Где вырабатывается ацетилхолин у человека. Ацетилхолин – важный медиатор мозга

Судороги – конвульсии (от англ. convulsions).

Тонические судороги (в отличие от судорог центрального и периферического происхождения при поражениях центральной нервной системы) – это внезапные, непроизвольные, не поддающиеся управляемому расслаблению кратковременные сокращения мышц или группы мышц, чаще ножных, воспринимаемых человеком как сильная боль. Они знакомы практически всем взрослым людям.

Судороги довольно опасны, если вы находитесь в водоеме, горах, за рулем. Особенно болезненны судороги мышц спины, шеи. Но боль – это не самое страшное при судорогах. Судороги – это сигнал организма о серьезном неблагополучии. К сожалению, мы не всегда понимаем «язык» организма и относимся к судорогам, как к простой неприятности, усложняющей жизнь, но не более.

Давайте разбираться, в каких случаях организм подает нам сигналы в виде судорог. Судороги тонические возникают при патологическом возбуждении в том или ином элементе двигательной единицы:

нейроне (нервной клетке);
его аксоне (длинном цилиндрическом отросткенервной клетки, по которому нервные импульсы идут от тела клетки к органам и другим нервным клеткам);
нервно-мышечном синапсе (месте контакта между двумянейронами или между нейроном и получающей сигнал клеткой),
или мышечных волокнах.
Знание строения и механизма мышечного сокращения необходимо для точного понимания причин развития судорог ног. Без данной информации пути влияния многочисленных факторов на появление судорог не смогут быть полностью раскрыты и объяснены.

Строение мышцы

Механизм сокращения мышечных волокон является давно изученным явлением. В данной публикации рассмотрим работу поперечнополосатых (скелетных) мышц, не затрагивая принципов функционирования гладких мышц.

Скелетная мышца состоит из тысяч волокон, а каждое отдельно взятое волокно, в свою очередь, содержит множество миофибрилл. Миофибрилла в простом световом микроскопе представляет собой полоску, в которой видны десятки и сотни выстроенных в ряд ядер мышечных клеток (миоцитов).

Каждый миоцит по периферии имеет специальный сократительный аппарат, ориентированный строго параллельно оси клетки. Основной функциональной единицей миофибриллы, обладающей сократительной способностью, является саркомер (базовая сократительная единица поперечнополосатых мышц, представляющая собой комплекс нескольких белков). Саркомер состоит из таких белков: актин (основной), миозин, тропонин и тропомиозин. Актин и миозин по форме напоминают переплетающиеся между собой нити. При участии тропонина, тропомиозина, ионов кальция и АТФ (единица энергии, вырабатываемая в клетках) происходит взаимное сближение нитей актина и миозина, в результате которого укорачивается саркомер, а соответственно и все мышечное волокно.

Механизм мышечного сокращения

Сокращение мышечного волокна происходит в следующем порядке:

Нервный импульс возникает в мозге и передается по нерву к мышечному волокну.
Посредством вырабатываемого в организме вещества (медиатора) - ацетилхолина происходит передача электрического импульса с нерва на поверхность мышечного волокна.
Распространение импульса по всему мышечному волокну и проникновение его вглубь через специальные Т-образные канальцы.
Переход возбуждения с Т-образных канальцев на цистерны. Цистернами называются специальные клеточные образования, содержащие в большом количестве ионы кальция. В результате происходит открытие кальциевых каналов и выход кальция во внутриклеточное пространство.
Кальций запускает процесс взаимного сближения нитей актина и миозина путем активации и перестройки активных центров тропонина и тропомиозина.
АТФ является неотъемлемым компонентом вышеуказанного процесса, поскольку он поддерживает процесс сближения нитей актина и миозина. АТФ способствует отсоединению головок миозина и освобождению его активных центров. Иными словами, без АТФ мышца не способна сокращаться, так как не может перед этим расслабиться.
По мере сближения нитей актина и миозина происходит укорочение саркомера и сокращение самого мышечного волокна и всей мышцы.
Нарушение на любом из вышеуказанных этапов может привести как к отсутствию мышечного сокращения, так и к состоянию постоянного сокращения, то есть судорогам.

Следующие факторы приводят к длительному тоническому сокращению мышечного волокна:

1. Избыточно частая импульсация головного мозга.

2. Избыток ацетилхолина в синаптической щели.

3. Снижение порога возбудимости миоцита.

4. Снижение концентрации АТФ.

5. Генетический дефект одного из сократительных белков.

Рассмотрим подробнее каждый фактор.

1. Избыточно частая импульсация головного мозга

Головной мозг, а именно специальный его отдел – мозжечок, ответственен за поддержание постоянного тонуса каждой мышцы организма. Даже во время сна мышцы не перестают получать импульсы со стороны мозга, но генерируются гораздо реже, чем в состоянии бодрствования.

При определенных обстоятельствах мозг начинает учащать импульсацию, что пациентом ощущается как чувство скованности мышц. При достижении определенного порога импульсы становятся настолько частыми, что поддерживают мышцу в состоянии постоянного сокращения.

Судороги ног по причине учащения импульсации головного мозга развиваются при следующих заболеваниях:

эпилепсия;
острый психоз;
эклампсия;
черепно-мозговая травма;
внутричерепное кровоизлияние;
черепно-мозговая тромбоэмболия.

Эклампсия часто возникает при беременности и представляет серьезную угрозу жизни беременной и плода. У небеременных женщин и у мужчин это заболевание не может случиться, поскольку пусковым фактором его развития является несовместимость определенных клеточных компонентов матери и плода.

Эклампсии предшествует преэклампсия, при которой у беременной повышается артериальное давление, появляются отеки и ухудшается общее самочувствие. При высоких цифрах артериального давления (в среднем от 140 мм рт. столба и выше) увеличивается риск отслойки плаценты из-за сужения кровеносных сосудов, питающих ее.

Во время судорог происходят резкие сокращения и расслабления маточной мускулатуры, приводящие к отслоению плодного места и прекращению питания плода. В данной ситуации существует острая необходимость экстренного родоразрешения путем кесарева сечения с целью спасения жизни плода и прекращения маточного кровотечения у беременной.

Черепно-мозговые травмы могут привести к появлению судорог ног, но это происходит достаточно редко.

Остальные причины судорог по причине увеличения импульсации головного мозга здесь рассматривать не будем.

2. Избыток ацетилхолина в синаптической щели

Ацетилхолин является основным медиатором, участвующим в передаче импульса от нерва к мышечной клетке. При определенных условиях в синаптической щели может скапливаться избыток медиатора, неизбежно приводящий к более частому и сильному сокращению мышцы, вплоть до развития судорог, в том числе и нижних конечностей.

Следующие состояния вызывают судороги путем увеличения количества ацетилхолина в синаптической щели:

дефицит магния в организме;
передозировка препаратов группы блокаторов холинэстеразы;
миорелаксация препаратами деполяризующего действия.

Дефицит магния в организме

Магний является одним из важнейших электролитов в организме. Одной из его функций является открытие каналов пресинаптической мембраны для обратного входа незадействованного медиатора в окончание аксона (центральный отросток нервной клетки, ответственный за передачу электрического импульса).

При недостатке магния указанные каналы остаются закрытыми, что приводит к накоплению ацетилхолина в синаптической щели. В результате, даже легкая физическая нагрузка через короткое время провоцирует появление судорог.

Дефицит магния развивается преимущественно:

при сниженном его потреблении (пониженное содержание в «цивилизованной» пище, голодание);
при сниженной всасывания магния в кишечнике (синдром мальабсорбции, воспалительные энтеропатии, состояние после резекции кишечника, высокое потребление кальция с пищей, употребление слишком богатой белками и жирами пищи);
при повышенной потребности (интенсивные занятия спортом, хронический стресс, период роста, беременность и кормление грудью, повышенное потоотделение, период выздоровления);
при повышенном выведении (рвота, продолжительная диарея, частое употребление слабительных, диуретиков, алкоголя, крепкого кофе, чая, активированного угля и других сорбентов, некоторых заболеваниях почек, сахарном диабете, лечении онкозаболеваний);
при эндокринных нарушениях: гипертиреоз (избыточное количество гормонов щитовидной железы), гиперпаратиреоз (избыточное количество гормонов паращитовидной железы), гиперальдостеронизм (постоянно повышенный уровень гормона надпочечников альдостерона).

Кроме судорог признаками дефицита магния могут быть:

покалывания в области стоп и ладоней (парестезии) - связаны с перевозбуждением чувствительных окончаний;
тремор, атаксия, нистагм;
аутизм;
снижение слуха;
нарушения эмоциональной сферы, депрессия, дегенеративные заболевания, синдром хронической усталости;
мигрень;
кожные заболевания, очаговая алопеция;
бронхоспастические заболевания, мочекаменная болезнь (оксалаты), предменструальный синдром, остеопороз, фибромиалгия, артрит и многие другие.
гиперактивность - человек не может долго находится на одном месте, постоянно двигается, даже во сне (синдром «беспокойных ног» - связан с повышенной возбудимостью скелетной мускулатуры);
поносы («раздраженная» толстая кишка), иногда запоры, боли в животе;
ощущение комка в горле (спазм в области глотки), дыхательные расстройства - учащение дыхательного ритма, чувство удушья (при стрессах);
расстройства мочеиспускания: частые позывы, боли в области мочевого пузыря;
различные сексуальные расстройства чаще нервно-психического характера (ускоренная эякуляция и нарушения эрекции у мужчин, снижение либидо, аноргазмия или стертый оргазм у женщин и т.д.);
боли в спине и пояснице;
тетания, глухота.

Дефицит магния у детей может приводить к повышению внутричерепного давления, гиперактивности, дискинезии желчевыводящих путей, заболеваниям сердца, спазмам сосудов, иммунодефициту, нефропатии, анемии, судорогам. Дефицит магния встречается у 70 % детей с синдромом дефицита внимания. У подростков с девиантными формами поведения дефицит магния, как правило, усугубляется.

При длительном глубоком дефиците магния наблюдаются острые тяжелые нарушения, преимущественно ЦНС; развиваются гемолитическая анемия, сердечно-сосудистые заболевания (стенокардия, тахикардия, экстрасистолия, аритмии, тромбозы); появляются церебральные нарушения (головная боль, головокружение, страх, депрессия, нарушение памяти, спутанность сознания, галлюцинации); наблюдаются боли в животе, тошнота, рвота, диарея, запоры, спазмы гортани, бронхов, матки, желчевыводящих протоков, пилороспазм; возможна интоксикация свинцом со всеми вытекающими последствиями; повышенная реакция на изменения погоды (ломота в теле, боли в зубах, деснах, суставах); пониженная температура тела, холодные кисти и стопы, онемение конечностей.

При усугублении дефицита магния в организме кроме судорог икроножных мышц, подошв, стопы, кистей рук, могут развиваться судороги затылочных, спинных мышц, лица.

Как видите, серьезное отношение к появившимся судорогам и устранение такой причины их возникновения, как длительный дефицит магния в организме, может избавить вас и ваших близких, особенно детей, от дальнейших серьезных нарушений в организме.

Как выявить дефицит магния в организме

Магний – в основном внутриклеточный элемент, поэтому определение его уровня в крови не информативно для выявления незначительных внутриклеточных дефицитов, а внутриклеточная диагностика (кроме научных целей) пока не разработана. Низкий уровень магния в крови – это уже очень глубокий дефицит магния.

Избыток магния в крови может быть следствием потерь магния клетками при их разрушении, поэтому иногда специалистами микроэлементологами рассматривается не как избыток магния внутри клеток, а как потери магния клетками и выход магния в кровь.

Определение уровня магния в волосах более информативно, особенно при обнаружении дефицита магния (обнаруживается гораздо чаще, чем в крови). Если уровень магния в крови – это сиюминутное состояние, то его уровень в волосах – это накопление за 2-3 месяца (1 см волос – 1 месяц, если отрезать волосы для анализа у корня, а не кончики волос).

Однозначного анализа по определению уровня магния внутри клеток на данный момент нет, поэтому грамотный специалист ориентируется не только на анализы, но и на симптомы дефицита магния.

Магний в норме не задерживается в организме. При нормальном поступлении магния в организм через почки выводится 30% поступившего магния. Реальный избыток магния в организме развивается в основном при хронической почечной недостаточности и внутривенном введении магния.

Для восполнения дефицита магния в клетках следует устранить причины плохого усвоения магния, его повышенного выведения и обеспечить организм магнием с продуктами питания и специальными препаратами. По рекомендациям магний следует принимать вместе с кальцием в соотношении 1:2 (кальция в 2 раза больше), именно по этой формуле создается большинство витаминно-минеральных комплексов и фармпрепаратов. Однако при дефиците магния на первом этапе коррекции следует обеспечить организм магнием (Магне-В6, особенно в ампулах для питья, Холеспазмин, Магний Плюс и др.). Прием препаратов следует согласовать с врачом.

Суточная норма магния - 400 мг (при некоторых заболеваниях и состояниях увеличивается до 800 мг).

Для пищевой коррекции дефицита магния при избытке белковой пищи в рацион питания включить: зеленые листовые овощи, какао порошок, миндаль, арбуз, крупу гречневую ядрицу и пшенную, фундук, грецкие орехи, курагу, изюм, чернослив, хлеб бородинский, спирулину, хлорофилл, томатную пасту без соли, морскую соль вместо поваренной.

Для коррекции дефицита магния при дефиците белковой пищи в рацион питания включить: сыр твердый, кальмары, мясо и сердце, рыбу морскую, печень трески, морепродукты.

Следующая причина избытка ацетилхолина в синаптической щели:

Передозировка препаратов группы блокаторов холинэстеразы
Холинэстераза является ферментом, разрушающим ацетилхолин. Благодаря холинэстеразе ацетилхолин не задерживается долго в синаптической щели, что в результате приводит к расслаблению мышцы и ее отдыху. Препараты группы блокаторов холинэстеразы: связывают данный фермент, приводя к росту концентрации ацетилхолина в синаптической щели и увеличению тонуса мышечной клетки.
Миорелаксация препаратами деполяризующего действия
Миорелаксация используется при выполнении анестезии перед оперативным вмешательством и приводит к более качественному наркозу.

3. Снижение порога возбудимости миоцита

Мышечная клетка, как и любая другая клетка организма, обладает определенным порогом возбудимости. Не смотря на то, что данный порог строго специфичен для каждого вида клеток, он не является постоянным. Он зависит от разности концентрации определенных ионов внутри и снаружи клеток и благополучной работы клеточных насосных систем.

Основными причинами развития судорог из-за уменьшения порога возбудимости миоцитов являются:

электролитный дисбаланс;

гиповитаминоз.

Электролитный дисбаланс

Электролит - это вещество, которое проводит электрический ток вследствие «распада» на ионы. Разница в концентрации электролитов создает на поверхности клетки определенный заряд. Для того чтобы клетка возбудилась, необходимо, чтобы полученный ею импульс был равен или больше по силе, чем заряд клеточной мембраны. Иными словами, импульс должен преодолеть определенное пороговое значение, для того чтобы привести клетку в состояние возбуждения. Данный порог не является стабильным, а зависит от концентрации электролитов в окружающем клетку пространстве.

При изменении электролитного баланса в организме порог возбудимости понижается, и более слабые импульсы вызывают сокращение мышцы. Частота сокращений также возрастает, что приводит к состоянию постоянного возбуждения мышечной клетки – судорогам.

Четыре самых известных электролита в организме человека - это натрий, калий, кальций и магний.

Кальций. Парадокс кальция заключается в том, что при его недостатке (как и избытке) возрастает риск возникновения судорог (это ведущий симптом не только дефицита магния, но и кальция).

Ионы кальция (Са2+) присоединяются к отрицательным зарядам на наружной поверхности мембраны клеток, тем самым снаружи возрастает «плюс», следовательно, увеличивается разница зарядов (напряжение) между «положительной» внешней и «отрицательной» внутренней средой клетки. Если кальция мало, то эта разница (мембранный потенциал) уменьшается, как будто мы уже начали возбуждать клетку. Кроме того, недостаток кальция повышает чувствительность натриевых каналов.

Все физиологические эффекты кальция (в том числе участие в мышечном сокращении) осуществляются его ионизированной формой (Ca++). Свободный кальций составляет от 43% до 50% общего кальция. Его концентрация варьирует в течение суток: минимальная концентрация в 20 часов, максимальная в 2-4 часа ночи (за счет вымывания кальция из кости). В это время чаще всего наблюдаются ночные судороги. Также в это время снижается уровень глюкозы в крови (то есть АТФ), что также создает условия для возникновения судорог.

Уровень ионизированного кальция поддерживается гормонами паратгормоном, кальцитонином, активной формой витамина Д3. Продукция этих гормонов, в свою очередь, зависит от уровня Ca++. На его концентрацию в крови влияют многие факторы - белки, магний (необходимо обязательно исследовать концентрацию магния и витамин D, если обнаруживается гипокальциемия).

Очень важным является кислотно-основное состояние: алкалоз увеличивает связывание и снижает концентрацию, а ацидоз, напротив, снижает связывание и увеличивает концентрацию ионизированного кальция в крови. Определение свободного кальция (кальция ионизированного и, одновременно, паратиреоидного гормона, активной формы витамина D3 – 25-ОН-Витамин D) позволяет более точно оценить состояние кальциевого обмена.

Калий. Основное количество калия (98 %) находится внутри клеток в виде непрочных соединений с белками, углеводами и фосфором. Часть калия содержится в клетках в ионизированном виде и обеспечивает их мембранный потенциал. Во внеклеточной среде небольшое количество калия находится преимущественно в ионизированном виде. Обычно выход калия из клеток зависит от увеличения их биологической активности, распада белка и гликогена, недостатка кислорода. Если калия внутри клетки мало, он не так активно выходит из клетки по градиенту концентрации, потенциал покоя уменьшается (как будто мы уже начали возбуждать клетку).

Натрий. Недостаток натрия (Na+) во внеклеточной среде приводит к тому, что она становится менее концентрированной, чем внутриклеточная. За счет осмоса вода заходит в клетки. Вода, поступая внутрь клеток, разбавляет внутриклеточный калий, т.е. его концентрация внутри клетки уменьшается. Следовательно, он уже не так активно выходит из клетки по градиенту концентрации, потенциал покоя уменьшается (как будто мы уже начали возбуждать клетку).

Работа калий-натриевого насоса энергозависима. Поэтому при дефиците АТФ нарушается электролитный баланс, что увеличивает риск возникновения судорог.

Накопление молочной кислоты. Осмотический отек мышечных клеток в сочетании с большой концентрацией молочной кислоты (лактата) при повышенных физических нагрузках нарушает процесс расслабления мышечной клетки (предполагается, что денатурируются белки, закачивающие кальций из цитоплазмы в ЭПС). Избыток молочной кислоты бывает не только при повышенной физической нагрузке, но и совершенно без нее у лиц с дефицитом кислорода. В этой ситуации организм значительную часть энергии получает при анаэробном (бескислородном) сжигании глюкозы. У таких людей мышечные боли присутствуют почти постоянно, даже без предварительной физической нагрузки.

Еще одна причина высокой доли анаэробного гликолиза в мышцах – [i]гиподинамия .

Анализ крови по определению уровня лактата в крови при отсутствии повышенной физической нагрузки может быть полезен для выявления дефицита кислорода внутри клеток.

Гипертоническая дегидратация (избыток электролитов при дефиците воды в организме), также может стать причиной судорог, например, в ситуации, когда поели очень соленую пищи и нет возможности напиться.

Избыточное поступление воды (как с электролитами, так и без них) в организм также может нарушить водно-электролитный баланс и стать причиной судорог.

Гиповитаминозы

Витамины играют исключительно важную роль в развитии организма и поддержании его нормальной работоспособности. Они входят в состав ферментов и коферментов, выполняющих функцию поддержания постоянства внутренней среды организма.

На сократительной функции мышц в большей мере сказывается дефицит витаминов А, B, D и Е. При этом страдает целостность клеточных мембран и как следствие возникает снижение порога возбудимости, приводящее к судорогам.

Витамин Д участвует в поддержании уровня кальция и магния в организме.

4. Снижение концентрации АТФ

АТФ является основным химическим переносчиком энергии в организме, синтезируется митохондриях клеток. Выделенная энергия расходуется на работу большинства систем, поддерживающих жизнеспособность клетки.

В мышечной клетке ионы кальция в норме приводят к ее сокращению, а АТФ ответственен за расслабление.

Если учесть, что изменение концентрация кальция в крови крайне редко приводит к судорогам, так как кальций не расходуется и не образуется в процессе работы мышцы, то снижение концентрации АТФ является непосредственной причиной судорог, поскольку этот ресурс расходуется.

Следует отметить, что судороги развиваются только в случае предельного истощения АТФ, ответственного за расслабление мышцы. Восстановление концентрации АТФ требует определенного времени, которое соответствует отдыху после тяжелой работы. До тех пор, пока не восстанавливается нормальная концентрация АТФ, мышца не расслабляется. Именно по этой причине «перетруженная» мышца тверда на ощупь и плохо поддается разгибанию.

Заболевания и состояния, приводящие к уменьшению концентрации АТФ и появлению судорог:

дефицит поступления кислорода: анемии (по любой причине); заболевания легких и сосудов, аденоиды, сердечная недостаточность; высотная болезнь; грипп;
гипогликемия (низкий уровень сахара в крови);
дефицит L-Карнитина (переносит жиры в митохондрии), кофермента Q10 (особенно при приеме статинов);
дефицит витаминов группы В (особенно В1, В2, В5, В6);
дефицит магния;
гипотиреоз и избыточное отложение гликозаминогликанов в межклеточном пространстве;
сахарный диабет;
синдром нижней полой вены;
хроническаясердечная недостаточность;
варикозное расширение вен;
тромбофлебит;
облитерирующийатеросклероз;
ранний послеоперационный период;
чрезмерные физические нагрузки;
дефицит субстратов для образования энергии (голодные, низкокалорийные диеты).
Икроножные мышцы рано или поздно сводит почти у каждого посетителя спортзала. Если же вы занимаетесь спортом все более интенсивно, без витаминно-минеральных комплексов не обойтись.

5. Генетический дефект одного из сократительных белков

Данная категория заболеваний относится к неизлечимым. Утешает тот факт, что частота заболевания в популяции низка и вероятность проявления заболевания равна 1: 200-300 миллионам. В данную группу входят различные ферментопатии и болезни аномальных белков.

Одним из заболеваний данной группы, проявляющимся судорогами, является синдром Туретта (Жиль де ля Туретт). По причине мутации специфических генов в седьмой и одиннадцатой парах хромосом в головном мозге формируются аномальные связи, приводящие к появлению у пациента непроизвольных движений (тиков) и выкриков (чаще, нецензурных). В случае, когда тик затрагивает нижнюю конечность, он может проявиться в виде периодических судорог.

Первая помощь при судороге

Когда причина судорог не связана с эпилепсией, необходимо предпринять следующие меры:

Во-первых, нужно придать конечностям приподнятое положение. Это обеспечивает улучшенный отток крови и устраняет застой.

Во-вторых, следует взяться за пальцы ног и произвести дорсальное сгибание ступни (по направлению к колену) в два этапа – сначала наполовину согнуть и отпустить, а затем снова медленно максимально согнуть и удерживать в таком положении до прекращения судорог.

Данная манипуляция приводит к насильственному растяжению мышцы, которая как губка втягивает в себя кровь богатую кислородом. Параллельно полезно производить легкий массаж конечности, поскольку он улучшает микроциркуляцию и ускоряет процесс восстановления.

Щипки и уколы оказывают отвлекающий эффект и прерывают рефлекторную цепь, замыкающуюся болью от мышечного спазма.

В дальнейшем после судороги полезно сделать интенсивный массаж, и, упражнения на растяжку.

Чем лучше растянуть и прогреть перед тренировкой мышцы, тем меньше шансов на неприятность. Делайте выпады с наклоном, просто наклоны – живот к бедрам, ноги согнуты. Помните, что на выдохе эластичность мышц повышается: согнулись и выдохнули, при этом тянемся.

Существует мнение, если ногу свело ногу в воде, можно утонуть. Не верьте! С точки зрения физиологии, даже если у вас свело обе ноги, вы можете доплыть до берега на руках. Утонуть со сведенной ногой можно только при условии, если вы поддадитесь панике.

Многие пугаются, начинают биться, от ужаса вдыхают воду и по глупости идут ко дну. Если свело ногу в море или озере, самый простой выход такой: перевернулись на спину, глубоко дышим и гребем к берегу руками. Ноги болтаются, расслабляются или ужасно крючатся от судороги – мы продолжаем дышать и, не сбивая темпа, плывем.

Если вы уверенно держитесь на воде, можете принять форму «бомбочки» (висим в воде с согнутыми ногами вниз головой) и аккуратно разминаем ногу, пока не пройдет. Но в таком случае человек будет время от времени погружаться под воду, нырять. И подходит такой метод только тем, кто дружит с водой, спокоен как танк и способен задерживать дыхание.

Приступ судорог должен купироваться в первую очередь, поскольку он является стрессовым состоянием для организма. Вызвавшие его причины лечатся во вторую очередь.

Лечение судорог

Для лечения судорог необходимо найти причины их возникновения и по возможности, устранить.

Наиболее частыми причинами судорог являются: дефицит железа и другие анемии, гипотиреоз и избыточное накопление гликозаминогликанов и воды в межклеточном пространстве (эффект сдавливания мышцы, «забитая мышца»), дефицит магния и витамина D (и последующий дефицит кальция ионизированного), нерегулярная физическая нагрузка и гиподинамия.

Судороги по причине дефицита витаминов и микроэлементов особенно часто возникают у беременных, так как беременной необходимо делиться с ребенком. Им особенно важно получать норму железа, йода, магния, кальция, витаминов.

При невозможности устранения причин пациент должен получать постоянное патогенетическое и симптоматическое лечение (медикаментозное лечение назначает только врач), направленное на снижение вероятности и выраженности судорог.

Для профилактики возникновения судорог важно принимать витаминно-минеральные комплексы, обеспечивающие норму поступления в организм магния, кальция, йода, железа, витаминов группы В, А, С, Д, С и Е.

От судорог страдает больше 80% беременных женщин. Для них регулярный прием витаминов и микроэлементов в суточных дозировках является спасением от судорог.

Необходимо обеспечивать организм полноценным питанием (по качеству и калорийности).

Необходимо обеспечить норму поступления любой жидкости (не только простой воды) в организм (примерно 30 мг жидкости на 1 кг веса). Норма жидкости должна быть увеличена при повышенной температуре тела или окружающего воздуха. Обезвоживание в разы повышает вероятность возникновения судорог.

Для профилактики судорог очень важно постоянно выполнять упражнения на растяжение мышц. Если мышцы не растянуты и судороги возникают довольно часто, лучше начинать с глубокого, довольно длительного курса соединительно-тканного массажа.

Важно избегать работы на холоде (или в недостаточно теплой одежде).

При диабете важен постоянный контроль уровня сахара в крови.

При склонности к судорогам следует избегать всего, что может вызвать отек ног: недостаток сна (сидение у компьютера после 24-01 часа ночи и позже), длительные перелеты, избыток соли и жидкости, прием препаратов и продуктов, содержащих бромелайн и папаин (Вобензим, Бромелайн, ананас сырой, папайя сырая, киви).

Систематическое (МСТПХ) название:

2-ацетокси- N,N,N-триметилэтанаминиум

Свойства:

Химическая формула – C7H16NO+2

Молярная масса – 146,2074г моль-1

Фармакология:

Период полувыведения – 2 минуты

Ацетилхолин (АЦХ) представляет собой органическую молекулу, которая на большинство организмов, включая и организм человека, воздействует как нейротрансмиттер. Является сложным эфиром уксусной кислоты и холином, химическая формула ацетилхолина –CH3COO(CH2)2N+(CH3)3, систематическое (МСТПХ) название – 2-ацетокси- N,N,N-триметилэтанаминиум. Ацетилхолин является одним из многих нейротрансмиттеров в автономной (вегетативной) нервной системе. Он оказывает влияние как на периферическую нервную систему (ПНС), так и на центральную нервную систему (ЦНС) и является единственным нейротрансмиттером, использующимся в моторном отделе соматической нервной системы. Ацетилхолин является главным нейротрансмиттером в вегетативных ганглиях. В сердечной ткани нейротрансмиссия ацетилхолина обладает ингибиторным эффектом, что способствует снижению сердечного ритма. С другой стороны, ацетилхолин ведет себя как возбуждающий нейротрансмиттер в нейромышечных соединениях скелетной мышцы.

История создания

Ацетилхолин (АЦХ) впервые был обнаружен Генри Халлетом Дейлом в 1915 году, когда было замечено влияние данного нейротрансмиттера на сердечную ткань. Отто Леви подтвердил, что ацетилхолин является нейротрансмиттером и назвал его Vagusstuff («блуждающее нечто», англ.) поскольку образец был получен из блуждающего нерва. В 1936 году оба за свои труды получили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины. Ацетилхолин был первым обнаруженным нейротрансмиттером.

Функция

Ацетилхолин

Аббревиатура : АЦХ

Источники : множественные

Направленность : множественная

Рецепторы : никотиновые, мускариновые

Предшественник : холин, ацетил-КоА

Синтезирующий энзим : холин ацетилтрансфераза

Метаболизирующий энзим : ацетилхолинэстераза

Ацетилхолин как нейротрансмиттер обладает действием и в ПНС (периферической нервной системе), и в ЦНС. Его рецепторы обладают очень высокими константами связывания. В ПНС ацетилхолин активирует мышцы и является основным нейротрансмиттером в автономной нервной системе. В ЦНС ацетилхолин вместе с нейронами и формирует систему нейротрансмиттеров, холинергическую систему, которая способствует ингибиторной активности.

В ПНС

В ПНС ацетилхолин активирует скелетные мышцы и является основным нейротрансмиттером в автономной нервной системе. Ацетилхолин привязывается к ацетилхолиновым рецепторам на тканях скелетной мышцы и открывает лиганд-активируемые натриевые каналы в клеточной мембране. Ионы натрия затем проникают в мышечную клетку, начинают в ней действовать и приводят к сокращению мышцы.Хотя ацетилхолин и вызывает сокращение скелетной мышцы, для подавления сокращения тканей сердечной мышцы он воздействует с помощью рецептора иного типа (мускарина).

В автономной нервной системе

В автономной нервной системе ацетилхолин выделяется:

Во всех постганглионарных парасимпатикотроных нейронах

Во всех преганглионарных симпатикотропных нейронах

Сердцевина надпочечника является измененной симпатикотропной ганглией. При стимуляции ацетилхолином, сердцевина надпочечника вырабатывает эпинефрин и норэпинефрин

В некоторых постганглионарных симпатикотропнхы тканях

В нейронах-стимуляторах потовых желез и в самих потовых железах

В центральной нервной системе

В центральной нервной системе ацетилхолин обладает некоторыми свойствами нейромодулятора и воздействует на гибкость, активацию и подкрепляющую систему. АЦХ играет важную роль в улучшении сенсорного восприятия во время просыпания, а также обеспечивает внимательность. Повреждение холинэргических (производящих ацетилхолин) систем в мозге способствуют ухудшению памяти при . Ацетилхолин задействован в . Также недавно было выявлено, что спад ацетилхолина может быть основной причиной депрессий.

Проводящие пути

Насчитывается три вида проводящих путей ацетилхолина в ЦНС

Через варолиев мост к таламусу и коре головного мозга

Через крупноклеточное ядро глазодвигательного нерва к коре

Септогиппокампальным путем

Структура

Ацетилхолин является многоатомным катионом. Вместе с близлежащими нейронами ацетилхолин образует систему нейротрансмиттеров, холинэргическую систему, в стволовой части мозга и базальных отделах переднего мозга, которая способствует распространению аксонов в разные участки мозга. В стволовой части мозга данная система берет свое начало из педункулопонтийного ядра и латеродорсального тегментального ядра, которые вместе составляют вентральную тегментальную область. В базальных отделах переднего мозга данная система берет свое начало в базальном оптическом ядре Мейнерта и септальном ядре:

Ко всему прочему, ацетилхолин действует как важный «внутренний» трансмиттер в стриатуме, что является частью базального ядра. Он высвобождается посредством холинэргического промежуточного нейрона.

Чувствительность и ингибирование

Ацетилхолин обладает и другими воздействиями на нейроны – способен вызывать медленную деполяризацию посредством блокировки тонически активного тока К+, что увеличивает чувствительность нейронов. Также ацетилхолин способен активировать проводники катионов и таким образом напрямую стимулировать нейроны. Постсинаптические М4-мускариновые рецепторы ацетилхолина открывают внутренний вентиль калиевого ионного канала (Kir) и приводят к ингибированию. Воздействие ацетилхолина на отдельные типы нейронов может зависеть от продолжительности холинэргической стимуляции. Например, кратковременное облучение ацетилхолина (несколько секунд) может способствовать ингибированию кортикальных пирамидальных нейронов посредством мускариновых рецептор, привязанных к G-белку подгруппы альфа Gq типа. Активация рецептора М1 способствует выбросу кальция из внутриклеточного пула, что впоследствии способствует активации калиевой проводимости, что в свою очередь ингибирует разжигание пирамидальных нейронов. С другой стороны, активация тонического рецептора М1 является крайне возбуждающей. Так, воздействие ацетилхолина на один и тот же тип рецептора может способствовать возникновению разных эффектов в одинаковых постсинаптических нейронах в зависимости от продолжительности активации рецептора. Недавние эксперименты на животных выявили, что кортикальные нейроны на самом деле испытывают временные и постоянные изменения в местных уровнях ацетилхолина при поиске партнера. В коре головного мозга тонический ацетилхолин ингибирует 4 слой средних шипиковых нейронов, а в слоях 2/3 и 5 возбуждает пирамидальные клетки. Это позволяет отфильтровать слабую афферентную импульсацию в 4 слое и усилить импульсацию, которая будет доходить до слоя 2/3 и слоя L5 возбудителя микроцепей. Как результат, данное воздействие ацетилхолина на слои служит усилением отношения «сигнал-шум» в работе коры головного мозга. В то же время, ацетилхолин воздействует через никотиновые рецепторы и возбуждает определенные группы ингибиторных ассоциативных нейронов в коре, что способствует затуханию активности в коре.

Процесс принятия решений

Одной из основных функций ацетилхолина в коре головного мозга является увеличенная восприимчивость сенсорного раздражителя, что является формой внимания. Фазовые увеличения ацетилхолина при визуальной, слуховой и соматосенсорной стимуляции способствовали увеличению частоты испускания нейронов в соответствующих главных сенсорных зонах коры говного мозга. Когда холинэргические нейроны в базальном отделе переднего мозга поражены, у животных значительно ухудшается способность распознавать визуальные сигналы. При рассмотрении воздействия ацетилхолина на таламокортикальные связи, путь передачи сенсорных данных, выявилось, что применение холинэргического агониста карбахолина in vitro на слуховую кору мозга мышей способствовало улучшению таламокортикальной активности. В 1997 году был применен другой холинэргический агонист, и было выявлено, что активность была улучшена в таламокртикальных синапсах. Данное открытие доказало, что ацетилхолин играет важную роль в ходе трансмиссии информации от таламуса к различным отделам коры головного мозга. Еще одной функцией ацетилхолина в коре головного мозга является подавление передачи интракортикальной информации. В 1997 году к неокортикальным слоям был применен холинэргический агонист мускарин и было обнаружено, что возбудительные постсинаптические потенциалы между интракортикальными синапсами были подавлены. In vitro применение холинэргического агониста карбахолина на слуховой коре мышей также подавило активность. Оптическая запись с использованием краски, чувствительной к напряжению, в визуальных кортикальных долях выявила значительное подавление состояния интракортикального возбуждения при наличии ацетилхолина. Некоторые формы обучения и пластичности в коре головного мозга зависят от наличия ацетилхолина. В 1986 году было выявлено, что типичное синаптическое перераспределение в первичной зрительной коре, возникающее в ходе монокулярной депривации, снижается при истощении холинэргических вбросов в данную область коры. В 1998 году было выявлено, что повторяющаяся стимуляция базальных отделов переднего мозга, основного источника ацетилхолиновых нейронов, наряду с облучением звуком на определенной частоте, приводила к перераспределению слуховой зоны коры головного мозга в лучшую сторону. В 1996 году было исследовано воздействие ацетилхолина на пластичность, зависимую от опыта, путем снижения холинэргических сигналов в колончатом коре крыс. У животных с недостатком холинэргичности подвижность усов значительно снижена. В 2006 году было обнаружено, что активация никотиновых и мускариновых рецепторов в прилежащем ядре мозга необходима для выполнения заданий, за которые животные получали еду. Ацетилхолин неоднозначно проявляет себя в используемых для исследований средах, что было выявлено на основе функций, описанных выше, и результатов, полученных на основе выполняемых испытуемыми поведенческих тестов с использованием раздражителей. Разница во времени реакции между корректно проведенными тестами и некорректно проведенными тестами у приматов разнилась инверсивно при фармакологическом изменении уровня ацетилхолина и хирургическом изменении уровня ацетилхолина. Схожие данные были получены при исследовании , а также при обследовании курильщиков после получения дозы никотина (агонист ацетилхолина).

Синтез и распад

Ацетилхолин синтезируется в определенных нейронах с помощью энзима холинцетилтрансферазы из составляющих холина и ацетил-CoA. Холинэргические нейроны отвечают за выработку ацетилхолина. Примером центральной холинэргической области является базальное ядро Мейнерта в базальном отделе переднего мозга. Энзим ацетилхолинэстеразы преобразует ацетилхолин в неактивные метаболиты холина и ацетата. Данный энзим в избытке содержится в синаптической щели и в его задачи входит быстрое очищение свободного ацетилхолина от синапса, что крайне важно для хорошего функционирования мышц. Определенные нейротоксины способны ингибировать ацетилхолинэстеразы, что приводит к избытку ацетилхолина в нейромышечном соединении и вызывает паралич, остановку дыхания и сердца.

Рецепторы

Существует два основных класса ацетилхолинового рецептора – никотиновый ацетилхолиновый рецептор (н-холинорецептор) и мускариновый ацетилхолиновый рецептор (м-холинорецептор). Они получили свои названия по лигандам, активирующим рецепторы.

Н-холинорецепторы

Н-холинорецепторы представляют собой ионотропные рецепторы, проницаемые ионами натрия, калия и кальция. Стимулируются никотином и ацетилхолином. Подразделяются на два главных типа – мышечный и нейронный. Мышечный может частично блокироваться кураре, а нейронный – гексонием. Основные места расположения н-холинорецептора – мышечные концевые пластины, автонономные ганглии (симпатическая и парасимпатическая) и ЦНС.

Никотиновые

Миастения гравис

Заболевание миастения гравис, симптомами которого являются мышечная слабость и утомление, развивается, когда тело не должным образом выделяет антитела против никотиновых рецепторов, таким образом ингибируя корректную трансмиссию ацетилхолинового сигнала. С течением времени концевые пластины двигательного нерва в мышце разрушаются. Для лечения данного заболевания используют препараты, ингибирующие ацетилхолинэстеразу – неостигмин, физостигмин или пиридостигмин. Данные препараты способствуют тому, что эндогенный ацетилхолин дольше взаимодействует с соответствующими ему рецепторами перед тем, как быть деактивированным ацетилхолинэстеразой в синаптической щели (область между нервом и мышцей).

М-холинорецепторы

Мускариновые рецепторы являются метаботропными и воздействуют на нейроны более продолжительное время. Стимулируются мускарином и ацетилхолином. Мускариновые рецепторы расположены в ЦНС и ПНС сердца, легких, в верхнем желудочно-кишечном тракте и потовых железах. Ацетилхолин иногда используется в ходе операций по удалению катаракты для сужения зрачка. Атропин, содержащийся в белладонне, обладает противоположным эффектом (антихолинэргическим) поскольку блокирует м-холинорецепторы и тем самым расширяет зрачок, откуда по сути и происходит название растения («bella donna» с испанского переводится как «красивая женщина») – женщины использовали данное растения для расширения зрачков в косметических целях. Используется внутрь глаза, поскольку роговичная холинэстераза способна метаболизировать примененный местно ацетилхолин еще до того, как тот достигнет глаза. Тот же принцип используется для расширения зрачка, при сердечно-легочной реанимации и др.

Вещества, воздействующие на холинэргическую систему

Блокирование, замедление или имитация действия ацетилхолина повсеместно применяется в медицине. Вещества, влияющие на ацетилхолиновую систему, являются либо агонистами рецепторов, стимулируя систему, либо антагонистами, подавляя ее.

Никотиновые рецепторы двух типов: Nm и Nn. Nm находится в нейромышечном соединении и способствует сокращению скелетных мышц через потенциал концевой пластинки. Nn вызывает деполяризацию в автономной ганглии, что приводит к постганглионарному импульсу. Никотиновые рецепторы способствуют выбросу катехоламина из мозгового слоя надпочечников, а также являются возбудителями или ингибиторами в мозге. И Nm, и Nn связаны каналами Na+ и k+, однако Nn связан дополнительным каналом Ca+++.

Агонисты/антагонисты ацетилхолинового рецептора

Агонисты и антагонисты ацетилхолинового рецептора могут воздействовать на рецепторы напрямую или косвенно путем влияния на энзим ацетилхолинэстеразу, что приводит к разрушению рецептора лиганд. Агонисты увеличивают уровень активации рецепторов, антагонисты снижают его.

Заболевания

Агонисты ацетилхолиновго рецептора используются для лечения миастении гравис и болезни Альцгеймера.

Болезнь Альцгеймера

Поскольку количество ацетилхолиновых рецепторов α4β2 снижено, в ходе лечения используются препараты, ингибирующие холинэстеразу, например галантамина гидробромид (конкурентный и обратимо действущий ингибитор).

Препараты прямого действия Препараты, описанные ниже, имитируют действие ацетилхолина на рецепторы. В малых дозах они стимулируют рецепторы, в больших – вызывают онемение.

ацетил-карнитин

ацетилхолин

бетанехол

карбахолин

цевимелин

мускарин

пилокарпин

суберилхолин

суксаметоний

Ингибиторы холинэстеразы

Большинство косвенно действующих агонистов ацетилхолинового рецептора воздействуют путем ингибирования энзима ацетилхолинэстеразы. Происходящая в итоге аккумуляция ацетилхолина вызывает продолжительную стимуляцию мышц, желез и ЦНС. Данные агонисты являются примерами ингибиторов энзимов, они увеличивают действенность ацетилхолина путем замедления его распада; некоторые используются как агенты нервно-паралитического действия (зарин, газ нервно-паралитического действия VX) или как пестициды (органофосфаты и карбаматы). Клинически применяется для обращения действия мышечных релаксантов, для лечения миастении гравис и симптомов болезни Альцгеймера (ривастигмин, который увеличивает холинэргическую активность в мозге).

Обратимо действующие вещества

Следующие вещества обратимо ингибируют энзим ацетилхолинэстеразы (который разрушает ацетилхолин), таким образом, увеличивая уровни ацетилхолина.

Большинство препаратов, использующихся при лечении болезни Альцгеймера

Донепезил

Ривастигмин

Эдрофоний (различает миастенический и холинэргический кризис)

Неостигмин(обычно используется для обращения действия нейромускульных блокаторов, используемых в анестезии, реже – при миастении гравис)

Физостигмин (используется при глаукоме и при передозировках антихолинэргическими препаратами)

Пиридостигмин (при лечении миастении гравис)

Карбаматные инсектициды (альдикарб)

Гуперизин А

Необратимо действующие вещества

Ингибируют энзим ацетилхолинэстеразы.

Эхотиофат

Изофлуорофат

Органофосфатные инсектициды (малатион, Pпаратион, азинфос метил, хлорпирифос)

Органофосфатсодержащие агенты нервно-паралитического действия (зарин, газ нервно-паралитического действия VX)

Жертвы органофосфатсодержащих агентов нервно-паралитического действия обычно погибают от удушения, поскольку не в состоянии расслабить диафрагму.

Переактивация ацетилхолиновой эстеразы

Пралидоксим

Антагонисты ацетилхоинового рецептора

Противомускариновые агенты

Ганглионарные блокаторы

Мекамиламин

Гексаметоний

Триметафан

Нейромускульные блокаторы

Атракурий

Цисатракурий

Доксакурий

Метокурин

Мивакурий

Панкуроний

Рокуроний

Суцинилхолин

Тубокуранин

Векуроний

Ингибиторы синтеза

Органические ртутосодержащие вещества, такие как метилртуть, обладают сильной связью с сулифидрильными группами, что вызывает дисфункцию энзима холинацетилтрансферазы. Данное ингибирование может привести к ацетилхолинной недостаточности, что может отразиться на моторной функции.

Ингибиторы холинового реаптейка

Гемихолин

Ингибиторы выброса

Ботулин подавляет выброс ацетилхолина, а яд черной вдовы (альфа-латротоксин) обладает обратным эффектом. Ингибирование ацетилхолина вызывает паралич. При укусе черной вдовы, содержание ацетилхолина резко падает, и мышцы начинают сокращаться. При полном истощении наступает паралич.

Другое/неидентифицированное/неизвестное

Суругатоксин

Химический синтез

Ацетилхолин, 2-ацетокси-N,N,N-триметилэтил аммоний хлорид, легко синтезируется с применением различных способов. Например, 2-хлороэтанол вступает в реакцию с триметиламином, и получившийся в результате N,N,N-триметилэтил-2-этаноламин гидрохлорид, также называемый холином, ацетилируется андригидом уксусной кислоты или ацетилхлоридом, и в итоге получается ацетилхолин. Второй метод синтеза заключается в следующем– триметиламин вступает в реакцию с этилен оксидом, который при реакции с гидрогеном хлорида превращается в гидрохлорид, который, в свою очередь, ацетилируется как уже было описано выше. Также ацетилхолин можно получить путем взаимодействия 2-хлороэтанол ацетата и триметиламина.

Ацетилхолин - это нейротрансмиттер, считающийся естественным фактором, который модулирует бодрствование и сон. Его предшественником является холин, проникающий из межклеточного пространства во внутреннее пространство нервных клеток.

Ацетилхолин является основным посланником холинергической системы, также известной как парасимпатическая система, которая является подсистемой вегетативной нервной системы, ответственной за остальную часть тела и улучшающей пищеварение. Ацетилхолин не используется в медицине.

Ацетилхолин является так называемым нейрогормон. Это первый обнаруженный нейротрансмиттер. Этот прорыв произошел в 1914 году. Первооткрывателем ацетилхолина был английский физиолог Генри Дейл. Австрийский фармаколог Отто Лоуи внес значительный вклад в изучение этого нейротрансмиттера и его популяризацию. Открытия обоих исследователей были удостоены Нобелевской премии в 1936 году.

Ацетилхолин (АХ) является нейротрансмиттером (т.е., химическое вещество, молекулы которого отвечают за процесс передачи сигнала между нейронами через синапсы и нейрональные клетки). Он находится в нейроне, в небольшом пузыре, окруженном мембраной. Ацетилхолин является липофобным соединением и плохо проникает в гематоэнцефалический барьер. Состояние возбуждения, вызванное ацетилхолином, является результатом действия на периферические рецепторы.

Ацетилхолин действует одновременно на два типа вегетативных рецепторов:

M (мускариновые) - расположены в различных тканях, таких как гладкие мышцы, структуры мозга, эндокринные железы, миокард;
N (никотин) - расположены в ганглиях вегетативной нервной системы и нервно-мышечных переходов.

После входа в кровоток он стимулирует всю систему с преобладанием стимуляции симптомов общей системы. Эффекты ацетилхолина недолговечны, неспецифичны и слишком токсичны. Поэтому в настоящее время он не является целебным.

Как образуется ацетилхолин?

Ацетилхолин (C7H16NO2) представляет собой сложный эфир уксусной кислоты (CH3COOH) и холина (C5H14NO +), которая образована холинацетилтрансферазой. Холин доставляется в ЦНС вместе с кровью, откуда он переносится в нервные клетки посредством активного транспорта.

Ацетилхолин может храниться в синаптических везикулах. Этот нейротрансмиттер за счет деполяризации клеточной мембраны (электроотрицательным уменьшить электрический потенциал клеточной мембраны) высвобождается в синаптическое пространство.

Ацетилхолин деградирует в центральной нервной системе ферментами с гидролитическими свойствами, так называемыми холинэстеразы. Катаболизм (общая реакция, приводящая к деградации сложных химических соединений на более простые молекулы) ацетилхолина, это связано с ацетилхолинэстеразы (АХЭ - фермент, который разрушает ацетилхолин, чтобы холина и остаток уксусной кислоты) и бутирилхолинэстеразы (BuChE, - фермент, который катализирует реакцию ацетилхолина + H2O → холина + анион кислоты карбоновая кислота), которые отвечают за реакцию гидролиза(реакция двойного обмена, которая проходит между водой и растворенным в ней веществом) в нервно-мышечных соединениях. Это является результатом действия ацетилхолинэстеразы и бутирилхолинэстераза-обратно всасывается в нервных клетках в результате активной работы транспортера для холина.

Влияние ацетилхолина на организм человека

Ацетилхолин показывает, среди прочих действие на тело, такое как:

снижение уровня артериального давления,
расширение кровеносных сосудов,
уменьшая силу сокращения миокарда,
стимуляция железистой секреции,
сжимающие свет дыхательных путей,
высвобождение частоты сердечных сокращений,
миоз,
сокращение гладких мышц кишечника, бронхов, мочевого пузыря,
вызывая сокращение поперечно-полосатых мышц,
влияющие на процессы памяти, способность концентрироваться, процесс обучения,
сохраняя состояние бодрствования,
обеспечивая связь между различными областями центральной нервной системы,
стимуляция перистальтики в желудочно-кишечном тракте.

Дефицит ацетилхолина приводит к ингибированию передачи нервных импульсов, вследствие чего происходит паралич мышц. Его низкий уровень означает проблемы с памятью и обработкой информации. Доступны препараты ацетилхолина, использование которых положительно влияет на когнитивные процессы, настроение и поведение и задерживает начало нейропсихиатрических изменений. Кроме того, они предотвращают образование старческих бляшек. Увеличение концентрации ацетилхолина в переднем мозге приводит к улучшению когнитивной функции и замедлению нейродегенеративных изменений. Это предотвращает болезнь Альцгеймера или миастению. Редкое состояние избыточного ацетилхолина в организме.

Также возможно аллергия на ацетилхолин, который отвечает за холинергическую крапивницу. Болезнь в основном поражает молодых людей. Развитие симптомов происходит в результате раздражения аффективных холинергических волокон. Это происходит во время чрезмерного усилия или потребления горячей пищи. Изменения кожи в виде маленьких пузырьков, окруженных красной границей, сопровождаются зудом. Холинергическая крапива исчезает после использования антигистаминов, седативных средств и препаратов против чрезмерного потоотделения.

Ацетилхолин - это передатчик нервного возбуждения в ЦНС, окончаниях парасимпатических нервов и Он выполняет важнейшие задачи в процессах жизнедеятельности. Аналогичными функциями обладают аминокислоты, гистамин, дофамин, серотонин, адреналин. Ацетилхолин считается одним из важнейших передатчиков импульсов в мозг. Рассмотрим это вещество подробнее.

Общие сведения

Окончания волокон, от которых медиатор ацетилхолин осуществляет передачу, именуются холинергическими. Кроме этого, существуют специальные элементы, с которыми он взаимодействует. Они называются холинорецепторами. Эти элементы представляют собой сложные молекулы белка - нуклеопротеиды. Рецепторы ацетилхолина отличаются тетрамерной структурой. Они локализуются на внешней поверхности плазматической (постсинаптической) мембраны. По своей природе эти молекулы неоднородны.

В экспериментальных исследованиях и в медицинских целях используется препарат "Ацетилхолин-хлорид", представленный в растворе для инъекций. Другие лекарственные средства на основе этого вещества не выпускаются. Существуют синонимы препарата: "Миохол", "Ацеколин", "Цитохолин".

Классификация холиновых белков

Некоторые молекулы находятся в районе холинергических постганглионарных нервов. Это область гладкой мускулатуры, сердца, желез. Они называются м-холинорецепторами - мускариночувствительными. Другие белки расположены в районе ганглионарных синапсов и в нервно-мышечных соматических структурах. Они именуются н-холинорецепторами - никотиночувствительными.

Пояснения

Приведенная выше классификация обуславливается спецификой реакций, которые возникают, когда взаимодействуют эти биохимические системы и ацетилхолин. Это , в свою очередь, объясняет причины некоторых процессов. Например, снижение давления, усиленную секрецию желудочных, слюнных и прочих желез, брадикардию, сужение зрачков и пр. при влиянии на мускариночувствительные белки и сокращение скелетных мышц и пр. при воздействии на никотиночувствительные молекулы. При этом в последнее время ученые начали разделять м-холинорецепторы на подгруппы. Наиболее изучена сегодня роль и локализация м1- и м2-молекул.

Специфика влияния

Ацетилхолин - это не избирательный элемент системы. В той или иной степени он воздействует и на м-, и на н-молекулы. Интерес представляет мускариноподобное влияние, которое оказывает ацетилхолин. Это воздействие проявляется в замедлении сердечного ритма, расширении кровеносных сосудов (периферических), активизации перистальтики кишечника и желудка, сокращении мышц матки, бронхов, мочевого, желчного пузыря, интенсификации секреции бронхиальных, потовых, пищеварительных желез, миозе.

Сужение зрачка

Круговая мышца радужной оболочки, иннервируемая постганглионарными волокнами в начинает усиленно сокращаться одновременно с ресничной. При этом имеет место расслабление цинновой связки. В результате возникает спазм аккомодации. Сужение зрачка, связанное с влиянием ацетилхолина, как правило, сопровождается понижением внутриглазного давления. Данный эффект частично обуславливается расширением оболочки в шлеммовом канале и фонтановых пространств на фоне миоза и уплощения радужной оболочки. Это способствует улучшению оттока жидкости из внутренних глазных сред.

Благодаря возможности понижать внутриглазное давление, как ацетилхолин, препараты на основе других подобных ему веществ используются при лечении глаукомы. К ним, в частности, относят холиномиметики.

Никотиночувствительные белки

Никотиноподобное действие ацетилхолина обуславливается его участием в процессе передачи сигналов с преганглионарных нервных волокон на постганглионарные, находящиеся в вегетативных узлах, и с двигательных окончаний на поперечнополосатые мышцы. В малых дозах вещество выступает в качестве физиологического передатчика возбуждения. Если , то может развиться стойкая деполяризация в районе синапсов. Также существует вероятность блокирования передачи возбуждения.

ЦНС

Ацетилхолин в организме играет роль передатчика сигналов в различных мозговых отделах. В малой концентрации он может облегчать, а в большой - замедлять синаптическую трансляцию импульсов. Изменения обмена вещества могут способствовать развитию мозговых нарушений. Антагонисты, которым противопоставляется ацетилхолин, - препараты психотропной группы. При их передозировке может возникнуть нарушение высших нервных функций (галлюциногенный эффект и пр.).

Синтез ацетилхолина

Он происходит в цитоплазме в нервных окончаниях. Запасы вещества располагаются в пресинаптических терминалях в виде пузырьков. Возникновение приводит к высвобождению ацетилхолина из нескольких сотен "капсул" в синаптическую щель. Вещество, выделяющееся из пузырьков, связывается на постсинаптической мембране со специфическими молекулами. Это повышает ее проницаемость для натриевых, кальциевых и калиевых ионов. В результате возникает возбуждающий постсинаптический потенциал. Влияние ацетилхолина ограничивается посредством его гидролиза с участием фермента ацетилхолиэстеразы.

Физиология никотиновых молекул

Первому описанию способствовал внутриклеточный отвод электрических потенциалов. Никотиновый рецептор стал одним из первых, на который удалось записать токи, пропускаемые через единичный канал. В открытом состоянии сквозь него могут проходить ионы К+ и Na+, в меньшей степени двухвалентные катионы. При этом проводимость канала выражена в постоянной величине. Продолжительность открытого состояния, тем не менее, выступает характеристикой, зависящей от напряжения потенциала, приложенного к рецептору. При этом последний стабилизируется при переходе от деполяризации мембраны к гиперполяризации. Кроме этого, отмечается явление десенсетизации. Оно возникает при продолжительной аппликации ацетилхолина и прочих антагонистов, снижающей чувствительность рецептора и увеличивающей длительность открытого состояния канала.

Электрическое раздражение

Дигидро-β-эритроидин блокирует никотиновые рецепторы головного мозга и нервных ганглий при проявлении ими холинергического ответа. Для них также характерно высокоафинное сродство с тритий-меченным никотином. Чувствительные нейронные рецепторы αBGT в гиппокампе отличаются низкой восприимчивостью ацетилхолина, в отличие от нечувствительных αBGT-элементов. Оборотным и селективным конкурентным антагонистом первых выступает метилликаконитин.

Отдельные производные анабезиина провоцируют селективное активационное воздействие на группу αBGT-рецепторов. Проводимость их ионного канала достаточно высока. Эти рецепторы отличаются уникальными вольт-зависимыми характеристиками. Общеклеточный ток при участии деполяризационных величин эл. потенциала указывает на уменьшение пропуска ионов через каналы.

Данное явление при этом регулируется содержанием в растворе элементов Mg2+. Этим данная группа отличается от рецепторов мышечных клеток. Последние не претерпевают каких-либо изменений тока ионов при корректировке величин мембранного потенциала. При этом а N-метил-D-аспартатный рецептор, обладающий относительной проницаемостью для элементов Са2+, показывает обратную картину. При увеличении потенциала до гиперполяризующих значений и повышении содержания ионов Mg2+ ионный ток блокируется.

Особенности мускариновых молекул

М-холинорецепторы относятся к классу серпентивных. Они передают импульсы через гетеротримерные G-протеины. Группа мускариновых рецепторов была выявлена благодаря их свойству связывать алкалоид мускарин. Опосредованно эти молекулы были описаны в начале 20-го столетия при изучении эффектов кураре. Непосредственное исследование этой группы началось в 20-30 гг. того же века после идентификации соединения ацетилхолина как нейромедиатора, поставляющего импульс в нервно-мышечные синапсы. М-белки активизируются под влиянием мускарина и блокируются атропином, н-молекулы активируются под воздействием никотина и блокируются кураре.

Спустя время в обеих группах рецепторов было выявлено большое количество подтипов. В нервно-мышечных синапсах присутствуют только никотиновые молекулы. Мускариновые рецепторы обнаруживаются в клетках желез и мускулатуры, а также - вместе с н-холинорецепторами - в нейронах ЦНС и нервных ганглиях.

Функции

Мускариновые рецепторы обладают целым комплексом различных свойств. В первую очередь они располагаются в автономных ганглиях и отходящих от них постганглиозных волокнах, направленных к органам-мишеням. Это указывает на участие рецепторов в трансляции и модуляции парасимпатических эффектов. К ним, например, относят сокращение гладких мышц, расширение сосудов, усиление секреции желез, снижение частоты сокращений сердца. Холинергические волокна ЦНС, в составе которых присутствуют интернейроны и мускариновые синапсы, сконцентрированы преимущественно в коре мозга, гиппокампе, ядрах ствола, стриатуме. В других участках они обнаруживаются в меньшем количестве. Центральные м-холинорецепторы влияют на регуляцию сна, памяти, обучения, внимания.

Общие
Ацетилхолин


Систематическое наименование	N,N,N-триметил-2-аминоэтанола ацетат
Сокращения	ACh
Химическая формула	СH 3 CO 2 CH 2 CH 2 N(СH 3) 3
Эмпирическая формула	C 7 H 16 N O 2
Физические свойства
Молярная масса	146.21 г/моль
Термические свойства
Классификация
Рег. номер CAS	51-84-3
Рег. номер PubChem	187
SMILES	O=C(OCC(C)(C)C)C

Свойства

Физические

Бесцветные кристаллы или белая кристаллическая масса. Расплывается на воздухе. Легко растворим в воде и спирте. При кипячении и длительном хранении растворы разлагаются.

Медицинские

Периферическое мускариноподобное действие ацетилхолина проявляется в замедлении сердечных сокращений, расширении периферических кровеносных сосудов и понижении артериального давления , усилении перистальтики желудка и кишечника , сокращении мускулатуры бронхов, матки, желчного и мочевого пузыря, усилении секреции пищеварительных, бронхиальных, потовых и слёзных желез, миоз . Миотический эффект связан с усилением сокращения круговой мышцы радужной оболочки, которая иннервируется постганглионарными холинергическими волокнами глазодвигательного нерва . Одновременно в результате сокращения ресничной мышцы и расслабления цинновой связки ресничного пояска наступает спазм аккомодации.

Сужение зрачка, обусловленное действием ацетилхолина, сопровождается обычно понижением внутриглазного давления. Этот эффект частично объясняется тем, что при сужении зрачка и уплощении радужной оболочки расширяется шлеммов канал (венозный синус склеры) и фонтановы пространства (пространства радужно-роговичного угла), что обеспечивает лучший отток жидкости из внутренних сред глаза. Не исключено, что в понижении внутриглазного давления принимают участие и другие механизмы. В связи со способностью снижать внутриглазное давление вещества, действующие подобно ацетилхолину (холиномиметики, антихолинэстеразные препараты), имеют широкое применение для лечения глаукомы . Следует учитывать, что при введении этих препаратов в конъюктивальный мешок они всасываются в кровь и, оказывая резорбтивное действие, могут вызвать характерные для этих препаратов побочные явления. Следует также иметь в виду, что длительное (в течение ряда лет) применение миотических веществ может иногда привести к развитию стойкого (необратимого) миоза , образованию задних петехий и другим осложнениям, а длительное применение в качестве миотиков антихолинэстеразных препаратов может способствовать развитию катаракты .

Ацетилхолину принадлежит также важная роль как медиатору ЦНС . Он участвует в передаче импульсов в разных отделах мозга, при этом малые концентрации облегчают, а большие - тормозят синаптическую передачу . Изменения в обмене ацетилхолина могут привести к нарушению функций мозга. Недостаток его во многом определяет клиническую картину такого опасного нейродегенеративного заболевания, как болезнь Альцгеймера . Некоторые центральнодействующие антагонисты ацетилхолина (см. Амизил) являются психотропными препаратами (см. также Атропин). Передозировка антагонистов ацетилхолина может вызвать нарушения высшей нервной деятельности (оказывать галлюциногенный эффект и др.).

Применение

Общее применение

Для применения в медицинской практике и для экспериментальных исследований выпускается ацетилхолин-хлорид (лат. Acetylcholini chloridum ). Как лекарственное средство ацетилхолин-хлорид широкого применения не имеет.

Лечение

При приёме внутрь ацетилхолин неэффективен, так как он быстро гидролизуется. При парентеральном введении оказывает быстрый, резкий, но непродолжительный эффект. Как и другие четвертичные соединения, ацетилхолин плохо проникает через гематоэнцефалический барьер и не оказывает существенного влияния на ЦНС . Иногда пользуются ацетилхолином как сосудорасширяющим средством при спазмах периферических сосудов (эндартериит , перемежающаяся хромота, трофические расстройства в культях и т. д.), при спазмах артерий сетчатки . В редких случаях вводят ацетилхолин при атонии кишечника и мочевого пузыря. Ацетилхолин применяют также иногда для облегчения рентгенологической диагностики ахалазии пищевода.

Форма применения

Препарат назначают под кожу и внутримышечно в дозе (для взрослых) 0,05 г или 0,1 г. Инъекции в случае необходимости можно повторять 2-3 раза в день. При инъекции следует убедиться, что игла не попала в вену . Внутривенное введение не допускается из-за возможности резкого понижения артериального давления и остановки сердца .

Высшие дозы под кожу и внутримышечно для взрослых:

разовая 0,1 г,
суточная 0,3 г.

Опасность применения при лечении

При применении ацетилхолина следует учитывать, что он вызывает сужение венечных сосудов сердца. При передозировке могут наблюдаться резкое понижение артериального давления с брадикардией и нарушениями сердечного ритма , профузный пот , миоз , усиление перистальтики кишечника и другие явления. В этих случаях следует немедленно ввести в вену или под кожу 1 мл 0,1 % раствора атропина (при необходимости повторно) или другой холинолитический препарат (см. Метацин).

Участие в процессах жизнедеятельности

Образующийся в организме (эндогенный) ацетилхолин играет важную роль в процессах жизнедеятельности: он принимает участие в передаче нервного возбуждения в ЦНС , вегетативных узлах, окончаниях парасимпатических и двигательных нервов. Ацетилхолин связан с функциями памяти. Снижение ацетилхолина при болезни Альцгеймера приводит к ослаблению памяти у пациентов. Ацетилхолин играет важную роль в засыпании и пробуждении. Пробуждение происходит при увеличении активности холинергических нейронов в базальных ядрах переднего мозга и стволе головного мозга .

Физиологические свойства

Ацетилхолин является химическим передатчиком (медиатором) нервного возбуждения; окончания нервных волокон, для которых он служит медиатором, называются холинергическими, а рецепторы, взаимодействующие с ним, называют холинорецепторами. Холинорецептор (по современной зарубежной терминологии - «холиноцептор») является сложной белковой макромолекулой (нуклеопротеидом), локализованной на внешней стороне постсинаптической мембраны. При этом холинорецептор постганглионарных холинергических нервов (сердца, гладких мышц, желез) обозначают как м-холинорецепторы (мускариночувствительные), а расположенные в области ганглионарных синапсов и в соматических нервномышечных синапсах - как н-холинорецепторы (никотиночувствительнные). Такое деление связано с особенностями реакций, возникающих при взаимодействии ацетилхолина с этими биохимическими системами: мускариноподобных в первом случае и никотиноподобных - во втором; м- и н-холинорецепторы находятся также в разных отделах ЦНС .

По современным данным, мускариночувствительные рецепторы делят на М1-, М2- и М3-рецепторы, которые по-разному распределяются в органах и разнородны по физиологическому значению (см. Атропин , Пиренцепин).

Ацетилхолин не оказывает строгого избирательного действия на разновидности холинорецепторов. В той или другой степени он действует на м- и н-холинорецепторы и на подгруппы м-холинорецепторов. Периферическое никотиноподобное действие ацетилхолина связано с его участием в передаче нервных импульсов с преганглионарных волокон на постганглионарные в вегетативных узлах, а также с двигательных нервов на поперечнополосатую мускулатуру. В малых дозах он является физиологическим передатчиком нервного возбуждения, в больших дозах может вызвать стойкую деполяризацию в области синапсов и блокировать передачу возбуждения.

Противопоказания

Ацетилхолин противопоказан при бронхиальной астме , стенокардии , атеросклерозе , органических заболеваниях сердца, эпилепсии .

Форма выпуска

Форма выпуска: в ампулах ёмкостью 5 мл, содержащих 0,1 и 0,2 г сухого вещества. Препарат растворяют непосредственно перед применением. Вскрывают ампулу и шприцем вводят в неё необходимое количество (2-5 мл) стерильной воды для