Симпатоадреналната система и катехоламините
Биологичният ефект на катехоламините е краткотраен, тъй като симпатиковите нервни окончания бързо поглъщат катехоламините от интеркункционното пространство и след това ги превръщат в неактивни метаболити и ги отстраняват от тялото през бъбреците. Една от функциите на поглъщането на невроните е да стабилизира концентрациите на норадреналин в нервните окончания, независимо от честотата на нервните импулси чрез обратно поемане на локално приетия норадреналин. Друга функция е да инактивира локален и/или циркулиращ норадреналин.
Симпатоадренергичната система се състои от симпатиковата част на вегетативната нервна система и надбъбречната жлеза. Неговата функция участва в структурите на централната нервна система, ростралните вентролатерални области на продълговатия мозък, ядрената система на каудалната рафа и хипоталамуса (предимно паравентрикуларните ядра и страничната хипоталамусна област). От тези области излизат еферентни влакна, които завършват в currentanglionic неврони, разположени в страничните рога на сивото вещество на гръбначния мозък. Невротрансмитерът на неврони от паравентрикуларни ядра е окситоцин, докато предавателят на неврони от ядра на рафе е адреналин, допамин и серотонин (5НТ). Структурите на адреналин, норадреналин и допамин съдържат катехол пръстен, поради което те се наричат еднакво катехоламини. Крентанглионните симпатикови неврони в страничния рог на гръбначния мозък са от холинергичен тип (техният предавател е ацетилхолин). Никотиновият ацетилхолинов рецептор се среща в повечето постганглионарни симпатикови неврони. Съдържащите катехоламин инхибиторни интернейрони, разположени в ганглиите, съдържат предимно допамин, по-рядко адреналин.
Симпатиковите влакна на периферната нервна система произхождат под формата на тънки, немиелинизирани влакна от пара- и правертебралните ганглии. НА периферните симпатикови нервни окончания синтезират норадреналин, съхранява и освобождава. Централните и периферните адренергични неврони съдържат и други химични медиатори, които се съхраняват и освобождават по начин, подобен на норадреналина; това могат да бъдат протеини (невропептид Y, соматостатин, вещество Р, галанин, енцефалини), пуринови съединения (ATP, аденозин) или амини (5НТ). Това са материалите като невромодулатор освобождава предавател и модифицира ефекторна тъканна реакция) или действа като котрансмитер на специфични (неадренергични) рецептори в ефекторната тъкан.
НА в надбъбречните хромафинови клетки електронна микроскопия електронно-плътни везикули за съхранение на катехоламини те съдържат основно адреналин.
Биосинтез на катехоламини
Аминокиселината, необходима за биосинтеза, тирозин, се получава от погълнатата храна или превръщането на фенилаланин в черния дроб. Биосинтеза първата стъпка е тирозин хидроксилаза (TH), ензимът образува 3,4-дихидроксифенилаланин (DOPA) от тирозин. TH може да бъде открит само в тъкани, които синтезират катехоламини, тази стъпка определя скоростта на образуване на катехоламин. В нервната система вътреклетъчните нива на Ca 2+ се увеличават по време на повишена стимулация, която активира Ca 2+ -калмодулин-зависимата протеин киназа (CAMK II), която фосфорилира и активира тирозин хидроксилазата, което позволява на неврона да увеличи синтеза на катехоламин. стрес. Катехоламините инхибират собствената си биосинтеза.
Биосинтезата на катехоламин се регулира от сложни процеси. Освобождаването на катехоламин за стимулиране на надбъбречната жлеза и симпатиковите нервни окончания не е свързано със значителни промени в съдържанието на катехоламин в тъканите (непроменени нива на катехоламин в тъканите въпреки освобождаването поради повишена биосинтеза). Тъй като биосинтезата се засилва, TH се активира чрез фосфорилиране (фосфорилирането подобрява способността на TH да се свързва с птеридиновия кофактор). Увеличаването на синтеза на TH е следствие от продължителна стимулация, процесът се нарича транссинаптична индукция, тъй като индукцията му изисква пресинаптично освобождаване на Ach или индукция след пресинаптична инервация.
Физиологичният стимул за освобождаване на катехоламин от адреномедуларната клетка е ацетилхолин, освободен от края на преганглионарния симпатиков неврон, който деполяризира клетъчната мембрана чрез холинергични рецептори от никотинов тип на повърхността на хромафиновите клетки, като по този начин индуцира приток на Са 2+. Под въздействието на повишен вътреклетъчен Ca 2+, хромафиновите клетки изпразват съдържанието на гранулите в извънклетъчното пространство чрез екзоцитоза. По време на екзоцитоза гранулата се изпразва напълно, така че една клетка освобождава катехоламини в околната среда в кванти в зависимост от броя на изпразнените гранули. В края на екзоцитозата мембраната на гранулата на хромафина се връща в цитоплазмата, където започва образуването на нова хромафинова гранула.
Съхранение на катехоламини
От допамина, произведен в цитоплазмата, във везикулите се образува норадреналин, който се връща в цитоплазмата, където може да се превърне в адреналин в хромафинните клетки на надбъбречната жлеза, който се връща обратно в везикула и се съхранява там. Везикулите на хромафиновите клетки са големи (
280 nm диаметър) и в допълнение към катехоламин, АТФ и допамин b-хидроксилаза, те съдържат допълнителни протеини (например, Хромогранин А) и йони, които също се отделят по време на секрецията на катехоламин. В невроните норепинефринът се съхранява или в малки синаптични везикули, или в големи меки везикули с плътно ядро, с АТФ и на двете места, заедно с някои невропептиди в последните везикули.
В надбъбречната жлеза могат да бъдат открити редица пептиди, които се намират в гранулите на хромафина и в невроните, инервиращи мозъка. Понастоящем ролята на повечето от тях не е напълно изяснена, но функцията на някои пептиди е известна, напр. вазоактивен чревен пептид (VIP) стимулира секрецията на катехоламин от хромафиновите клетки. Други пептиди могат да модифицират отговора на хромафиновите клетки към Ach (например, хромостатинът, NPY и енцефалините намаляват, докато веществото Р подобрява клетъчния отговор). В някои случаи пептидите, освободени от надбъбречните клетки, могат да имат системен ефект, като опиоидни пептиди, които могат да допринесат за развитието на стресова индуцирана аналгезия.
Симпатиковите нервни окончания съдържат норадреналин. Норадреналинът се съхранява в малки мехурчета с „плътно ядро“, кръстени на техния електронен микроскопски вид. Пептидите, съхранявани в големи плътни везикули, присъстващи в симпатиковите нервни окончания, се освобождават от нервните импулси и действат като модулатори, котрансмитери или невротрансмитери. Различни невропептиди могат да се появят в променливи асоциации, така че техните физиологични ефекти са сложни (ефектите им се усложняват и от факта, че пептидите могат да модифицират ефекта на освободения норадреналин чрез механизма преди и след свързване, както и освобождаването на самия норадреналин) .
Освобождаването на норадреналин е под предубедено влияние. От една страна, физикохимичната среда (ниско рН и ниска температура намаляват отделянето на норадреналин), а от друга страна, химичните медиатори, свързващи се с префункционалната мембрана, също влияят върху освобождаването на норадреналин. Чрез α2-адренергичните рецептори адреналинът и норадреналинът се инхибират, докато тези рецепторни блокери (чрез инхибиране на инхибирането) увеличават освобождаването на норадреналин (последният оказва своите ефекти, без да променя активността на симпатиковите нервни влакна). Пресинаптичните β2-рецепторни агонисти увеличават количеството норадреналин, освободено от невронално активиране. В органи с двойна вегетативна инервация (напр. Сърцето) активирането на парасимпатиковите холинергични влакна от блуждаещия нерв чрез предубедено инхибиране на симпатиковите терминали намалява освобождаването на норадреналин.