Физиология. Вазифалари ва усуллари. Тиббиётдаги аҳамияти. ҚИСҚача тарихи. ҚЎЗҒалувчан тўҚималар физиологияси

Нерв -мускул синапслари
Нерв - мускул синапслари қўзғалишнинг нерв толасидан мускул толасига ўтишини таъминлайди. Барча умуртқалилардагидек одамда ҳам асаб-мушак синапсларида медиатор вазифасини ацетилхолин бажаради.
Қўзғалишнинг асаб-мушак узатишида қандайдир кимёвий моддалар иштирок этишини 1924 йилда А.Ф.Самойлов тахмин қилган. Дейл (1936 й) ҳаракатлантирувчи нерв таъсирлаганда унинг учида ацетилхолин ажратилишини аниқлади. Кейинчалик ацетилхолин асаб-мушак бирикмасига юборилса, мушак толаси мембранасини деполяризациялаши ва концентрацияси етарли даражада юксак бўлса, тарқалувчан қўзғалишни ва мушак қисқаришини келтириб чиқариши исботланди.
Нерв-мускул синапслари ҳам нейронлар орасидаги синапсларга ўхшаб, пресинаптик мембрана, синапс ёриғи ва постсинаптик мембранадан иборат. Пресинаптик мембрана нерв толасининг учини қоплаган мембрана бўлиб, нейросекретор хусусиятга эга. Бу ерда нервланадиган мушак ҳужайрага қўзғатувчи ёки тормозловчи таъсир кўрсатадиган медиатор сақланади ва ажратилади.
Умуртқалилар скелет мушагида ҳаракатлантирувчи миелинли асаб толаси диаметри 1,5 мкм бўлган сўнгги миелинсиз толаларга бўлинади. Асаб толаси бу сўнгги қисми
(пресинаптик учи) нинг барчаси мушак толаси билан синаптик бирикма ҳосил қилган. Мушак толасининг синапслар жойлашган соҳаси охирги пластинка (ОП) дейилади.
Пресинаптик асаб охирларида ацетилхолин медиатори диаметри 10нм бўлган пуфакчаларда сақланади. Тарқалувчан ҳаракат потенциали пресинаптик мембранага етиб келганда, у деполяризацияланади ва ундаги электр қўзғалувчан кальций каналлари фаоллашади. Мазкур каналлар орқали ҳужайрадан ташқаридаги суюқликдан Са²⁺ ионлари нерв охири ичига киради ва медиатор пуфакчаларига таъсир этиб, уларни пресинаптик мембранагача яқинлашиб келиб тегиши ва ёрилишига олиб келади. Ёрилган пуфакчалардан медиатор синаптик ёриғига қўйилади. Бунда қуйидаги жараёнлар занжири кузатилади: нерв импульслари ўтказилиши оқибатида пресинаптик мембрана деполяризацияси – кальций каналларининг очилиши – Са²⁺ ионларининг нерв охири ичига Кириши – медиаторнинг синаптик ёриғига қуйилиши. Синаптик ёриғ 50 нм кенгликка эга бўлиб, таркиби бўйича қон плазмасига яқин бўлган ҳужайрааро суюқлик билан тўлган. Унда Са²⁺, Na⁺,Cl⁻, бошқа ионлар ва холинэстераза мавжуд. Медиатор тезлик билан ёриғдан диффузияланиб, нервланадиган мушак толаси мембранасига таъсир этади. Тола мембранасининг нерв охири билан бевосита чегарадош бўлган қисми постсинаптик деб аталади. Постсинаптик мембрана медиаторга нисбатан юксак кимёвий сезувчанликга эга ва электр токи таъсирида қўзғалмайди. Ацетилхолин таъсирига жавобан постсинаптик мембрананинг Na⁺ ва К⁺ ионлари учун ўтказувчалиги ўзгаради ва унинг оқибатида охирги пластинка потенциали (ОПП) ривожланади. Бу потенциал ўз табиати бўйича нейронлар аро синапслардаги қўзғатувчи постсинаптик потенциалдир. Охирги пластинка потенциали мушак толасида ҳаракат потенциали генерациясини келтириб чиқаради. Асаб-мушак етказилишидаги кимёвий звено синапсларнинг қуйидаги умумий хоссасаларини тушунтиради:
1) қўзғалиш синапслардан фақат бир томонга ўтказилади;
2) қўзғалиш синапсдан асаб толаларига нисбатан анча секин, тўхтаб туриб ўтказилади;
3) синапсларнинг паст лабиллиги (100-150 имп/с), асаб толасида 500-1000 имп/с;
4) импульслар трансформацияга учрайди, синапсга етиб келган ва ундан чиққан импульслар сони одатда тенг бўлмайди;
5) синапсларнинг баъзи физиологик фаол моддаларга, дориларга ва захарли моддаларга юксак сезгирлиги.
Бундан ташқари синапслар қўзғалишларни суммациялаш, тез чарчаш, гипоксияга юксак сезувчанлик хоссаларига эга. Синапсдаги жараенлар “бор ёки йўқ” қонунига бўйсунмайди.
Қўзғалишнинг бир томонлама – асабдан мушакка ўтказилиши, импульсни локал токлар ёрдамида мушакдан асабга ўтказилишига йўл қўймайдиган нисбатан кенг синаптик ёриғ борлиги билан тушунтирилади. Синапсдан қўзғалишнинг секинроқ, тўхтатилиб ўтказилиши медиатор секрецияси, унинг диффузияланиши, постсинаптик мембранага таъсир этиб, уни фаоллаштириши ва ОПП нинг бўсаға катталигигача ўсишига кетадиган вақтга боғлиқ.
ОПП ацетилхолиннинг постсинаптик мембранадаги кимёвий қўзғалувчан ион каналларни фаоллаштириши оқибатидир. Мазкур каналлар мембрана липид қатламини тешиб ўтган оқсил макромолекулаларидан иборат. Канал транспорт тизими, дарвоза механизми ва ацетилхолин медиаторига сезувчан бўлган холинорецептордан ташкил топган. Ацетилхолин бўлмаганда канал епиқ бўлади. Ацетилхолиннинг кванти постсинаптик мембранадаги каналларнинг муайян миқдорини фаоллаштиради ва оқибатда мембрана кутбсизланади. Ацетилхолин концентрацияси қанча катта бўлса ОПП муайян чегарагача шунча юксак бўлади. Бу жихатдан ОПП локал жавобга яқиндир.
Ацетилхолин томонидан қутбсизлантирилган постсинаптик мембрана билан мушак толаси электр қўзғалувчан мембранасининг қўшни қисмлари орасида маҳалий токлар пайдо бўлиб, мембрана критик деполяризациясидан сўнг тарқалувчан ҳаракат потенциали вужудга келади.
Шундай қилиб, қўзғалишнинг асаб толасидан скелет мушак толасига ўтказилиши қуйидаги жараёнлар занжиридан иборат: нерв импульси – Са²⁺ ионларининг нерв охири ичига Кириши – ацетилхолиннинг нерв охиридан чиқиши – ацетилхолиннинг холинорецептор билан ўзаро таъсири – постсинаптик мембаранадаги кимёвий қўзғалувчан каналларнинг фаоллашуви – охирги пластинка потенциалининг вужудга келиши – синапс яқинидаги электр қўзғалувчан мембрананинг критик деполяризацтияси – ҳаракат потенциали генерацияси.
Ҳаракатлантирувчи нерв охирларидан ацетилхолин қўзғалиш вақтидагина эмас тинчликда ҳам секрецияланади. Тинчликда ацетилхолиннинг кичик бўлаги – кванти ажратилади. Квант ацетилхолиннинг 2000 гача молекуласидан иборат. Нерв импульси таъсирида синаптик ёриғга бундай квантларнинг жуда кўп миқдори ажратилади. Тинчлик ҳолатида синапс ёриғига алоҳида квант ажратилиши оқибатида ОПП дан 50-80 марта кичикроқ миниатюр потенциалларни келтириб чиқаради, уларнинг частотаси 1 секундда битта.
Холинрецепторлар билан бирикадиган ацетилхолиндан ташқари қатор моддалар мавжуд, улар мустахкам бирикма ҳосил қилади. Бундай моддаларга кураре, диплацин, d- тубокурарин, флакседил киради. Бу моддалар мушакка таъсир этганда на нерв импульси, на сунъий киритилган ацетилхолин мушак толасини қўзғата олмайди. Ҳозирги вақтда жарроҳлик амалиётида кўпгина операцияларни сунъий нафас шароитида курарега ўхшаган моддалар билан асаб-мушак блокадаси асосида ўтказадилар.
Асаб-мушак синапслари соҳасида ацетилхолинни парчалайдиган холинэстераза ферменти борлиги аниқланган. Табиий шароитда мушакка кетма-кет тез-тез келувчи нерв импульслари таъсир этади. Ацетилхолиннинг аввалги бўлаги билан деполяризацияланган постсинаптик мембрана навбатдаги бўлак таъсирига кам сезувчан бўлиб қолади. Бирин- кетин келаётган импульслар меъёрий қўзғатувчи таъсир этиши учун медиаторнинг аввалги бўлаги бартараф этилиши зарур. Бу функцияни холинэстераза бажаради. Ацетилхолин парчаланганда ажратиладиган холин махсус транспорт тизими томонидан асаб охирининг ичига қайта ташилади. Холинэстераза фаоллигини кескин пасайтирувчи ингибиторлар мавжуд. Уларга эзерин, простигмин, галантамин киради. Асаб-мушак синапсига бирон ингибитор таъсир этганда постсинаптик потенциал амплитудаси ва вақти ошади.
Н.Е.Введинский томонидан кашф этилган пессимал тормозланиш асосида катта частотали таъсирланиш вақтидаги постсинаптик мембрана деполяризацияси ётади. Таъсирлаш частотаси ошиб бориши билан скелет мушаги тетаниқ қисқариши катталиги ошиб боради. Таъсирланиш оптимал частотасида тетанус максимал катталикка ётади. Агар стимуляция частотаси яна оширилса, мушакнинг тетаник қисқариши кескин кучсизланади ва қандайдир катта пессимал частотага етганда, таъсирланиш давом этишидан қатъий назар, мушак деярли тўла бўшашади. Стимуляция частотаси пасайтирилиши билан тетануснинг юксак даражаси қайта тикланади. Бақа асаб-мушак препаратида пессимал тормозланиш бир сек да 100 стимулда кузатилади. Асаб толаларида 1 секундда 500, мушакларда 200 таъсирланиш пессимал тормозланишни келтириб чиқаради.
Асаб-мушак синапсида чарчаш асаб ва мушак толаларидан олдин ривожланади. Синапснинг чарчаши медиатор миқдорининг камайиши ва алмашинув маҳсулотлари таъсирида постсинаптик мембрананинг ацетилхолинга сезувчанлиги пасайиши билан тушунтирилади.
Асаб толалари мушакларнинг қисқаришидан ташқари трофик таъсир ҳам кўрсатади, яъни мушакдаги модда алмашинувини бошқаришда иштирок этади. Мушак нерв толаларидан махрум бўлган (денервация, асаб дегенерацияси)да мушак толалари атрофияси ривожланади: саркоплазма миқдори камаяди, мушак толалари диаметри кичраяди, миофибриллар емирилади. Махсус текширишлар шуни кўрсатадики, бу ўзгаришлар мушак ишламаганлиги оқибати эмас. Денервацияланган мушакда ацетилхолинга сезувчанлик фақатгина постсинаптик мембрана соҳасида эмас, синапсдан ташқарида ҳам кузатилади. Чунки бунда оқсил синтезининг бошқарилиши бузилади.
Денервация қилинган мушакда ферментлар, жумладан АТФ-аза, фаоллиги пасаяди, оқсил парчаланиши кучаяди, мушак тўқимаси массаси кичраяди. Скелет мушакларига симпатик асаб тизими толалари ҳам трофик таъсир кўрсатади, уларнинг охирларидан норадреналин ажратилади.
Қўзғалишнинг асаб толаларидан силлиқ мушакларга узатилиши механизми скелет мушакларига узатилиш механизмига ўхшайди. Фақат медиаторлар кимёвий табиати ва постсинаптик потенцияллар суммацияси хусусиятлари билан фарқ қилади. Барча скелет мушакларида қўзғатувчи медиатор ацетилхолиндир. Силлиқ мушакларда турли медиаторлар иштирок этади. Меъда-ичак йўли силлиқ мушаклари учун қўзғатувчи медиатор бўлиб ацетилхолин, қон томирлари силлиқ мушаклари учун норадреналин хизмат қилади. Мембрана критик деполяризацияси нерв охирига бирин-кетин бир неча импульслар келгандагина содир бўлади. Шунда қўзғатувчи постсинаптик потенциаллар суммацияланади ва улар йиғиндиси бўсаға катталигига ётганда ҳаракат потенциали вужудга келади.
Силлиқ мушакларга борувчи баъзи асаб толаларининг таъсирланиши уларнинг қўзғалишини эмас, тормозланишини келтириб чиқаради, чунки нерв охирлари тормозловчи медиатор ажратади.
Тормозловчи медиатор постсинаптик мембранадаги калий ионлари каналларини фаоллаштиради. Чиқаётган калий оқими постситнаптик мембрана гиперполяризациясига сабаб бўлади ва тормозловчи постсинапитик потенциаллар (ТПСП) пайдо бўлади. Ритмик таъсирланиш шароитида ТПСП суммацияси содир бўлади, частота 5-25 имп/с бўлганда суммация айниқса самарали бўлади.
Ацетилхолин билан қўзғатиладиган силлиқ мушакларда (масалан, ичак, бронхлар) тормозловчи медиатор ролини норадреналин бажаради. Сийдик пуфаги сфинктери ва баъзи бошқа силлиқ мушаклар учун норадреналин қўзғатувчи, ацетилхолин тормозловчи медиатордир. Силлиқ мушакларда холинорецепторларни кураре эмас, атропин блокада қилади. Норадреналин медиатор вазифасини бажарадиган силлиқ мушакларда кимё қўзғалувчан каналлар адренорецепторларга эга. Адренорецепторларнинг икки тури ажратилади: альфа-адренорецепторлар ва бета-адренорецепторлар. Улар турли кимёвий бирикмалар – адреноблокаторлар билан блокада қилинади.
Шундай қилиб, кимёвий синапс ўз вазифасини бир меъёрда бажариши учун фақат медиаторнинг ўзи эмас, балки медиатор тизими мавжуд бўлиши керак. Бу тизим 3 қисмдан иборат:
1) медиаторни синтезловчи фермент (масалан, холинацетилаза);
2) медиатор модданинг ўзи (масалан, ацетилхолин),
3) медиаторни синапс ёриғидан йуқотувчи механизм – фермент (масалан, холинэстераза), ёки эндоцитоз.
Бу тизимнинг бирон қисми шикастланса, қўзғалишнинг синапсдан ўтиши бузилади.
Хулоса қилиб айтганда, қўзғалишнинг кимёвий синапслардан, жумладан асаб-мушак синапсларидан, ўтказилиши қуйидаги хоссаларга эга:
1) синапснинг пресинаптик қисмида медиатор борлиги;
2) ҳар бир синапс ўзининг доминанталик қилувчи медиаторига эга;
3) постсинаптик мембрананинг медиатор таъсирида де- ёки гиперполяризация ҳолатига ўтиши;
4) постсинаптик мембранадаги рецепторларга махсус боғловчи (блокада қилувчи) моддалар таъсир этиши мумкин;
5) синапсдаги медиаторни парчаловчи ферментлар таъсирини бўғиб қўйганда постсинаптик потенциал давомийлиги ошади;
6) медиатор кванти таъсирида ҳосил бўлувчи миниатюр потенциаллардан постсинаптик мембранада қўзғатувчи постсинаптик потенциаллар юзага келиши;
7) медиаторнинг синапсда таъсир этиши давомийлигининг медиатор хоссаларига боғлиқлиги;
8) қўзғалишнинг бир томонлама ўтказилиши;
9) постсинаптик мембранада кимёвий сезувчан ва рецепторлар томонидан бошқариладиган каналлар мавжудлиги;
10) синапс ёриғига ажратиладиган медиатор квантларининг аксон бўйича келадиган импульслар частотасига мутаносиб кўпайиши;
11) синаптик ўтказилиш самараси синапсдан такроран, қайта фойдаланиш частотасига боғлиқ ҳолда ошади (“машқлар самараси“);
12) узоқ муддат катта частота билан синапсга стимул берилганда синапснинг чарчаши.
Бундай вақтда чарчаш медиаторнинг кескин камайиши, унинг етарли миқдорда синтезланмаслиги ёки постсинаптик мембрананинг тургун деполяризацияланиши натижасида ривожланади.
Қатор кимёвий моддалар синапсга таъсир этиб, уни нофаол ҳолатга ўтказиши мумкин. Чунончи, простагландинлар синапсда медиатор синтезини тормозлайди.
Хеморецептор каналларни блокада қилувчи деб аталадиган моддалар синапсдан қўзғалиш ўтказилишини тўхтатиб қўяди. Масалан, ботулизм токсини ва марганец асаб-мушак синапсларида, марказий нерв тизимидаги тормозловчи синапсларда медиатор секрециясини тўхтатади. Тубокурарин, атропин, стрихнин, пенициллин, пиротоксин в.б. синапслардаги рецепторларни боғлаб қўяди, оқибатда синапс ёриғига ажратилган медиатор ўз рецепторини топа олмай қолади.
Шу билан бир вақтда медиаторларни парчаловчи тизимларни боғлайдиган моддалар ҳам ажратилган. Уларга эзерин ва фосфорорганиқ бирикмалар киради.
Нерв-мускул синапсида нормада ацетилхолин постсинаптик мембранага қисқа вақт (1-2 мс) таъсир этади, чунки уни холинэстераза зудлик билан парчалайди. Агар ацетилхолин юзлаб миллисекунд давомида парчаланмаса, унинг мембранага таъсири тўхтайди ва синапсдан қўзғалиш ўтказилиши тўхтаб қолади (блокада қилинади).
Нерв-мускул ўтказилишининг блокадаси қуйидаги усуллар билан келтириб чиқарилади:
1) қўзғалишни пресинаптик соҳада блокада қилувчи маҳаллий анестезия қилувчи моддалар таъсири билан;
2) пресинаптик мембранадан медиатор ажратилишини тўхтатиш (масалан, ботулизм токсини)йўли билан;
3) медиатор синтезини бузиш орқали, масалан, гемихолиний таъсири;
4) ацетилхолин рецепторларини боғлаб қўйиш, масалан, бунга – ротоксин таъсири билан;
5) ацетилхолинни рецепторлардан сиқиб чиқариш, масалан, кураре таъсири;
6) постсинаптик мембрана фаоллигини йуқотиш (сукцинилхолин, декаметоний в.б.);
7) холинэстераза таъсирини тўхтатиш (масалан, фосфорорганиқ бирикмалар) билан; натижада ацетилхолин узоқ муддат сақланади ва синапсдаги рецепторлар чуқур деполяризацияси ва инактивациясини келтириб чиқаради.
Мушаклар тонусини пасайтириш учун айниқса жарроҳлик операцияси вақтида асаб-мушак ўтказилишини миорелаксантлар билан блокада қилишдан фойдаланилади. Миорелаксантлар таъсир этиш механизми бўйича икки гуруҳга бўлинади:
1) қутбсизлантирувчи мушак релаксантлари (сукцинилхолин в.б.) постсинаптик мембрана рецепторларига таъсир этади;
2) қутбсизлантирмайдиган мушак релаксантлари (кураре гуруҳидаги моддалар) постсинаптик мембранадаги рецепторлар билан боғланиб, уларни банд қилиб қўяди ва ацетилхолин рецепторларга таъсир эта олмайди.
.