Деполяризация постсинаптической мембраны

Возбуждение мотонейрона приводит к секреции ацетилхолина из терминалей аксона в синаптическую щель. Ацетилхолин связывается с его рецепторами (н-холинорецепторами), вмонтированными в постсинаптическую мембрану мышечного волокна (плазмолемма). Результат взаимодействия — деполяризация мембраны мышечного волокна, т.к. при взаимодействии нейромедиатора с холинорецептором открывается ионный канал в составе рецептора. Взаимодействие рецептора и ацетилхолина кратковременно, т.к. присутствующая в синапсе ацетилхолинэстераза гидролизует нейромедиатор. Нарушения в любом звене нервно-мышечной передачи приводят к искажениям мышечного сокращения.

 Ботулизм — острая бактериальная токсикоинфекция. Возбудитель ботулизма — Clostridium botulinum(анаэробная грамотрицательная спорообразующая палочка, устойчивая во внешней среде) продуцирует термолабильные нейротоксины (7 разновидностей). Симптомы заболевания обусловлен действием на организм нейротоксинов A/E, B, C1, D, F и G, блокирующих секрецию ацетилхолина из нервной терминали. Под действием токсинов через 1836 ч часто появляются нарушения со стороны вегетативной нервной системы (сухость во рту, раздвоение в глазах), позже развиваются парезы и параличи скелетной и гладкой мускулатуры. Смерть может наступить от паралича дыхательной мускулатуры.

 Столбняк — острое тяжёлое инфекционное заболевание, протекающее с перемежающимися тоническими и клоническими судорогами скелетной мускулатуры, приводящими к асфиксии. Возбудитель — подвижная анаэробная спорообразующая палочка Clostridium tetani. В ране спора прорастает в вегетативную форму и продуцирует столбнячный нейротоксин (тетаноспазмин). Ретроградным аксонным транспортом нейротоксин попадает в перикарионы нейронов спинного мозга. Механизм действия токсина связан с блокированием секреции тормозных нейромедиаторов, в частности, глицина и -аминомасляной кислоты, вставочными нейронами (интернейронами), которые в норме подавляют импульсную активность мотонейронов, иннервирующих скелетные мышцы. Поэтому импульсация мотонейронов непрерывно передаётся на мышечные волокна, обусловливая тоническое напряжение мышц, переходящее в судороги. Характерно начало заболевания с судорожного сокращения жевательных мышц. К профилактическим мероприятиям столбняка относятся активная вакцинация в детстве, а также вакцинация сразу после полученной травмы.

 Миастения тяжёлая псевдопаралитическая (myasthenia gravis) — аутоиммунное заболевание, при котором образуются АТ к н-холинорецепторам. Циркулирующие в крови АТ связываются с н-холинорецепторами постсинаптической мембраны мышечных волокон и препятствуют взаимодействию холинорецепторов с ацетилхолином и угнетают их функцию, что приводит к нарушению синаптической передачи и развитию мышечной слабости.

 Миорелаксанты периферического действия широко применяются в анестезиологии.

 d-Тубокурарин — классический антагонист холинорецепторов — обратимо связывается с –СЕ н-холинорецепторов и таким образом препятствует деполяризующему действию ацетилхолина, вызывая миопаралитический эффект.

 Сукцинилхолин — классический агонист холинорецепторов — конкурирует с ацетилхолином за связывание с н-холинорецепторами. Сукцинилхолин обладает устойчивостью к ферменту ацетилхолинэстеразе, гидролизующей ацетилхолин, что приводит к пролонгированной активации холинорецепторов, сопровождающейся деполяризацией мембраны. Первоначально деполяризация приводит к повторяющимся сокращениям скелетной мускулатуры (тремор). Далее в результате инактивации Na⁺-каналов наступает миопаралитический эффект.

Злокачественная гипертермия. Применение сукцинилхолина и галотана в анестезиологии может стать причиной злокачественной гипертермии — редкое осложнение при наркозе (смертность до 70%). В результате массированного выхода Ca²⁺ из саркоплазматического ретикулума появляется мышечная ригидность, повышенный гидролиз АТФ усиливает мышечные сокращения, уровень метаболизма и теплообразование. Температура тела быстро поднимается до 43 °C и выше, происходит генерализованный рабдомиолиз. Лечение включает охлаждение тела больного, ингаляция 100% кислорода, введение препаратов, блокирующих выход Са²⁺ из саркоплазматического ретикулума.

 Ингибиторы ацетихолиэстеразы усиливают амплитуду и продолжительность ответа холинорецепторов при активации ацетилхолином. В нормальных физиологических условиях ацетилхолинэстераза разрушает ацетихолин, прекращая действие нейромедиатора.

 Физостигмин (растительный алкалоид) и его синтетический аналог простигмин(неостигмин) — обратимые ингибиторы ацетихолиэстеразы — применяются при лечении myasthenia gravis.

 Фосфорорганические соединения. Синтетический препарат диизопропилфлуорофосфат (DFP) и нейротоксин [анатоксин-а(s)] сине-зелёных водорослей (Anaebena flos-aquae) необратимо инактивируют ацетилхолинэстеразу. Отравление домашних животных происходит при употреблении воды из контаминированного сине-зелёными водорослями пруда.

 Фасцикулин — токсин яда змеи мамба — высокоспецифический ингибиторацетихолиэстеразы.