызывает выброс в синаптическую щель из постсинаптической клетки большого числа молекул АТФ, которые связываются с пуринергическими рецепторами пресинаптической мембраны и подавляют освобождение ацетилхолина - механизм, получивший название ретроингибирование.
Инактивация ацетилхолина, выделившегося в синаптическую щель:
1) часть медиатора связывается с холинорецепторами пре- и постсинаптической мембраны;
2) медиатор разрушается ацетилхолинэстеразой с образованием холина и уксусной кислоты, которые подвергаются обратному захвату пресинаптической мембраной и вновь используются для синтеза ацетилхолина;
3) медиатор путем диффузии выносится в межклеточное пространство и кровь, причем этот процесс происходит после связывания медиатора с рецептором. Последним путем инактивируется почти половина выделившегося ацетилхолина. На постсинаптической мембране ацетилхолин связывается с холинорецепторами, относящимися к М (мускариночувствительному) типу, образуя медиатор-рецепторный комплекс. Мускариночувствительные рецепторы в разных органах принадлежат к разным типам (М1, М2, М3 и др). Различия эффектов парасимпатической регуляции в органах и обусловлены разными типами холинорецепторов. Так, например, комплекс ацетилхолин - холинорецептор гладкомышечных и секреторных клеток желудочно-кишечного тракта, мочевого пузыря и мочеточника, бронхов, коронарных и легочных сосудов активирует Nа-каналы, формирует ВПСП и возбуждает клетки. Это вызывает сокращение гладких мышц или секрецию пищеварительных соков. Этому же эффекту способствует активация вторичных посредников - инозитол-3-фосфата и ионизированного кальция. В клетках проводящей системы сердца, гладких мышцах сосудов половых органов комплекс ацетилхолин-холинорецептор активирует К-каналы и выходящий ток К+, приводя к гиперполяризации и тормозным эффектам - снижению автоматии, проводимости и возбудимости в миокарде, расширению артерий половых органов. Одновременно в этих клетках активируется система вторичных посредников - цГМФ. М-холинорецепторы блокируют атропин, что снимает парасимпатическую стимуляцию сокращения гладких мышц и парасимпатическое торможение деятельности сердца.
Эффективность синаптической передачи зависит от количества активных рецепторов на постсинаптической мембране. Число мембранных рецепторов возрастает при интенсивной работе синапса. В экспериментах на животных установлено, что перерезка вегетативного нерва (прекращение выделения медиатора) увеличивает число мембранных рецепторов, что повышает чувствительность денервированных структур к медиатору (явление сенситизации).
Эффекты парасимпатической регуляции преобладают в ночные часы, проявляются в виде стимуляции анаболических и торможении катаболических процессов обмена веществ.