Propagarea impulsului nervos

Propagarea impulsului nervos

Modalitatile de propagare

Exista doua modalitati de propagare a impulsului nervos (sau de conducere a excitatiei): propagarea continua (pas cu pas sau din aproape in aproape) si propagarea saltatorie (in salturi).

1. Propagarea continua are loc in fibrele nervoase amielinice si se realizeaza asa cum indica    teoria curentilor mici, emisa de catre Hermann (1885) si cunoscuta mai ales sub denumirea de teoria curentilor locali. Aceasta teorie se bazeaza pe urmatoarele doua fapte:

regiunea excitata a fibrei nervoase devine electronegativa in raport cu regiunile aflate in repaus, care sunt electropozitive;

curentul electric excita fibra la nivelul catodului, adica acolo unde suprafata externa a fibrei este lipsita de sarcinile pozitive.

Intrucat, pe de o parte, regiunea excitata este electronegativa, iar regiune invecinata, aflata in repaus, este electropozitiva, iar pe de alta parte, atat interiorul fibrei, cat si lichidul interstitial extern sunt bune conducatoare de electricitate, intre cele doua regiuni ia nastere un curent local. In circuitul extern, adica in lichidul interstitial, curentul trece de la plus la minus, iar in circuitul intern, adica in interiorul fibrei (sau al nervului), de la minus la plus. Prin urmare, in regiunea excitata curentul intra in nerv, iar in cea in repaus, iese din el. Curentul electric care iese excita tesutul si, ca urmare, ia nastere un nou curent local, care actioneaza, de asemenea, ca excitant si asa mai departe. Cu alte cuvinte, starea de excitatie a unei regiuni a fibrei determina starea de excitatie a regiunii vecine, acest fenomen repetandu-se pana cand unda de excitatie (sau de depolarizare) parcurge intreaga fibra.

Zona de anelectronus este zona in care este plasat anodul curentului continuu, unde creste polarizarea membranei si deci se mareste potentialul membranar. Dupa Pflger, in zona anodului excitabilitatea scade (anelectronus), iar in zona catodului excitabilitatea creste (catelectronus). Aceste modificari de excitabilitate, produse de trecerea curentului electric, se numesc electronus fiziologic.

2. Propagarea saltatorie are loc in fibrele nervoase mielinice. Acestea se caracterizeaza prin faptul ca, din cauza tecii de mielina, care are o rezistenta electrica mare, impulsul nervos nu poate sa inainteze in fibra pas cu pas, ci prin salturi, de la un nod Ranvier la altul, deoarece schimburile ionice transmembranare au loc numai la nivelul acestor noduri. Intr-adevar, atunci cand un impuls nervos se propaga in lungul unei fibre nervoase mielinice, potentialul de varf poate fi inregistrat numai de la nodurile Ranvier, unde el este generat de iesirea curentului local. La nivelul nodului activ (excitat), curentul local curge spre interior, iar la nivelul nodului invecinat, inca in repaus, curge spre exterior si actioneaza ca excitant, depolarizandu-l.

Daca, prin aplicare de cocaina, sunt facute inexcitabile 1-2 noduri Ranvier, propagarea impulsului nervos nu este suprimata, deoarece el poate sa sara peste acele noduri.

Datorita faptului ca, in fibrele mielinice, potentialul de actiune sare de la un nod la altul, viteza de propagare a impulsului in acestea este mult mai mare decat in fibrele amielinice cu acelasi diametru. In afara de aceasta, propagarea saltatorie este mult mai economica, adica reclama o cheltuiala de energie mult mai mica, deoarece, in timpul activitatii, se depolarizeaza numai o mica portiune a membranei axonului.

Legile conducerii in nervi

Conducerea impulsurilor in nervi si implicit in fibrele nervoase se supune urmatoarelor legi:

1. Legea integritatii structurale si functionale - un nerv sectionat nu poate conduce impulsul dincolo de sectiune, chiar daca cele doua segmente rezultate prin sectionare sunt puse "cap la cap" cat mai exact posibil. Conducerea inceteaza si atunci cand nervul este legat, lezat partial, comprimat, tractionat, supraexpus la rece sau la cald sau supus actiunii anestezicelor (procaina, cocaina, tetracaina).

2. Legea conducerii izolate - impulsurile care parcurg o fibra nervoasa, integrata intr-un nerv, nu se transmit la fibrele invecinate. Prin urmare, fiecare fibra este un conducator autonom.. Conducerea izolata se considera a fi datorata existentei tecii de mielina.

3. Legea conducerii bilaterale (indiferente) - atunci cand un excitant este aplicat pe o fibra nervoasa (sau pe un nerv), impulsul se propaga spre ambele extremitati, indiferent de sensul conducerii fiziologice. Conducerea bilaterala poate fi demonstrata prin urmatoarea experienta: se aplica pe un nerv doua perechi de electrozi, care sunt puse in legatura cu doua instrumente electrice de inregistrare; se excita nervul intre perechile de electrozi si se constata ca ambele instrumente inregistreaza trecerea unui impuls. Propagarea impulsului in directia in care ea se face in mod natural (de exemplu spre muschi intr-un nerv motor) se numeste propagare ortodromica, iar propagarea in directie opusa (departe de muschi) se numeste propagare antidromica.

4. Legea conducerii nedecrementale - impulsul nervos se propaga in tot lungul fibrei, fara sa descreasca in intensitate. Intr-o regiune racita sau anesteziata a fibrei, potentialul de actiune se micsoreaza, dar el isi redobandeste rapid marimea initiala dupa ce a trecut de regiunea respectiva.

Viteza impulsului nervos

Cercetarile in legatura cu viteza de conducere in fibrele nervoase (si implicit in nervi) au aratat urmatoarele:

Viteza de conducere nu depinde de natura si de intensitatea excitantului.

Ea difera la diferite specii de animale, fiind mai mica la poikiloterme si    mai mare la homeoterme. De exemplu, in fibrele motoare mielinice, viteza de conducere este de aproximativ 25 m/sec. la poikiloterme si de 80-120 m/sec. la homeoterme.

Viteza de conducere este mai mare in fibrele mielinice decat in cele amielinice.

Viteza de conducere creste cu cresterea grosimii tecii de mielina.

Exista o relatie de proportionalitate directa intre viteza de conducere si diametrul fibrelor: cu cat acestea sunt mai groase, cu atat impulsul se propaga mai rapid. Aceasta relatie se explica prin faptul ca, cu cat este mai mare diametrul fibrei, cu atat rezistenta electrica a axoplasmei este mai mica. In fibrele mielinice ale mamiferelor, viteza de conducere creste cu 6 m/sec. pentru fiecare crestere a diametrului cu 1 μm.

Viteza de conducere depinde de rezistenta conductorului extern. Astfel, viteza de conducere intr-o fibra nervoasa amielinica scade considerabil, daca lichidul extern normal este inlocuit cu o solutie rau conducatoare.

Cea mai mare viteza o au fibrele cu cronaxia cea mai mica.

Viteza de conducere depinde de temperatura, si anume, intre anumite limite termice, ea creste cu cresterea temperaturii. Coeficientul de temperatura (Q₁₀) este de 1,7 - 2,0, ceea ce inseamna ca, in cazul cresterii temperaturii cu 10sC, viteza de conducere aproximativ se dubleaza.

In fibrele mielinice, viteza de conducere variaza in functie de varsta. La nou nascut, viteza impulsului este cu aproximativ 50% mai mica decat la adult, devenind insa egala cu a acestuia la varsta de 3-5 ani, cand se termina procesul de mielinizare a fibrelor nervoase. Dupa varsta de 60 de ani, viteza de conducere scade cu maximum 10% comparativ cu cea existenta la adult. Aceasta scadere se datoreaza diminuarii metabolismului, circulatiei si temperaturii locale.

Transmiterea sinaptica a excitatiei

Neuronii nu functioneaza izolat, ci in stransa legatura cu alti neuroni, precum si cu celule efectoare (musculare si glandulare). Transmiterea excitatiei de la un neuron la altul sau la un efector are loc la nivelul sinapselor. Termenul de sinapsa (gr. syn = impreuna; (h)apsis = legare) a fost introdus de Sherrington (1897) pentru a indica jonctiunea prin contiguitate intre doi neuroni diferiti sau intre un neuron si o celula efectoare (sinapse neuro-neuronale si neuro-efectoare). Mai nou, se recomanda denumirea de sinapse numai pentru contactele dintre neuroni, in timp ce acelea dintre neuroni si celulele musculare sunt denumite jonctiuni neuro-musculare sau placi motorii.

Transmiterea neuro-neuronala (interneuronala)

In general, o sinapsa este formata dintr-o portiune presinaptica (terminala sau axonala) si o portiune postsinaptica, intre care exista un spatiu, numit fanta sinaptica.

Portiunea presinaptica este reprezentata de un buton terminal (buton sinaptic), care este o dilatatie (cu diametrul de 0,5-2 μm), situat la capatul unei ramuri din arborizatia terminala a axonului. Butonul sinaptic este delimitat de membrana presinaptica, membrana plasmatica cu grosimea de 70 Ĺ si cu structura trilaminata. In interiorul lui se gasesc mitocondrii, vezicule sinaptice si microtubuli.

Mitocondriile sunt mai mici si mai intunecate decat acelea din restul celulei nervoase. Numarul lor variaza de la o sinapsa la alta si, in general, este mai mare decat acela al mitocondriilor existente intr-un volum egal de citoplasma celulara. Acest din urma fapt sugereaza ca butonul sinaptic are necesitati energetice crescute, reclamate de transmiterea impulsului nervos.

Veziculele sinaptice sunt sferice sau ovale, au diametrul de 100 -650 Ĺ si sunt delimitate de o membrana bistratificata cu grosimea de 40-50 Ĺ. Ele sunt mai numeroase decat mitocondriile (in medie 10 000-15 000) si sunt distribuite neomogen, fiind concentrate spre fanta sinaptica. Forma, marimea si numarul lor variaza la diferite tipuri de sinapse. In veziculele sinaptice sunt depozitate mici "pachete" ("cuante") de substanta neurotransmitatoare specifica (mediator chimic).

Microtubulii sunt structuri intracelulare tubulare, cu diametrul exterior de 180-300 Ĺ si cu grosimea peretelui de circa 50 Ĺ. Peretele microtubulilor este format din filamente cu diametrul de circa 35 Ĺ. Principala componenta chimica a microtubulilor este o proteina numita tubulina. Se presupune ca microtubulii au rol in transportul proteinelor din pericarion in axon.

Portiunea postsinaptica este reprezentata de membrana postsinaptica, adica de acea regiune a membranei somei neuronale sau a dendritei, care vine in contact cu butonul sinaptic. Membrana postsinaptica este mai groasa decat membrana presinaptica si contine receptorul chimic al neurotransmitatorului specific, precum si enzima care il inactiveaza.

Fanta sinaptica este spatiul care separa membranele pre- si postsinaptica si care are, in medie,    o latime de circa 100 Ĺ. Acest spatiu este ocupat de lichid extracelular si de o retea filamentoasa, care ar asigura adezivitatea membranelor sinaptice. Initial au fost descrise si sinapse lipsite de fanta sinaptica (sinapsele electrice), dar, ulterior s-a demonstrat ca si acestea prezinta o mica fanta, lata de circa 20-30 Ĺ.

Numarul butonilor sinaptici care vin in contact cu soma sau cu dendritele neuronului postsinaptic variaza de la 1 (in cazul neuronilor din mezencefal) pana la mai multe mii (10 000 in cazul celulelor piramidale din scoarta cerebrala). Desi un singur buton sinaptic acopera o suprafata foarte mica (2-4 μm) a membranei neuronului postsinaptic, numarul mare de butoni sinaptici cu care aceasta vine in contact acopera uneori 40-80% din intreaga ei suprafata. De exemplu, la mamifere, neuronul motor spinal este acoperit de butoni sinaptici pe cea mai mare parte (80%) a suprafetei lui. Prin faptul ca, pe de o parte, butonii sinaptici aplicati pe un neuron postsinaptic apartin la neuroni presinaptici diferiti, iar, pe de alta parte, axonul unui neuron presinaptic se divide in mai multe ramuri terminale, care vin in contact cu mai multi neuroni postsinaptici, se realizeaza substratul morfologic al fenomenelor de convergenta si divergenta.

Clasificarea sinapselor

Dupa segmentele neuronale care vin in contact, se deosebesc mai multe feluri de sinapse: axo-somatice, axo-dendritice, axo-axonice, dendro-dendritice, somato-somatice si dendro-somatice.

Dupa latimea fantei sinaptice, se deosebesc trei tipuri de sinapse:

tipul I - la care fanta sinaptica are latimea de peste 300 Ĺ

tipul II - cu fanta sinaptica de aproximativ 200 Ĺ

tipul III (sinapsele electrice) - cu o fanta sinaptica extrem de redusa (aproximativ 20-30 Ĺ)

Dupa modalitatile de transmitere a impulsului nervos, sinapsele pot fi grupate in:

sinapse chimice - in cazul carora transmiterea impulsului de la presinapsa la postsinapsa se face prin intermediul unei substante neurotransmitatoare specifice (mediator chimic). Dupa natura mediatorului ele se subdivid in: colinergice (cand mediatorul este acetilcolina), adrenergice (cand mediatorul este noradrenalina), dopaminergice (cand mediatorul este dopamina) etc. Sinapsele chimice predomina la vertebrate (in special la om).

sinapse electrice - in cazul carora transmiterea impulsului se face printr-un potential de actiune; pentru prima data, ele au fost gasite la nevertebrate si la vertebratele inferioare, dar, mai recent, existenta sinapselor electrice a fost constatata si in diferite regiuni ale sistemului nervos central al mamiferelor.

sinapse mixte - la nivelul carora se intalnesc ambele modalitati de transmitere (chimica si electrica).

Dupa efectele fiziologice produse in membrana postsinaptica de impulsul nervos presinaptic, se deosebesc doua tipuri de sinapse:

sinapse excitatorii - in cazul carora impulsul presinaptic produce (prin mediatorul chimic specific) depolarizare (excitatie);

sinapse inhibitorii - in cazul carora impulsul presinaptic produce o hiperpolarizare (inhibitie); ele nu se gasesc la nivelul dendritelor, ci numai intre axon si soma neurala.

In cazul sinapselor chimice fenomenele bioelectrice mentionate au fost denumite potential postsinaptic excitator (PPSE), respectiv potential postsinaptic inhibitor (PPSI).

In ceea ce priveste neurotransmitatorii (mediatorii chimici), cercetarile au aratat ca, pentru ca o substanta chimica sa poata fi considerata neurotransmitator, ea trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii principale:

sa fie prezenta in nervi, impreuna cu enzimele necesare pentru sinteza ei

sa fie eliberata din nervi prin stimularea acestora

dupa ce a fost eliberata, ea trebuie sa reactioneze cu un receptor specific din membrana postsinaptica si, prin aceasta, sa provoace unul sau mai multe fenomene biologice specifice

sa existe mecanisme locale capabile sa o inactiveze si, prin aceasta, sa anuleze efectele ei biologice.

Toate aceste conditii sunt indeplinite de acetilcolina si noradrenalina (norepinefrina), astfel incat exista deplina certitudine ca aceste substante sunt neurotransmitatori (mediatori). Nervii care contin acetilcolina au fost denumiti colinergici, iar cei care contin noradrenalina, adrenergici. S-a demonstrat experimental ca si alte doua substante, adrenalina si dopamina (dihidroxifeniletilamina), sunt neurotransmitatori, desi acestea nu indeplinesc toate conditiile mentionate. In afara de cei patru neurotransmitatori dovediti, exista o serie de neurotransmitatori prezumptivi, dintre care, cei mai importanti sunt: glicina, acidul aspartic, acidul glutamic, acidul γ aminobutiric (GABA), 5-hidroxitriptamina (serotonina) si histamina. Adrenalina, noradrenalina si dopamina se numesc neurotransmitatori catecolaminici.

Secventa evenimentelor care au loc in timpul transmiterii sinaptice

Atunci cand un impuls nervos ajunge la un buton sinaptic, membrana acestuia se depolarizeaza si isi mareste permeabilitatea pentru ionii de Na⁺ si K⁺. In consecinta, se produce cresterea influxului de sodiu si a efluxului de potasiu. Totodata, ionii de Ca⁺⁺ difuzeaza in butonul presinaptic si determina fuzionarea veziculelor sinaptice cu membrana presinaptica. Ulterior, substanta neurotransmitatoare, continuta in vezicule, este eliberata in pachete de molecule (sau cuante) in fanta sinaptica, pe care o strabate rapid, ajungand la membrana postsinaptica. Neurotransmitatorul reactioneaza cu receptorii specifici existenti in aceasta si, in functie de natura lui si a receptorilor, produce un PPSE sau un PPSI.

Evenimentele mentionate explica o serie de proprietati generale ale sinapselor:

conducerea unidirectionala - de la terminatiile presinaptice la cele postsinaptice, este determinata de faptul ca numai primele contin substanta neurotransmitatoare. Prin urmare, atunci cand un impuls, generat prin excitare antidromica, ajunge la membrana postsinaptica, aceasta se depolarizeaza, dar neeliberandu-se nici un mediator sinaptic, impulsul nu poate sa se transmita la membrana presinaptica.

intarzierea sinaptica este timpul care trece din momentul sosirii impulsului la terminatiile presinaptice pana in momentul cand el excita neuronul postsinaptic. Acest timp este de cel putin 0,5 ms si rezulta din insumarea timpilor necesari pentru eliberarea transmitatorului, difuziunea lui spre membrana postsinaptica si actiunea lui asupra receptorilor membranei postsinaptice.

raspunsul sinaptic gradat - amplitudinea potentialului postsinaptic creste paralel cu cresterea cantitatii de transmitator eliberat. La randul ei, aceasta din urma se gaseste in dependenta directa de frecventa impulsurilor nervoase aferente si de numarul total al terminatiilor presinaptice active.

sumatia temporala - se explica, de asemenea, prin faptul ca, atunci cand creste rata descarcarii impulsurilor presinaptice, se elibereaza mai multe cuante de neurotransmitator pe unitatea de timp. Prin urmare, mai multe potentiale postsinaptice subliminale pot sa se sumeze, producand excitatie sau inhibitie, in functie de natura transmitatorului si de sinapsa implicata.

Fatigabilitatea transmiterii sinaptice - spre deosebire de fibra nervoasa in vivo, la care se constata numai o mica reducere a capacitatii de a transmite mult timp impulsuri cu frecvente ridicate, sinapsa oboseste foarte rapid in cazul stimularii repetitive si cu o frecventa crescuta a terminatiilor presinaptice. Oboseala se manifesta prin scaderea progresiva a numarului de descarcari prin neuronul postsinaptic. Ea se explica prin faptul ca rata sintezei transmitatorului in terminatiile presinaptice ramane in urma ratei utilizarii lui.

Cele mai importante sisteme de transmitere sinaptica sunt transmiterea colinergica si transmiterea adrenergica.

Transmiterea colinergica se realizeaza prin intermediul neurotransmitatorului acetilcolina, care este eliberata de terminatiile neuronilor colinergici. Apare in toate sinapsele intre neuronii preganglionari si postganglionari ai SNV simpatic si parasimpatic, toate jonctiunile mioneurale, toate terminatiile postganglionare parasimpatice, unele terminatii postganglionare simpatice si anumite regiuni ale SNC. Sinapsele in care sunt implicate aceste terminatii se numesc sinapse colinergice (cele mai numeroase sinapse din SNC, SNV si sistemul nervos periferic). Acetilcolina se gaseste chiar si in sistemul nervos al animalelor inferioare, uneori in cantitati mult mai mari decat la vertebrate (de exemplu, in timp ce la caine, continutul acetilcolinei in SNC este de 10-24 nmoli/g tesut, la caracatita, este de 480-2 400 nmoli/g tesut).

Acetilcolina se sintetizeaza in celulele nervoase prin unirea colinei cu acetatul activ (acetilcoenzima A sau acetil-CoA), sub actiunea catalitica a enzimei colinacetilaza (colinacetiltransferaza):

Dupa ce s-a sintetizat, acetilcolina se depoziteaza in veziculele sinaptice (se presupune ca, in fiecare din cele 10 000-15 000 de vezicule existente intr-o fibra presinaptica, se depoziteaza aproximativ 4 000 de molecule de acetilcolina). Eliberarea ei din vezicule are loc cuantificat, o cuanta corespunzand la 2 x 10³ molecule de acetilcolina. In cantitati minime, acetilcolina se elibereaza si in repaus. In cazul depolarizarii presinaptice complete, care se produce atunci cand soseste un potential de actiune, eliberarea acetilcolinei creste in asa masura, incat peste 200 de cuante trec in fanta sinaptica in mai putin de 1 ms si, in felul acesta, ia nastere un potential postsinaptic. Ajungand la membrana postsinaptica, acetilcolina se combina cu receptorul specific situat pe aceasta (care ocupa mai putin de 1% din suprafata ei). Se formeaza astfel complexul acetilcolina-receptor. Se presupune ca receptorul are o structura lipoproteica, cu greutatea moleculara de 320 000. Au fost identificate doua tipuri de receptori colinergici:

receptori nicotinici - care se gasesc la nivelul ganglionilor vegetativi, in sistemul nervos central si in plapcile motorii; cantitatile mici de nicotina ii excita, iar cantitatile mari ii inhiba si, prin aceasta, blocheaza transmiterea;

receptori muscarinici - care se gasesc la nivelul jonctiunii muschiului neted si al sinapselor SNC.

Receptorii nicotinici sunt blocati de tetraetilamoniu, hexametoniu si azometoniu, iar cei muscarinici de scopolamina, atropina, clorpromazin si alte substante.

In ceea ce priveste inactivarea acetilcolinei, aceasta se realizeaza in felul urmator: o mica parte din acetilcolina eliberata trece din nou in terminatiile presinaptice, iar cea mai mare parte este hidrolizata de acetilcolinesteraza (AchE). Activitatea AchE creste paralel cu cresterea concentratiei substratului, dar, dupa o anumita valoare, se produce inhibitia crescanda a descompunerii substratului, pana la completa inactivare a acesteia.

Din descompunerea acetilcolinei rezulta ioni de colina si de acetat. Colina poate fi preluata din nou de neuronul colinergic si poate fi utilizata pentru resinteza acetilcolinei. Acetilcoliesteraza este inhibata de fizostigmina, diizopropilfosfat si alti alkilfosfati.

Transmiterea adrenergica are loc la nivelul sinapselor in care sunt implicati neuroni din sistemul nervos central sau periferic, a caror membrana presinaptica elibereaza, in timpul depolarizarii, mediatorul noradrenalina (norepinefrina). Este demonstrat faptul ca noradrenalina este eliberata de cele mai multe terminatii ale fibrelor postganglionare simpatice, din unele terminatii nervoase periferice; se considera ca ea este si mediatorul chimic al unor sinapse excitatorii din diferite segmente ale SNC (maduva, cerebel, hipotalamus), precum si din medulosuprarenala. Noradrenalina si precursorul ei dopamina au fost identificate in sistemul nervos la majoritatea speciilor de animale.

Noradrenalina este sintetizata, probabil, in corpul celular, de unde este apoi transportata in lungul axonului. Sinteza pleaca de la tirozina, care se formeaza in diferite tesuturi din fenilalanina si care se gaseste in mod normal in sange. Printr-un mecanism de transport, tirozina din torentul sanguin este captata si concentrata in creier si in tesuturile inervate de simpatic. In interiorul neuronului, sub actiunea unor enzime, tirozina este transformata treptat in noradrenalina. Prin intermediul feniletanolamin-N-metiltransferaza, care se gaseste mai ales in medulosuprarenala, noradrenalina este transformata in adrenalina (epinefrina).

Cea mai mare parte a noradrenalinei intraneuronale se depoziteaza in numeroasele vezicule din terminatiile nervoase adrenergice. Depozitarea este activata prin ATP in prezenta Mg⁺⁺. Sub influenta impulsului nervos, noradrenalina din terminatiile nervoase presinaptice este eliberata in fanta sinaptica. In eliberarea catecolaminelor (ca si in cea a acetilcolinei), un rol important il au ionii de Ca⁺⁺ extraneuronali (patrunderea lor in membrana presinaptica in timpul depolarizarii acesteia pare sa declanseze eliberarea mediatorului). In absenta Ca⁺⁺, stimularea nervoasa nu mai determina eliberarea noradrenalinei. Pe de alta parte, acetilcolina, care favorizeaza intrarea calciului, produce, in acelasi timp, si eliberarea noradrenalinei.

In celulele efectoare se gasesc receptori adrenergici cu actiuni diferite; initial au fost descrise doua tipuri de receptori (α si β), iar mai tarziu alte doua tipuri (γ si δ). Receptorii α si β sunt repartizati diferit in tesuturile si celulele efectoare:

receptorii α determina, de cele mai multe ori, contractia musculaturii netede; ei indeplinesc si un rol de reglare a nivelului de eliberare a noradrenalinei, deoarece sunt activati de un nivel crescut al acesteia.

receptorii β determina, de regula, relaxarea musculaturii netede si se pare ca activeaza adenilciclaza. Sunt de doua feluri: β₁, care maresc forta si ritmul contractiei miocardice, relaxeaza musculatura neteda intestinala etc. si β₂, care produc vasodilatatie, relaxarea musculaturii uterine, facilitarea contractiei muschilor scheletici etc.

receptorii γ determina cresterea glicemiei

receptorii δ inhiba activitatea musculaturii intestinale.

Se presupune ca legarea noradrenalinei de receptorii adrenergici se face la nivelul gruparilor SH ale proteinei receptoare (cu greutatea moleculara cuprinsa intre 40 000 si 160 000).

Inactivarea noradrenalinei se realizeaza mai ales prin captarea ei in neuronii simpatici, asa cum demonstreaza urmatoarele fapte:

in majoritatea cazurilor, exista un raport direct intre noradrenalina endogena si densitatea inervatiei simpatice

in tesuturile cu inervatie simpatica suprimata (prin simpatectomie chirurgicala, chimica sau imunologica), captarea catecolaminelor endogene este grav tulburata

Captarea noradrenalinei este un fenomen activ deoarece se produce impotriva unui gradient de concentratie; el depinde de temperatura si reclama cheltuiala energetica.

Adrenalina (epinefrina) apare la nivelul tracturilor din trunchiul cerebral si in medulosuprarenala realizand transmiterea sinaptica (efectueaza comportarea, starea psihica, emotia); functioneaza ca hormon cand este eliberata in torentul sanguin.

Dopamina apare in ganglionii simpatici, unde moduleaza activitatea neuronilor adrenergici si in trunchiulo cerebral (substanta neagra, nucleul caudal) unde apare in nervii care integreaza miscarea, modalitati de comportare.

Transmiterea neuro-musculara

La locul de contact intre una din ramificatiile unei fibre nervoase motoare si o fibra musculara striata ia nastere un complex structural, care se numeste jonctiune neuro-musculara sau placa motorie. La vertebrate, pe o fibra musculara exista o singura placa motorie (la artropode exista mai multe placi).

Inainte de a veni in contact cu fibra musculara, axonul motoneuronului isi pierde teaca de mielina si se divide in mai multe ramuri, al caror capat formeaza cate un buton. Portiunile butonate ale acestor ramuri sunt lipsite de teaca Schwann si patrund in interiorul unor jgheaburi formate de sarcolema (jgheaburi sinaptice). Intre membrana butonului terminal si sarcolema se gaseste o fanta sinaptica primara (de 200 -500 Ĺ).

Asa cum au aratat cercetarile electronomicroscopice, sarcolema formeaza mai multe invaginari, numite fante sinaptice secundare. Atat in fanta sinaptica primara, cat si in fantele secundare, axolema si sarcolema sunt separate printr-un strat glicoproteic subtire, asemanator cu acela care acopera suprafata intregii fibre musculare.

Portiunea musculara a placii motorii este nestriata si necontractila si consta dintr-o acumulare de sarcoplasma, bogata in nuclei si mitocondrii (ceea ce indica o activitate metabolica crescuta). In interiorul fiecarei terminatii nervoase, care constituie componenta presinaptica a jonctiunii neuro-musculare, se gasesc numeroase mitocondrii si vezicule sinaptice, care contin acetilcolina.

Atunci cand un impuls ajunge la butonul terminal presinaptic, depolarizeaza membrana acestuia si determina eliberarea din vezicule a unui numar de cuante de acetilcolina.Mediatorul eliberat difuzeaza apoi prin fanta sinaptica si intra in combinatie cu receptorii din sarcolema placii motorii, formand un complex mediator-receptor. Acest complex determina cresterea tranzitorie (2 ms) a permeabilitatii membranei postsinaptice pentru ionii de sodiu si de potasiu si, pri aceasta, depolarizeaza membrana, generand un potential de placa terminala. Fiind un potential local, el se propaga decremental in lungul membranei postsinaptice si, doar atunci cand atinge o valoare critica, initiaza un potential de actiune, care se propaga in fibra musculara, producand contractia acesteia.

Spre deosebire de PPSE, care numai prin sumatie poate sa genereze un potential de actiune in membrana postsinaptica, potentialul de placa terminala este capabil sa genereze singur un potential de actiune in fibra musculara (el este mult mai mare decat un PPSE, deoarece suprafata de contact intre nerv si muschi este mai mare si deci sunt eliberate cantitati mult mai mari de acetilcolina).

Jonctiunile neuro-musculare se deosebesc de sinapsele centrale si prin faptul ca, la nivelul lor, nu se produc potentiale postsinaptice inhibitorii (PPSI), deci toate sunt excitatorii.

Dupa aproximativ 5 ms de la eliberarea ei, acetilcolina este inactivata (hidrolizata de acetilcolinesteraza), care este localizata in interiorul sau in apropierea sarcolemei care delimiteaza fantele sinaptice secundare. Ca urmare a distrugerii acetilcolinei, permeabilitatea sarcolemei pentru ionii de sodiu si potasiu revine la valoarea initiala si placa motorie isi redobandeste potentialul de repaus.

Transmiterea neuro-musculara este blocata de diferite substante, care actioneaza in mod diferit. Astfel, curara se combina cu receptorul acetilcolinic si, din aceasta cauza, acetilcolina, care continua sa se elibereze din nervii motori in timpul excitarii lor, nu poate sa interactioneze cu placile motorii. Ca urmare, nu ia nastere nici un potential de actiune muscular si deci nu seproduce nici o contractie. Pierderea capacitatii de contractie a muschilor respiratori provoaca moartea prin asfixie.

Unii organofosfati, care sunt principalele ingrediente a multor pesticide, blocheaza transmiterea neuro-musculara prin inhibitia acetilcolinesterazei. In acest caz, acetilcolina nemaifiind distrusa, mentine depolarizarea fibrei musculare.In absenta repolarizarii acesteia, stimularea nervului nu mai genereaza potentiale de actiune musculare, deci muschiul nu se mai contracta (moartea survine prin asfixie).

Alte substante blocheaza eliberarea acetilcolinei din terminatiile nervoase, si, prin aceasta, membrana musculara devine inexcitabila. Dintre aceste substante mentionam toxina botulinica, produsa de bacteria Clostridium botulinum; aceasta este una dintre cele mai toxice substante cunoscute - o cantitate mai mica decat 0,0001 mg este suficienta pentru a omori un om, iar o cantitate de circa 225 g ar putea sa omoare intreaga omenire.