Когда электрический импульс обнаруживается вольтметром вольтажного кальциевого канала, он открывает кальциевый канал, позволяя кальцию войти, и раз! -нейротрансмиттер высвобождается, как облако синаптических химикалий из пресинаптического аксона через сопряжение возбуждение-секреция (смотрите аксональную терминаль нейрона А на Рисунке 3-25 и увеличенные иллюстрации на Рисунке 3-26). Детали процесса сопряжения возбуждение-секреция показаны на Рисунке 3-26, начиная с потенциала действия вторгающегося в пресинаптическую терминаль с закрытым VSSC, а также расположенным рядом закрытым, но уравновешенным VSCC удерживающим силок с синаптической везикулой (Рисунок 3-26A). Когда нервный импульс поступает в аксон, он сначала попадает на VSSC как волна положительного заряда натрия, подающаяся открытием восходящих натриевых каналов, которые обнаруживаются вольтметром натриевого канала (Рисунок 3-26В). Это открывает последний изображенный канал натрия, что позволяет натрию войти (Рисунок 3-26C). Последующий вход натрия измененяет электрический заряд вблизи кальциевого канала; затем это определяется вольтметром VSCC (Рисунок 3-26D). Затем открывается кальциевый канал (Рисунок 3-26E). В этот момент химическая нейропередача уже необратимо инициированная и стартует перевод электрического сообщения в химическое. Вход кальция через VSCC теперь увеличивает локальные концентрации этого иона в окрестностях VSCC, синаптической везикуле, и аппарате высвобождения нейротрансмиттера (Рисунок 3-26F). Это позволяет синаптической везикуле состыковаться с пресинаптической мембраной, затем слится с ней и выбросить нейротрансмиттер из мембраны в синапс (Рисунок 3-26G). Этот удивительный процесс происходит почти мгновенно и одновременно на многих VSCC, выбрасывающих медиаторы из многих синаптических везикул.
К настоящему времени описано только около половины последовательных явлений химической нейропередачи. Другая половина встречается на обратной стороне синапса. То есть прием освобожденного нейротрансмиттера теперь происходит в нейроне B (Рисунок 3-25), который может создать следующий нервный импульс в этом нейроне. Весь этот процесс - от создания нервного импульса и его распространения вдоль нейрона A к его нервной терминали, а затем отправлению химической нейротрансмиссии к нейрону B и, наконец, к распространению этого второго нервного импульса вдоль нейрона В - приведены на Рисунке 3-25. Вольтажные натриевые каналы в пресинаптическом нейроне А распространяют импульс, а затем вольтажные кальциевые каналы в пресинаптическом нейроне высвобождают нейротрансмиттер глутамат. Лиганд-ионные каналы на дендритах в постсинаптическом нейроне B получают этот химический ввод и переводят это химическое сообщение обратно в нервный импульс, распространяющийся в нейроне B через вольтажные натриевые каналы. Кроме того, лиганд-ионные каналы в постсинаптическом нейроне B переводят глутаматный химический сигнал в другой тип электрического явления, называемое долговременным потенцированием, чтобы вызвать изменения в функции нейрона B.
Резюме
Ионные каналы являются ключевыми объектами многих психотропных препаратов. Это неудивительно, потому что эти цели являются ключевыми регуляторами химической нейротрансмиссии и каскада сигнальной трансдукции.
Существует два основных класса ионных каналов: лиганд-ионные каналы и вольтажные ионные каналы. Открытие лиганд-ионных каналов регулируется нейротрансмиттерами, тогда как вольтажные ионные каналы регулируются за счет прохождения заряда через мембрану, в которой они находятся.
Лиганд-ионные каналы являются ионными каналами и рецепторами. Они также обычно называются ионотропными рецепторами, а также рецепторами сопряженными с ионным каналом. Один подкласс лиганд-ионных каналов имеет пентамерную структуру и включает GABAa, никотиновые холинергические, серотониновые 3 и глициновые рецепторы. Другой подкласс лиганд-ионных каналов имеет тетрамерную структуру и включает в себя множество глутаматных рецепторов, это AMPA, каинатные и NMDA подтипы.
Лиганды действуют на лиганд-ионные каналы через агонистический спектр, от полного агониста, к частичному агонисту, антагонисту, и обратному агонисту. Лиганд-ионные каналы могут регулироваться не только нейротрансмиттерами, действующими как агонисты, но также как молекулы, взаимодействующие с другими участками рецептора, усиливая действие нейротрансмиттера - позитивные аллостерические модуляторы (РАМ), или уменьшая действие нейротрансмиттеров - отрицательные аллостерические модуляторы (NAM). Кроме того, эти рецепторы существуют в нескольких состояниях, от открытого, до спящего, закрытого, инактивированного, и десенсибилизированного.
