Zadania układu autonomicznego

Ø        Regulacja czynności narządów wewnętrznych i kierowanie procesami życiowymi niezależnymi od woli

Ø        Utrzymanie homeostazy organizmu

Ø        Dostosowanie funkcji organizmu do zmieniających się warunków środowiska

Ø        Główne regulowane procesy

ü      Skurcz i rozkurcz mięśni gładkich

ü      Wydzielanie zewnętrzne i częściowo wewnętrzne

ü      Akcja serca

ü      Niektóre procesy metaboliczne

Autonomiczny układ nerwowy (Autonomic Nervous System; ANS)

Ø        Część współczulna – piersiowo-lędźwiowa

ü      Neurony przedzwojowe (krótkie) – piersiowa i lędźwiowa część rdzenia kręgowego ® piersiowe i lędźwiowe nerwy rdzeniowe ®zwoje przykręgowe i zwoje przedkręgowe

ü      Neurony zazwojowe (długie) ® unerwiane tkanki i narządy

Ø        Część przywspółczulna – czaszkowo-krzyżowa

ü      Neurony przedzwojowe (długie) – jądra nerwów czaszkowych III, VII, IX i X oraz część krzyżowa rdzenia kręgowego ® nerwy czaszkowe i nerwy rdzeniowe ®zwoje zlokalizowane w pobliżu lub w ścianie unerwianych narządów

ü      Neurony zazwojowe (krótkie)

Neuroprzekaźniki autonomicznego układu nerwowego

Ø        Acetylocholina

ü      Wszystkie autonomiczne włókna przedzwojowe (współczulne i przywspółczulne) ® podstawowy neuroprzekaźnik w zwojach ANS

ü      Somatyczne włókna motoryczne biegnące do mięśni szkieletowych

ü      Przywspółczulne włókna zazwojowe

ü      Niektóre współczulne włókna zazwojowe

Ø        Norepinefryna (noradrenalina)

ü      Zazwojowe włókna współczulne

Acetylocholina (ACh)

Ø        Acetylocholinotransferaza (ChAT)– enzym odpowiedzialny za syntezę ACh w cytoplazmie neuronów, z choliny i acetylo-CoA

ü      Acetylo-CoA – syntetyzowany w mitochondriach

ü      Cholina – transportowana z płynu zewnątrzkomórkowego do zakończenia neuronu – etap ograniczający szybkość syntezy ACh (rate-limiting step), blokowany przez hemicholinę (w normalnych warunkach stężenie choliny w płynie zewnątrzkomórkowym jest tak wysokie, że nie ogranicza jej dostępności dla neuronów cholinergicznych)

Ø        Transport ACh z cytoplazmy do pęcherzyków synaptycznych – transporter związany z pęcherzykami (vesicle-associated transporter; VAT) – hamowany przez wezamikol

Ø        Uwalnianie ACh do szczeliny synaptycznej – pod wpływem potencjału czynnościowego, zależne od napływu wapnia do zakończenia neuronu; hamowane przez toksynę botulinową

Ø        Acetylocholinoesteraza (AChE)

ü      Metabolizuje ACh w szczelinie synaptycznej do choliny i octanu, kończąc działanie przekaźnika na receptory

ü      Występuje w błonie postsynaptycznej synapsy cholinergicznej, zakończeniach neuronów cholinergicznych, erytrocytach

Ø        Butyrylocholinesteraza (pseudocholinesteraza)

ü      Hydrolizuje ACh i inne estry choliny (funkcja fizjologiczna – hydroliza estrów choliny przyjętych  z pokarmem?)

ü      Syntetyzowana w wątrobie

ü      Występuje w mózgu, skórze, wątrobie, mięśniach gładkich, osoczu

Noradrenalina (norepinefryna; NE, NA)

Ø        Syntetyzowana w neuronach adrenergicznych z tyrozyny

ü      Tyrozyna a DOPA ® dopamina ® noradrenalina

ü      a Etap ograniczający (rate-limiting step) – hydroksylacja tyrozyny do DOPA – katalizowany przez hydroksylazę tyrozynową

ü      Metyrozyna – analog tyrozyny, inhibitor hydroksylazy tyrozynowej, stosowana jako lek

Ø        Transport NE do pęcherzyków synaptycznych

ü      Pęcherzykowy transporter monoamin (vesicular monoamine transporter; VMAT) – hamowany przez rezerpinę

Ø        Uwalnianie do szczeliny synaptycznej

ü      Zależne od wapnia

ü      Może zachodzić pod wpływem sympatykomimetyków o działaniu pośrednim (tyramina, amfetamina, efedryna), w procesie niezależnym od wapnia

Ø        Transport NA ze szczeliny synaptycznej z powrotem do neuronu (główny sposób inaktywacji przekaźnika)

ü      Kończy aktywność synaptyczną NE

ü      Transporter norepinefryny (norepinephrine transporter; NET) = wychwyt zwrotny 1 – hamowany przez kokainę i trójpierścieniowe leki przeciwdepresyjne

ü      Metabolizm NA

§                                                 Monoamiooksydaza (MAO) – zakończenia komórek nerwowych, komórki sąsiadujące, wątroba

§                                                 Katecholo-O-metylotransferaza (metylotransferaza katecholowa; COMT) – szczelina synaptyczna a następnie wątroba

§                                                 Metabolity (głównie kwas wanilinomigdałowy; VMA) – wydalane z moczem

Ø        Inne katecholaminy

ü      Adrenalina (epinefryna; E, A)– powstaje z NA w rdzeniu nadnerczy i niektórych obszarach mózgu

ü      Dopamina (D) – w neuronach dopaminergicznych szlak biosyntezy kończy się na dopaminie

Regulacja presynaptyczna (autoreceptory)

Ø        Receptory a2 – układ współczulny

ü      Zlokalizowane na presynaptycznych zakończeniach nerwowych (włókna zazwojowe)

ü      Aktywowane przez NA i podobne do niej cząsteczki

ü      Aktywacja powoduje zmniejszenie wydzielania NA z zakończeń nerwowych

§                                            Hamowanie cyklazy adenylanowej ® ¯ stężenie cAMP ® ¯ napływu Ca2+ do komórki → zmniejszenie zależnego od Ca2+ uwalniania NE

Ø        Presynaptyczne receptory b – układ wspólczulny

ü      Zlokalizowane na niektórych presynaptycznych zakończeniach nerwowych

ü      Ułatwiają uwalnianie NA

Ø        Presynaptyczne receptory M2

ü      Hamują uwalnianie ACh

Ø        Pobudzające receptory nikotynowe na somatycznych włóknach motorycznych

Regulacja presynaptyczna (heteroreceptory)

Ø        Aktywowane przez substancje uwalniane z innych włókien nerwowych, niż to którego działanie regulują

Ø        Hamujące synapsy cholinergiczne (nerw błędny) na włóknach współczulnych unerwiających mięsień sercowy

Receptory cholinergiczne

Ø        Receptory muskarynowe – metabotropowe, związane z białkami G

Ø        Receptory nikotynowe – kanały jonowe dla jonów Na+

ü           Budowa pentameryczna – podjednostki a (8 rodzajów), b (trzy rodzaje) i e (w mięśniu odnerwionym lub embrionalnym – g)

ü           Dwa podtypy receptorów – receptory nikotynowe mięśniowe i neuronalne

§         Neuronalny –

o     Lokalizacja – zwoje układu autonomicznego, ośrodkowy układ nerwowy

o     Swoiści agoniści – lobelina, cytyzyna

o     Swoiści antagoniści – trimetafan, mekamylamina

o     Wynik działania – depolaryzacja i wyładowania w neuronie pozazwojowym; uwalnianie amin katecholowych z rdzenia nadnerczy

§         Mięśniowy

o     Lokalizacja – płytka nerwowo-mięśniowa

o     Swoiści agoniści – suksametonium i dekametonium

o     Swoiści antagoniści – tubokuraryna

o     Wynik działania – depolaryzacja płytki ruchowej i skurcz mięśnia szkieletowego