В большинстве случаев низкомолекулярные медиаторы синтезируются в цитозоле пресинаптической терминали и абсорбируются путем активного транспорта в многочисленные медиаторные везикулы терминали. Затем каждый раз, когда потенциал действия достигает пресинаптической терминали, несколько везикул одновременно выделяют свой медиатор в синаптическую щель.
Обычно это происходит в течение миллисекунды или менее посредством механизма, изложенного ранее. Последующее действие низкомолекулярных медиаторов на мембранные рецепторы постсинаптического нейрона обычно также происходит в пределах следующей миллисекунды или даже меньше.
Чаще всего результатом может быть увеличение или уменьшение проводимости через ионные каналы; например, увеличение натриевой проводимости вызывает возбуждение, а увеличение проводимости для калия или хлора ведет к торможению.
а) Рециркуляция везикул с низкомолекулярными медиаторами. Везикулы, хранящие и освобождающие низкомолекулярные медиаторы, непрерывно рециркулируют и используются снова и снова. После того как везикулы сливаются с синаптической мембраной и открываются, выделяя медиатор, их мембрана сначала становится частью синаптической мембраны.
Однако через несколько секунд или минут везикулярная часть мембраны снова инвагинирует внутрь пресинаптической терминали и отщепляется, формируя новую везикулу. Мембрана новой везикулы по-прежнему содержит соответствующие ферментные и транспортные белки, необходимые для синтеза и/или концентрирования новых молекул медиатора внутри пузырька.
Ацетилхолин — типичный низкомолекулярный медиатор, синтез и освобождение которого подчиняется принципам, изложенным ранее. Этот медиатор синтезируется в пресинаптической терминали из ацетилкоэнзима А (ацетилКоА) и холина в присутствии фермента холинацетилтрансферазы. Затем он транспортируется в специфические везикулы.
После выделения ацетилхолина в синаптическую щель во время передачи нервного сигнала он снова быстро расщепляется на ацетат и холин ферментом холинэстеразой, который присутствует в протеогликановой сети, заполняющей пространство си-наптической щели. Внутри пресинаптической терминали везикулы вступают в повторный цикл; холин активно транспортируется назад в терминаль, чтобы снова использоваться для синтеза нового ацетилхолина.
б) Характеристики некоторых наиболее важных низкомолекулярных медиаторов. Наиболее важными низкомолекулярными медиаторами являются следующие.
Ацетилхолин секретируется нейронами во многих областях нервной системы, особенно:
(1) терминалями больших пирамидных клеток моторной коры;
(2) несколькими разными типами нейронов в базальных ганглиях;
(6) некоторыми из постганглионарных нейронов симпатической нервной системы.
В большинстве случаев эффект ацетилхолина возбуждающий; однако известно, что он имеет тормозной эффект в некоторых окончаниях парасимпатических нервов, например торможение сердца блуждающим нервом.
