CC BY
42УДК 615.917 : 577.151
Молекулярные механизмы холинергической регуляции и дисрегуляции
Обзор современных представлений о механизмах холинергической регуляции в норме и при воздействии биологических токсинов или химических отравляющих веществ, молекулярными мишенями действия которых являются звенья холинергической регуляции, а именно: системы синтеза и деградации ацетил-холина, везикулярный транспорт ацетилхолина
Гончаров Н.В., Прокофьева Д.С., Войтенко Н.Г, Бабаков В.Н., Глашкина Л.М. НИИ гигиены, профпатологии и экологии человека ФМБА России, С.-Петербург
и его действие на рецепторы. Рассмотрена роль не-нейрональных холинергических систем в развитии последствий острой и хронической интоксикации фосфорорганическими соединениями.
Ключевые слова: ацетилхолин, рецептор, токсин, фосфорорганическое соединение
Классические представления о механизмах холинер-гической регуляции сформировались достаточно давно, чему в немалой степени способствовали исследования отечественных физиологов и токсикологов. Ряд открытий 30-40-летней давности положили начало новому этапу и определили выход за пределы классических представлений. Речь идет об открытии эндотелий-зависимой релаксации сосудов, понимании механизма действия ботулинового и ряда других природных токсинов, обнаружении нейротоксиэсте-разы и неэстеразных мишеней действия фосфорорганичес-ких соединений.
Цель настоящего обзора -не просто обобщение сведений, известных специалистам, но главным образом осмысление путей и логики развития молекулярной токсикологии как науки, связывающей фундаментальные аспекты молекулярной и клеточной биологии с клиникой и патофизиологией ряда заболеваний, в основе которых лежит нарушение холинергической регуляции. Кроме того, мы хотели обратить внимание исследователей на роль моно-карбоксилатного переносчика в модуляции клинической картины интоксикации, а также предпринять попытку обобщения экспериментальных
данных о последствиях острой и хронической интоксикации органофосфатами.
Химическое вещество можно назвать медиатором (трансмиттером), если оно удовлетворяет ряду критериев. В клетках должны содержаться ферменты, необходимые для синтеза этого вещества. При действии сигнальных агентов это вещество должно выделяться, реагировать со специфическим рецептором и вызывать биологическую реакцию. Должны существовать механизмы, прекращающие действие этого вещества. Всем этим критериям удовлетворяет ацетилхолин (АХ), сложный эфир уксусной кислоты и холина. Он синтезируется в клетке из холина и активной формы ацетата - аце-тилкоэнзима А (АцКоА) - при помощи фермента холинаце-тилтрансферазы (ХАТ, КБ для холина ~1мМ и КБ для АцКоА ~10мкМ), после чего депонируется в пузырьках (везикулах) диаметром 40-60 нм [1]. Транспорт АХ в везикулы осуществляется благодаря протонному градиенту между внутренней средой везикулы и цитоплазмой. В каждом пузырьке содержится от 6000 до 20000 молекул АХ [2, 3]. Нервный импульс, достигший пресинаптической мембраны, вызывает ее деполяризацию, в результате чего открываются потенциал-зависимые кальциевые каналы.
Концентрация Са2+ в цитоплазме нервного окончания повышается, белок синаптичес-кого пузырька синаптотагмин связывается с Са2+ и тем самым принимает участие в регуляции экзоцитоза. Для выброса содержимого одного пузырька требуется примерно 4 иона Са2+. Процесс узнавания си-наптическим пузырьком пре-синаптической мембраны происходит при взаимодействии мембранных белков БКАКБ-комплекса (синаптобревин, 8КАР-25, синтаксин и другие). Высвобождение медиатора происходит «квантами», т.е. путем полного опорожнения каждого отдельного пузырька. В нормальных условиях под влиянием сильного импульса выделяется примерно 100-200 квантов медиатора - количество, достаточное для инициирования потенциала действия в постсинаптическом нейроне. Незначительное количество квантов нейромедиатора постоянно (спонтанно) секретиру-ется в синаптическую щель и в других сегментах нервного волокна [1]. Выделенный в сина-птическую щель АХ вступает во взаимодействие с рецептором постсинаптической мембраны: это М-рецепторы (ме-таботропные, активируемые мускарином) и Н-рецепторы (ионотропные, активируемые никотином). М-рецепторы имеются во многих нейронах
автономной нервной системы, Н-рецепторы присутствуют в ганглиях и скелетных мышцах. Н-рецептор имеет массу 290 кДа и состоит из 5 субъединиц, расположенных симметрично вокруг центральной поры [4, 5]. Различают 2 подтипа Н-рецепторов, мышечный и нейрональный. Нейрональные Н-рецепторы не чувствительны к а-бунгаротоксину, в отличие от мышечных. Вход Ка+ вызывает сокращение мышц. В то же время, сократимость кардиомиоцитов снижается. Существует 5 типов М-рецеп-торов [6]. За исключением М5, они имеют фармакологическую специфичность: так, хо-линергический антагонист пи-рензипин имеет наибольшее сродство для М1-рецептора, сопряженного главным образом с Од-белком и обнаруженного в ганглиях, экзокринных железах и ЦНС. М2-рецептор, обнаруженный в сердце, сопряжен с Оьбелком. МЗ-рецептор сопряжен с Од-белком, имеется в разных органах и тканях: воздействие АХ на гладкую мускулатуру бронхов и кровеносных сосудов обусловливает бронхоконстрикцию и вазо-констрикцию, соответственно. М4-рецептор сопряжен с Оь белком и обнаружен в ЦНС.
После выделения медиатора должна наступить фаза его быстрой инактивации, чтобы подготовить синапс к восприятию нового импульса. В холи-нергических синапсах это происходит двумя путями. Первый путь заключается в том, что АХ подвергается ферментативному гидролизу с образованием неактивных метаболитов холина и ацетата. Второй путь - это энергозависимый активный транспорт АХ в нейрон, где он накапливается для последующего повторного использования. В большинстве отделов головного мозга гидролитический распад АХ на уксусную кислоту и холин катализируется ацетилхоли-нэстеразой (АХЭ, или истин-
ная холинэстераза, КФ 3.1.1.7, которая гидролизует АХ быстрее, чем иные эфиры холи-на). Этим ферментом богаты пре- и постсинаптические мембраны. Каталитическая активность АХЭ очень высока: одна молекула АХЭ расщепляет около 5000 молекул АХ в секунду. Существуют и другие эстеразы, которые способны гидролизовать АХ, но значительно медленнее по сравнению с АХЭ. Одна из таких эстераз называется бутирилхо-линэстераза (ложная холинэ-стераза, псевдохолинэстераза, КФ 3.1.1.8). Захват холина осуществляется посредством высокоаффинного переносчика с Км~1-5мкМ. Большая часть холина рециркулирует, возникая в результате гидролиза АХ и являясь источником АХ. Однако часть холина образуется из фосфатидилхолина [1].
К холинергическим нервным клеткам (волокнам, синапсам) относятся соматические мотонейроны в скелетных мышцах, преганглионарные нейроны автономной нервной системы, все постганглионарные нейроны парасимпатической нервной системы и некоторые пост-ганглионарные симпатические нейроны (например, в потовых железах). Кроме того, холи-нергические синапсы имеются во внутренних органах, в вегетативных ганглиях, мозговом слое надпочечников, каротид-ных клубочках. В центральной нервной системе АХ выполняет функцию нейромодулятора: холинергические нейроны достаточно широко представлены в мозге, главным образом в коре (лобная, теменная, височная доли), гиппокампе, хвостатом тело и базальном ядре Мейнерта. Функции этих нейронов имеют отношение к когнитивным процессам.
На передачу возбуждения в холинергических синапсах могут воздействовать вещества, которые оказывают влияние на следующие процессы: синтез АХ и его депонирование
в везикулах; высвобождение АХ; взаимодействие АХ с хо-линорецепторами; гидролиз АХ в синаптической щели; обратный нейрональный захват холина пресинаптическими окончаниями. Аминоглико-зидные антибиотики снижают поступление Са2+ в цитоплазму нервных окончаний и блокируют высвобождение АХ (неомицин > стрептомицин > гентамицин) [7]. Депонирование АХ в везикулах уменьшает везамикол, который неконкурентно и обратимо блокирует транспорт ацетилхолина из цитоплазмы в везикулы пре-синаптических терминалей [8]. Процесс слияния везикулярной и пресинаптической мембран, а, следовательно, экзоцитоз везикул и выделение АХ блокирует ботулиновый токсин -самый токсичный природный белок (ЛД50 0,005-0,05 мкг/кг), продуцируемый бактериями Clostridium botulinum [9, 10]. Синтаксин, SNAP-25 и синап-тобревин — мишени ботулини-ческого токсина. Синаптобре-вин также является мишенью столбнячного токсина. Высвобождение АХ в синаптическую щель из окончаний двигательных нервов стимулирует хо-линомиметик 4-аминопиридин (пимадин) [11]. М-рецепторы специфически блокируются атропином. Ингибиторами Н-рецепторов являются кураре и активный компонент этого яда D-тубокурарин. Частичная десенситизация Н-рецепторов ведет к ослаблению функции -эффект, вызываемый курением. Обратный нейрональный захват холина ингибирует ге-михолиний [12]. Токсины бледной поганки Amanita phalloides ингибируют активность АХЭ и блокируют холинорецепто-ры, помимо ингибирования своей основной мишени РНК-полимеразы II [13, 14].
Механизмы обратного захвата ацетатной группы и возможные источники ацетата для синтеза АХ не воспринимаются в качестве проблемы,
заслуживающей внимания при изучении механизмов холинер-гической регуляции. Мы полагаем, что есть основания для изменения такого отношения. Скорость метаболизма ацетата в астроцитах примерно в 18 раз выше скорости его метаболизма в синаптосомах мозга. В то же время активность ацетил-КоА-синтазы, первого фермента на пути утилизации ацетата, почти в два раза выше в синаптосомах по сравнению с астроцитами [15]. Принципиальная разница в скорости метаболизма ацетата обусловлена различиями транспортных функций: захват ацетата астро-цитами обеспечивает моно-карбоксилатный переносчик-1 (МКП1), имеющий высокое сродство к внешнему ацетату и внутриклеточному лактату; он также преимущественно экспрессирован в скелетных мышцах и эндотелиальных клетках, тогда как МКП2 экс-прессирован главным образом в нейронах, а также в клетках сердца и печени [16-18]. Можно предположить, что нарушение функции МКП1 или метаболизма астроцитов изменит холинергическую регуляцию мозга и всего организма. Известным глиальным ядом является фторацетат, поскольку он ингибирует митохондриаль-ную аконитазу астроцитов [19]. Мы показали, что действие фторацетата (или его аналога фторацетамида) действительно вызывает рост парасимпатических влияний на фоне ва-госимпатического дисбаланса [20, 21]. При этом мы не обнаружили нарушений эндотелий-зависимой релаксации аорты крыс, что свидетельствует о первичности и важности именно центральных механизмов холинергической дисрегуля-ции при интоксикации фтора-цетатом, а также указывает на активизацию альтернативных метаболических путей в эндо-телиальных клетках.
Нарушение холинергичес-кой трансмиссии головного
мозга связывают с болезнью Альцгеймера, признаками которой являются возрастные ослабления памяти и когнитивных процессов. У больных паркинсонизмом, помимо патологического уменьшения количества нейронов в чёрном веществе и других областях мозга, уменьшения уровня дофамина и метионин-энкефа-лина, - обнаружено снижение активности ХАТ и количества нейронов в ядре Мейнерта, а также менее значительное снижение АХЭ во всех долях коры головного мозга; эти нарушения также коррелируют с ослаблением когнитивных процессов [22, 23]. Миастения гравис - приобретенное аутоиммунное заболевание, при котором образующиеся в организме антитела повреждают ацетилхолиновые рецепторы, через которые передается нервный импульс к мышце, в результате чего развивается мышечная слабость [24]. Терапия включает в себя применение антихолинэстеразных препаратов (неостигмин, пиридос-тигмин), иммунодепрессантов, иногда тимэктомию. Синдром Ламберта-Итона (Lambert-Eaton) также является аутоиммунным заболеванием, которое обусловлено нарушением пресинаптического проведения импульса в результате воздействия антител на пре-синаптические потенциал-зависимые кальциевые каналы [25].
Фосфорорганические соединения (ФОС) ингибируют АХЭ, что приводит к увеличению количества АХ в синапти-ческой щели, избыточной стимуляции М- и Н-рецепторов и холинэргическому кризису [26]. Некоторые ФОС способны вызывать иной тип нейроток-сичности - центрально-периферическую дистальную сен-сорномоторную аксонопатию, известную как отставленный нейротоксический эффект или ФОС-индуцированная отставленная полинейропатия (ОПН)
[27, 28]. Симптомы ОПН проявляются через 1-4 недели после единичной дозы ФОС, после того как холинэргичес-кие симптомы уже прошли, и включают в себя спазматические мышечные боли в ногах, прогрессирующую слабость в ногах вслед за истощением и ослаблением дистальных лим-бических мышц. Кроме того, существует третий, менее охарактеризованный синдром, известный как промежуточный синдром, вызванный действием ФОС. Он имеет место в 2050% случаев отравления ФОС через 1-4 дня после острой хо-линэргической фазы и характеризуется мышечной слабостью и затруднением дыхания. Полагают, что механизм этого синдрома обусловлен модификацией никотиновых рецепторов в нейромышечном соединении [29, 30]. Считается, что развитие ОПН не связано с ин-гибированием АХЭ, а обусловлено фосфонилированием т.н. нейротоксической эстеразы (НТЭ) в нервной системе [3133]. Однако в действительности все намного сложней. Отставленные последствия острой интоксикации ФОС весьма разнообразны, а развитие ОПН и других последствий не сводятся к ингибированию НТЭ или нейрональной АХЭ. Эти последствия, а также клинику холинергического кризиса невозможно понять без представлений о не-нейрональных хо-линергических системах.
К настоящему времени все или отдельные холинергичес-кие компоненты (АХ, ХАТ, АХЭ, М- и Н-рецепторы) обнаружены во многих не-ней-рональных клетках и тканях: эритроцитах, кератиноцитах, раковых клетках, в клетках иммунной системы, мочевого пузыря и репродуктивных органов, в клетках бронхиального эпителия, сосудистого эндотелия и др. [34]. В связи с проблемой интоксикации ФОС интерес представляют главным образом две системы клеток -
эритроциты и эндотелий сосудов, учитывая количество этих клеток в организме млекопитающих. Нетрудно подсчитать, что в организме взрослого человека находится примерно 2*1013 эритроцитов и 2*1012 эндотелиальных клеток. Для сравнения: в мозге взрослого человека примерно 1011 нейронов и 1014 синапсов [35].
Эритроциты давно известны как носители холинэсте-разной активности [36], хотя биологический смысл данного факта все еще остается предметом дискуссий. Несмотря на то, что АХЭ кодируется одним геном, она существует в разных молекулярных формах, имеющих примерно одинаковую каталитическую активность, но отличающихся своей олигомерной последовательностью и характером прикрепления к клеточным мембранам. Известно, что кроме системы AB0 и резус-фактора эритроциты имеют еще 28 других антигенных систем
[37]. АХЭ эритроцитов имеет важный с иммунологической точки зрения эпитоп - антиген группы крови Yt, который представлен двумя аллелями: Yt(a) и Yt(b). Наличие антител к данному эпитопу приводит к гемолитической анемии
[38]. В норме в капиллярах эритроциты движутся со скоростью около 2 сантиметра в минуту, что дает им время передать кислород тканям. При изменении кислотно-щелочного баланса крови в сторону закисления (от 7,43 до 7,33) происходит склеивание эритроцитов в виде монетных столбиков. Этому способствует уменьшение поверхностного отрицательного заряда эритроцитов, что может быть обусловлено адсорбцией таких положительно заряженных белков, как фибриноген, -глобулины, парапротеины и др. В результате снижается электростатический «барьер» или «распор» между эритроцитами, что приводит к на-
рушению микроциркуляции, ишемии. Вероятность этого резко возрастает при острой интоксикации ФОС, когда ин-гибирование эритроцитарной АХЭ обусловливает повышение концентрации АХ в органах и крови более чем в 2 раза [39], с последующей гиперстимуляцией М3-рецепторов эн-дотелиальных клеток, мобилизацией внутриклеточного кальция и генерацией N0. Хо-линорецепторы на эндотелио-цитах были открыты в 1976 году [40], в том же году гистохимическим методом была впервые показана холинэсте-разная активность эндотелия [41], которая многим позже была подтверждена другими методами [42-44]. В 1980 году Фуршготт и Завадский описали явление эндотелий-зависимой релаксации [45], опосредованное М3-рецептором и генерацией окиси азота [4648]. Помимо М-рецепторов, на эндотелии имеются Н-ре-цепторы [49]. Наконец, в эн-дотелиальных клетках было показано наличие ХАТ и везикулярной системы переноса АХ [50-52]. Все это свидетельствует о том, что эндотелий является самостоятельной хо-линергической структурой, в составе кровеносных сосудов пронизывающей все органы и части тела. При этом эндотелий можно представить как орган весом 1,5-1,8 кг (сопоставимо с весом печени или мозга), занимающий площадь футбольного поля [53].
Для формирования отставленных последствий острой интоксикации ФОС важен момент инициации, так как повреждение целостности гистогематического барьера обеспечивает возможность ау-тоиммунизации забарьерны-ми антигенами нервной ткани [54]. Морфологические исследования показали, что формирование ОПН ассоциируется с развитием васкулита с анги-одистоническими явлениями и повышенным тромбообразо-
ванием, а также с активацией тканевых базофилов [55]. Что касается отставленных последствий субхронической интоксикации ФОС, они могут развиваться в условиях отсутствия ингибирования холинэс-тераз; при этом они связаны с нарушением эндотелий-зависимой релаксации сосудов, нарушением нервно-мышечной проводимости, изменением кинетических параметров агрегации тромбоцитов, которые являются чувствительными индикаторами состояния сосудистого русла и вероятными участниками патогенеза [5659]. Возможное развитие аутоиммунного процесса и нейропа-тии обусловлено воздействием на не-нейрональные мишени (эндотелий), а поражение нервных волокон обусловлено зависимостью их трофики в том числе от целостности сосудистого русла. Учитывая малый «удельный вес» эндонев-ральных капилляров (2-4% от объема нервного волокна [60]) и отсутствие лимфатического дренажа, можно понять легкость развития отеков в периферических нервных волокнах, в том числе при развитии нейропатий различного генеза [61, 62]. Возможное нарушение холинергической регуляции в данном случае имеет характер исключительно вторичной патологии.
Подводя итог вышеизложенному, отметим универсальный характер холинергических реакций в развитии самых разных по своей природе патологий химического и биологического генеза. Эти реакции могут быть обусловлены непосредственным воздействием на молекулярные механизмы генерации/транспорта/гидролиза ацетилхолина, но могут быть обусловлены вторичными механизмами: например, при интоксикации фтораце-татом происходит ослабление функциональных свойств астроцитов, что может привести к нарушению транспорта
ацетата, снижению рН в си- механизмах развития ФОС-наптической щели и, следова- индуцированной полинейро-тельно, снижению активности патии и других последствий АХЭ, максимум которой отме- острой и/или хронической ин-чен при рН8.0 [63, 64]. Однако токсикации ФОС связан с поданное предположение требу- иском новых молекулярных ет экспериментальных дока- маркеров интоксикации. От зательств. Прогресс в реше- решения этого вопроса зави-нии вопроса о биохимических сит диагностика развивающей-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Vizi E.S., Lendvai B. Synaptic and Nonsynaptic Release of Transmitters. // In: Handbook of Neurochemistry and Molecular Neurobiology: Neurotransmitter Systems (Eds. S. Vizi, A. Lajtha), 3rd Edition. Springer, 2008. - V. 465. - P. 102-111.
2. Fletcher P., Forrester T. The effect of curare on the release of acetylcholine from mammalian motor nerve terminals and an estimate of quantum content. // J. Physiol., 1975 - V. 251. - № 1. - P.131-144.
3. Coggan J.S., Bartol T.M., Esquenazi E. et al. Evidence for ectopic neurotransmission at a neuronal synapse.// Science, 2005.- V. 309. - № 5733. - P. 446-451.
4. Unwin N. Refined structure of the nicotinic acetylcholine receptor at 4A resolution. // Journal of Molecular Biology, 2005.-V. 346. - № 4. - P. 967-989.
5. Purves D., Augustine G.J., Fitzpatrick D. et al. // Neuroscience. 4th ed. Sinauer Associates., 2008. - P. 122-126.
6. Caulfield M.P., Birdsall N.J. International Union of Pharmacology. XVII. Classification of muscarinic acetylcholine receptors. // Pharmacol. Rev., 1998.-V. 50. - № 2. - P. 279-290.
7. Redman R.S., Silinsky E.M. Decrease in calcium currents induced by aminoglycoside antibiotics in frog motor nerve endings. // Br. J. Pharmacol., 1994. - V. 113. - № 2. -P.375-378.
8. Salin-Pascual R.J., Jimenez-Anguiano A. Vesamicol, an acetylcholine uptake blocker in presynaptic vesicles, suppresses rapid eye movement (REM) sleep in the rat. // Psychopharmacology, 1995. - V. 121. - № 4.
- P.485-487.
9. Montecucco C., Molgo J. Botulinal neurotoxins: revival of an old killer. // Current opinion in pharmacology, 2005. - V. 5. - № 3. - 274-279.
10. Kukreja R., Singh B.R. Botulinum Neurotoxins: Structure and Mechanism of Action. //In: Microbial Toxins: Current Research and Future Trends. - Caister Academic Press, 2009.
11. Cabado A.G., Alfonso A., Vieytes M.R. et al. Crosstalk between cytosolic pH and intracellular calcium in human lymphocytes: effect of 4-aminopyridin, ammoniun chloride and ionomycin.// Cell Signal, 2000. - V.1. -№ 8 - P.573-581.
12. Carlson N.R. Physiology of Behavior, 9th ed. Boston: Pearson Education, Inc. 2007. - 752pp.
13. Karlson-Stiber C., Persson H. Cytotoxic fungi - an overview. // Toxicon, 2003. - V. 42
- №4. - P. 339-349.
14. Schonwald S. Mushrooms. // In: Dart RC, editor. Medical toxicology. 3rd ed.
- Philadelphia (PA): Lippincott Williams & Wilkins, 2004. - P. 1719-1735.
15. Waniewski R.A., Martin D.L. Preferential utilization of acetate by astrocytes is attributable to transport. // J. Neurosci. -1998. - V. 18 . - № 14 .- P.5225-5233.
16. Jackson V.N., Halestrap A.P. The kinetics, substrate, and inhibitor specificity of the monocarboxylate (lactate) transporter of rat liver cells determined using the fluorescent intracellular pH indicator, 2',7'-bis(carboxyethyl)-5(6)-carboxyfluorescein. // J. Biol. Chem., 1996.
- V. 271. - № 2. - P. 861-868.
17. Gerhart D.Z., Enerson B.E., Zhdankina O. et al. Expression of monocarboxylate transporter MCT1 by brain endothelium and glia in adult and suckling rats. // Am. J. Physiol., 1997. - V. 273. - Pt 1. - P.207-213.
18. Bonen A., Heynen M., Hatta H. Distribution of monocarboxylate transporters MCT1-MCT8 in rat tissues and human skeletal muscle. // Appl. Physiol. Nutr. Metab., 2006.
- V. 31. - № 1. - P.31-39.
19. Goncharov N.V., Jenkins R.O., Radilov A.S. Toxicology of fluoroacetate: a review, with possible directions for therapy research. // J. Appl. Toxicol., 2006. - V.26. - № 2. -P.148-161.
20. Гончаров Н.В. Механизмы токсического действия фторацетата и экспериментальная терапия острых отравлений // Ав-тореф. дис.....д.б.н. - Пущино, 2008.
21. Kuznetsov S.V., Jenkins R.O., Goncharov N.V. Electrophysiological study of infant and adult rats under acute intoxication with fluoroacetamide // J. Appl. Toxicol. -2007. - V.27. - № 6. - P.561-572.
22. Perry E.K., Curtis M., Dick D.J. et al. Cholinergic correlates of cognitive impairment in Parkinson's disease: comparisons with Alzheimer's disease // J. Neurol. Neurosurg. Psychiaty, 1985. - V. 48. - № 5. - P.413-421.
23. Kuhl D.E., Minoshima S., Fessler J.A. et al. In vivo mapping of cholinergic terminals in normal aging, Alzheimer's disease, and Parkinson's disease. // Ann Neurol. 1996. -V. 40. - № 3. - P.399-410.
24. Conti-Fine B.M., Milani M., Kaminski H.J. Myasthenia gravis: past, present, and future. // J. Clin. Invest.,2006. - V. 116. - № 11. - P. 2843-2854.
25. Newsom-Davis J. Lambert-Eaton myasthenic syndrome. // Rev. Neurol . -(Paris), 2004. - V. 160. - № 2. - P. 177180.
26. Glynn P. Neural development and neurodegeneration: two faces of neuropathy target esterase // Prog. Neurobiol. - 2000. -V.61. - № 1. - Р.61-74.
27. Lotti M., A. Moretto. Do carbamates cause polyneuropathy? // Muscle Nerve. -2006. - V.34. - № 4. - P. 499-502.
ся патологии, правильность и своевременность фармакологической коррекции. Наши предположения о различных механизмах развития последствий острой и хронической интоксикации также нуждаются в дополнительных экспериментальных доказательствах.
28. Ray D.E. Organophosphorus esters: An evaluation of chronic neurotoxic effects. -Leicester. - 1998. - P. 62.
29. Senanayake N., Karalliedde L. Neurotoxic effects of organophosphorus insecticides. An intermediate syndrome. // New Engl. J. Med., 1987. - V. 316. - № 13.
- P.761-763.
30. Sedgwick E.M., Senanayake N. Pathophysiology of the intermediate syndrome of organophosphorus poisoning. // J. Neurol. Neurosurg Psychiatry, 1997. - V. 62. - № 2.
- P.201-202.
31. Махаева Г.Ф., Малыгин В.В., Мартынов И.В. Оценка нейротоксического потенциала ряда метил - и фенилфосфонатов с использованием стабильного препарата нейротоксичной эстеразы мозга кур. // Докл. РАН. - 2001. - Т.377. - № 1. - С.125-128.
32. Johnson M.K. Organophosphorus esters causing delayed neurotoxic effecrs: mechanism action and structure // Arch. Toxicol. - 1975. - V.34. - № 4. -P. 259-288.
33. Johnson M.K. The target for initiation of delayed neuroxicity by organophosphorus esters: biochemical studies and toxicological applications // In: Reviews in Biochemical Toxicology. Ed. by E. Hodgson, J.R. Bend and R.M. Philpot. - Elsevier, Amsterdam, New York, 1982. - P. 141-212.
34. Kawashima K., Fujii T. Basic and clinical aspects of non-neuronal acetylcholine: overview of non-neuronal cholinergic systems and their biological significance. // J. Pharmacol. Sci., 2008. - V. 106. - P. 167173.
35. Drachman D. Do we have brain to spare?. // Neurology, 2005. - V. 64. - № 12. - P. 2004-2005.
36. Cline J.K., Johnson R.B., Johnson W.H. Cholinesterase content of erythrocytes in various anemic states; preliminary report. // South. Med. J., 1948. - V. 41. - № 4. -374-376.
37. Chiaroni J. [Numeric terminology of erythrocyte blood group antigens] // Transfus. Clin. Biol., 1998. - V. 5. - № 5. - P.366-371. [Article in French]
38. Bartels C.F., Zelinski T., Lockridge O. Mutation at codon 322 in the human acetylcholinesterase (ACHE) gene accounts for YT blood group polymorphism. // Am. J. Hum. Genet., 1993. - V. 52. - № 5. - P.928-936.
39. Hallak M., Giacobini E. Relation of brain regional physostigmine concentration to cholinesterase activity and acetylcholine and choline levels in rat. // Neurochem. Res., 1986. - V. 11. - № 7. - P.1037-1048.
40. Buonassisi V., Venter J.C. Hormone and neurotransmitter receptors in an established
vascular endothelial cell line. // Proc. Natl. Acad. Sci., 1976. - V. 73. - № 5. - P.1612-1616
41. Tervo T. Histochemical demonstration of cholinesterase activity in the cornea of the rat and the effect of various denervations on the corneal nerves. // Histochemistry, 1976.
- V. 47. - № 2. - P.133-143.
42. Catalan R.E., Hernandez F. Temperature effects on cholinesterases from rat brain capillaries. // Biosci. Rep., 1986. - V. 6. -№ 6. - P.573-577.
43. Carvalho F.A., Graga L.M., Martins-Silva J., Saldanha C. Biochemical characterization of human umbilical vein endothelial cell membrane bound acetylcholinesterase. // FEBS J. - 2005.
- V.272. - № 21. - P.5584-5594.
44. Santos S.C., Vala I., Miguel C. et al. Expression and subcellular localization of a novel nuclear acetylcholinesterase protein. // J. Biol. Chem., 2007. - V.282. - № 35. -P.25597-25603.
45. Furchgott R.F, Zawadzki J.V. The obligatory role of endothelial cells in the relaxation of arterial smooth muscle by acetylcholine. // Nature, 1980. - V. 288. -№ 5789. - P.373-376.
46. Palmer R.M., Ferrige A.G., Moncada S. Nitric oxide release accounts for the biological activity of endothelium-derived relaxing factor. // Nature, 1987. - V. 327. -№ 6122. - P.524-526.
47. Jaiswal N., Lambrecht G., Mutschler E. et al. Pharmacological characterization of the vascular muscarinic receptors mediating relaxation and contraction in rabbit aorta. // J. Pharmacol. Exp. Ther., 1991. - V. 258 . -№ 3. - P.842-850.
48. Boulanger C.M., Morrison K.J., Vanhoutte P.M. Mediation by M3-muscarinic receptors of both endothelium-dependent contraction and relaxation to acetylcholine in the aorta of the spontaneously hypertensive rat // Br. J. Pharmacol., 1994. - V. 112. - № 2. - P.519-524.
49. Hsu S.H., Tsou T.C., Chiu S.J., Chao J.I. Inhibition of alpha7-nicotinic acetylcholine receptor expression by arsenite in the vascular endothelial cells. // Toxicol. Lett., 2005. -V.159. - № 1. - P.47-59.
50. Parnavelas J.G., Kelly W., Burnstock G. Ultrastructural localization of choline acetyltransferase in vascular endothelial cells in rat brain. // Nature, 1985. - V. 316. - № 6030. - P.724-725.
51. Kirkpatrick C.J., Bittinger F., Unger R.E. et al. The non-neuronal cholinergic system in the endothelium: evidence and possible pathobiological significance. // Jpn. J. Pharmacol. - 2001. - V.85. - № 1. - P.24-28.
52. Kirkpatrick C.J., Bittinger F., Nozadze K., Wessler I. Expression and function of the nonneuronal cholinergic system in endothelial cells. // Life Sci. - 2003. - V.72. - №. 18-19. - P.2111-2116.
53. Vane J.R., Anggard E.E., Batting R.M. Regulatory functions of the vascular endotnelium. //New Engl. J. Med., 1990. - V. 323. - P. 27-36.
54. Прозоровский В.Б., Чепур С.В. Новые данные о несинаптических (дистантных) эффектах фосфорорганических ингибиторов холинэстеразы (обзор литературы) // Токсикологический вестник. - 2001. -Вып. 4. - С. 2-7.
55. Чепур С.В., Юдин М.А., Быков В.Н. и др. Изменение структуры и функциональных свойств эндотелия сосудов гемомикро-циркуляторного русла при токсическом хо-линопозитивном синдроме // Морфология, 2006. - Т. 129. - № 2. - С. 106.
56. Гончаров Н.В., Миндукшев И.В., Ра-дилов А.С. и др. Влияние малых доз VX на тромбоцитарное звено гемостаза крыс в хроническом эксперименте. // Медицинские аспекты радиационной и химической безопасности. Материалы Российской научной конференции.- СПб., 2001.- С.281-284.
57. Гончаров Н.В., Радилов А.С., Кузнецов А.В. и др. Оценка хронического воздействия фосфорорганических отравляющих веществ (типа Vx) на функциональное состояние тромбоцитов. // Труды научно-практической конференции, посвященной 40-летию НИИ ГПЭЧ/ ФУ Медбиоэкстрем, НИИ ГПЭЧ.- СПб., 2002.- С.209-215.
58. Goncharov N.V., Radilov A.S., Mindukshev I.V. et al. Effects of RVX Low Dose Chronic Exposure on Rat Platelet Aggregation and Physiology of Nerve Fibres. // In: Economy, Logistic, and Ecology in Armed Forces III. International Scientific Conference. - Brno, 2003. - P.63-70.
59. Mindukshev I.V., Ermolaeva E.E., Vivulanets E.V. et al. A new method for studying platelets, based upon the low-angle light scattering technique. 2. Application of the method in experimental toxicology and clinical pathology. // Spectroscopy Int. J., 2005. - V. 1. - P. 247-57.
60. Odman S., Levitan H., Robinson P.J. et al. Peripheral nerve as an osmometer: role of endoneural capillaries in frog sciatic nerve. // Am. J. Physiol., 1987. - V. 25. - P.335-341.
61. Low P.A. Endoneurial fluid pressure and microenvironment of nerv // In: Peripheral Neuropathy (P.J. Dyck Ed.) - WB Saunders, Philadelphia, 1984. - P.599-617.
62. Olsson Y. Vascular permeability in the peripheral nervous system. // In: Peripheral Neuropathy (P.J. Dyck Ed.) - WB Saunders, Philadelphia, 1984. - P. 579-597.
63. Wilson I.B., Bergmann F. Acetylcholinesterase. VIII. Dissociation constants of the active groups. // J Biol Chem., 1950. - V. 86. - № 2:- P.683-92.
64. Alvarez A., Alarcon R., Opazo C. et al. Stable complexes involving acetylcholinesterase and amyloid-beta peptide change the biochemical properties of the enzyme and increase the neurotoxicity of Alzheimer's fibrils. // J. Neurosci., 1998. -V.18. - № 9. - P.3213-23.
Goncharov N.V., Prokofieva D.S., Boitenko N.G., Babakov V.N., Glashkina L.M. Molecular mechanism of cholinergic regulation and dysregulation
Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology of St.Petersburg
Up-to-date ideas about mechanisms of cholinergic regulation under normal conditions and at exposure to biological toxins or chemical toxic agents are presented. The molecular targets influenced by these substances are chains of cholinergic regulation, namely acetylcholine synthesis and degradation systems, acetylcholine vesicular transport and its effect on receptors. A special attention is drawn to non- neuronal cholinergic systems and their role in the development of follow-ups of acute and chronic intoxication by organophosphoric compounds
Переработанный вариант статьи поступил в редакцию 13.07.2009 г.
