Рецепторы представляют собой надмолекулярные образования, состоящие из белков и гликолипидных компонентов. Они способны «распознавать» и связывать биологически активные вещества — нейротрансмиттеры, различные эндогенные вещества, а также экзогенные соединения, в том числе нейротропные средства. При взаимодействии рецептора с медиатором непосредственно изменяются потоки ионов (Na+ и С1“) через мембрану (ионотропный эффект) или индуцируется образование так называемых вторичных мессенджеров (в качестве первичного мессенджера выступает медиатор), которые, в свою очередь, меняют ряд свойств нейронов, в том числе открывают ионные каналы (метаботропный эффект). В связи с этим рецепторы делятся на два класса: ионотропные и метаботропные.
Ионотропный рецептор образован крупным белком, состоящим из 4-5 субъединиц. Субъединицы рецептора пронизывают клеточную мембрану, образуя ионный канал (рис. 3). Участки субъединиц, находящиеся над поверхностью мембраны, служат для узнавания медиато-
ра и взаимодействия с ним, а те, что расположены на внутренней поверхности мембраны, становятся мишенью для факторов, регулирующих активность рецептора.
В состоянии покоя каналы ионотропных рецепторов закрыты. При взаимодействии с медиатором конформация субъединиц рецептора изменяется, и каналы открываются. В результате происходит быстрая деполяризация (в случае Ка+-каналов) или гиперполяризация (в случае С1 -каналов) постсинаптической мембраны. Скорость действия таких рецепторов составляет несколько ^ миллисекунд. К ионотропным ре- гlt;\ цепторам принадлежат никотиновые рецепторы ацетилхолина, рецеп- ^ торы ГАМКа, обнаруженные преимущественно в ЦНС, рецепторы гли- V- цина, часть рецепторов глутамата и аспарагиновой кислоты.
Метаботропные рецепторы не связаны напрямую с ионными каналами. Они инициируют биохимические процессы, которые вызывают более длительные эффекты (скорость их действия лежит в секундно-минутном диапазоне) и, оказывая влияние на мембранную проводимость и ионные токи, изменяют реактивность нейрона. Мем- бранотропные рецепторы могут увеличивать Са2+-проводимость, уменьшать Na'-токи (тормозный эффект) или К+-токи (возбудительный эффект). Некоторые амины (норадреналин) могут увеличивать К+-токи (тормозный эффект).
Метаботропный рецептор представляет собой сложную систему, состоящую по крайней мере из трех белков: 1) собственно рецепторного белка, связывающегося с медиатором (R-белок); 2) так называемого G-белка, модифицирующего и передающего сигнал с рецепторного белка; 3) белка-эффектора — фермента, катализирующего образование внутриклеточного низкомолекулярного регулятора — вторичного мессенджера.
Рецепторный белок (R-белок) представляет собой крупный полипептид, который семь раз пересекает клеточную мембрану (рис. 4), образуя соответственно по три петли над поверхностью мембраны и
под ней. Те части пептида, которые пронизывают фосфолипидную
рующий эти ферменты; (3) G^-белок, активирующий фосфолипазу С; (4) G-белок, ингибирующий потенциал-зависимые Са2+- и К+-каналы.
Кроме того, существует разновидность G-белков, напрямую взаимодействующих с ионными каналами. При этом в отличие от ионотропных рецепторов они охватывают большее число каналов. Однако наиболее общий способ управления ионными каналами для метаботропных рецепторов — образование вторичных мессенджеров, которые в свою очередь активируют внутриклеточные протеинки- назы, а те фосфорилируют мембранные белки. В результате изменяется состояние ионных каналов.
К метаботропным относятся рецепторы: норадреналина, адреналина, дофамина, серотонина, М-холинорецепторы, ГАМКв-рецепто- ры, локализующиеся главным образом в периферической нервной системе, рецепторы ряда пептидных соединений и некоторые рецепторы глутамата. Вариабельность нейротрансмиттеров, рецепторов, вторичных мессенджеров и ионных каналов обеспечивает многообразие активности нейронов мозга.
Особенности рецепторов нервной ткани — их лабильность и высокая степень обновления, которая обусловлена синтезом и утилизацией белковых компонентов. Действие медиатора зависит от количества занятых им рецепторов. Увеличение или снижение количества активных рецепторов на мембране, а также изменение их чувствительности представляют собой механизм постсинаптической модуляции эффективности синаптической передачи.