Физиология нейромышечной передачи

В основе любого движения человека лежит нейромышечная передача, которая осуществляется между моторным нейроном и мышечным волокном. Область, где нейрон вступает в контакт с мышечной клеткой, называют нейромышечным синапсом (НМС). В структуре НМС выделяют пресинаптическую мембрану моторного нейрона, синаптическую щель, заполненную гелем, и концевую пластинку мышечного волокна (постсинаптическую мембрану). Моторный нейрон состоит из тела клетки, множества дендритов и одного аксона. В дистальной части аксон не имеет миелиновой оболочки и разветвляется на множество конечных веточек, терминалей. Поверхность таких веточек, непосредственно прилежащих к мышечной клетке, называют пресинаптической мембраной. Клеточные мембраны моторного нейрона и мышечной клетки разделены узким промежутком (20 нм) - синаптической щелью. Аксоплазма терминалей содержит вакуоли, наполненные ацетилхолином, который является медиатором нейромышечного проведения. Каждая вакуоль содержит порядка 6-10 тысяч молекул ацетилхолина. На концевой пластинке мышечной клетки расположено до 5 миллионов никотинчувствительных холинорецепторов (Н-холинорецепторы).

Импульс, приходящий по аксону, активирует кальциевые каналы в области терминалей, способствуя проникновению молекул кальция внутрь нейрона. Избыточная концентрация кальция приводит к выбросу ацетилхолина из вакуолей в синаптическую щель. Как правило, один нервный импульс вызывает выброс медиатора НМП из 50-60 вакуолей (суммарно до 600 тысяч молекул ацетилхолина однократно). Попадая в синаптическую щель, молекулы ацетилхолина взаимодействуют с Н-холинорецепторами постсинаптической мембраны. Каждый холинорецептор состоит из пяти белковых субъединиц (две Альфа, одна Бета, одна Дельта и одна Эпсилон). Альфа-субъединицы способны связывать по одной молекуле ацетилхолина. После взаимодействия обеих А-субъединиц с ацетилхолином их конформация изменяется, что приводит к кратковременному (1 мс) открытию ионного канала. По каналам, проходящим через толщу рецепторов, по градиенту концентрации происходит разнонаправленное перемещение ионов Na⁺ и Ca⁺² внутрь клетки и К⁺ из клетки. Быстрое перемещение катионов натрия вызывает деполяризацию постсинаптической мембраны за счет уменьшения отрицательного заряда внутренней поверхности мембраны концевой пластинки мышечной клетки. После активации необходимого количества Н-холинорецепторов суммарный потенциал концевой пластинки становится достаточно мощным, чтобы деполяризовать мембрану вокруг синапса. Натриевые каналы в этой части мембраны мышечного волокна открываются под воздействием разности потенциалов не взаимодействия рецепторов с молекулами ацетилхолина. Возникающий потенциал действия распространяется вдоль мембраны мышечной клетки и системы Т-трубочек, приводит к открытию натриевых каналов и выбросу ионов кальция из цистерн саркоплазматической сети. Кальций обеспечивает взаимодействие сократительных белков актина и миозина, что приводит к сокращению мышечного волокна.

Количество высвобожденного ацетилхолина обычно значительно превосходит минимум, необходимый для развития потенциала действия. Некоторые заболевания нарушают процесс нейромышечной передачи. Так, при миастеническом синдроме Итона-Ламберта происходит высвобождение недостаточного количества ацетилхолина, а при миастении - снижено число холинорецепторов.

Ацетилхолин быстро гидролизуется субстратспецифическим ферментом ацетилхолинэстеразой, которая фиксирована в концевой пластинке в непосредственной близости от холинорецепторов, на уксусную кислоту и холин. Гидролиз ацетилхолина приводит к закрытию ионных каналов. Электролиты, за счет активного транспорта, распределяются соответственно исходному уровню, что обуславливает реполяризацию концевой пластины. После распространения потенциала действия ионные каналы в мембране мышечного волокна так же закрываются. Кальций поступает обратно в саркоплазматическую сеть, мышечное волокно расслабляется. По окончании нейромышечной передачи наступает кратковременный рефрактерный период, необходимый для восстановления потенциала покоя постсинаптической мембраны, подготовки рецепторов к взаимодействию с ацетилхолином.

Миорелаксанты

Миорелаксанты - препараты, блокирующие нейромышечную передачу. Основным показанием для использования миорелаксантов является необходимость в полном обездвижении больного. Области применения препаратов, блокирующих нейромышечную передачу разнообразны. В анестезиологии миорелаксанты используют при интубации трахеи, для проведения принудительной искусственной вентиляции легких, для достижения обездвиженности во время диагностических манипуляций, при необходимости расслабления поперечнополосатой мускулатуры при оперативных вмешательствах, особенно на органах грудной и брюшной полости. В отделении интенсивной терапии миорелаксанты наиболее часто применяют при необходимости полной обездвиженности во время диагностических или инвазивных манипуляций, для синхронизации аппаратного дыхания с дыхательными попытками пациента при невозможности подобрать комфортные для больного параметры ИВЛ, наличии патологических дыхательных ритмов или избыточной работе дыхания, а также для купирования судорожного синдрома при неэффективности противосудорожных препаратов, для устранения мышечной дрожи и гипертонуса мышц при проведении искусственной гипотермии.

Нейромышечный блок после введения миорелаксантов характеризуют:

§ Начало действия препарата – время от окончания введения миорелаксанта до наступления полного НМБ (время, через которое может быть проведена интубация трахеи).

§ Длительность действия – длительность полного НМБ (время, через которое требуется повторное введение миорелаксанта).

§ Период восстановления – время до восстановления нейромышечной проводимости более 90% (время, когда может быть выполнена экстубация трахеи и больной способен к адекватному самостоятельному дыханию).