7.1
موقع الاتصال الكيميائي بين عصب حركي وليف عضلي يسمى بالموصل العصبي العضلي (NMJ). تنقسم نهاية العصب الحركي في الـ NMJ إلى مجموعة من البصيلات الطرفية الم…
الوصلة العصبية العضلية ، أو NMJ ، هي موقع للاتصال الكيميائي بين الخلايا العصبية الحركية والألياف العضلية لتسهيل تقلص العضلات الهيكلية. تستهدف الأدوية التي تسمى حاصرات العصبية العضلية NMJ وتساعد في إحداث شلل العضلات.
يتكون NMJ من الطرف العصبي الحركي ولوحة نهاية محرك الألياف العضلية مفصولة بشق متشابك صغير. أستيل كولين ، وهو ناقل عصبي يتم إطلاقه من الطرف العصبي ، بمثابة رسول كيميائي بين الخليتين.
عندما يصل جهد الفعل إلى نهاية الخلايا العصبية, فإنه يؤدي إلى إطلاق أستيل في الشق متشابك. يرتبط الأسيتيل كولين بمستقبلات النيكوتين على الصفيحة الطرفية للمحرك ويفتح القنوات الأيونية للسماح لأيونات الصوديوم بالدخول إلى الخلية.
يؤدي تدفق أيونات الصوديوم إلى إزالة استقطاب الغشاء العضلي ، مما يؤدي إلى نشر إمكانات الفعل وتسبب تقلص العضلات.
بسبب تشابهها الهيكلي مع الأسيتيل كولين ، يمكن أن ترتبط الحاصرات العصبية العضلية بمستقبلات النيكوتين وتمنع انتقال الانبضافات.
على سبيل المثال ، يتنافس السكسينيل كولين مع الأسيتيل كولين لربط المستقبلات وتثبيط عمله. مثل هذا الحصار العصبي العضلي يجعل العضلات تسترخي لدى المرضى المهدئين أثناء الجراحة.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: What is the neuromuscular junction and what role does it play in muscle contraction?
The neuromuscular junction (NMJ) is a site of chemical communication between a motor neuron and muscle fiber that facilitates skeletal muscle contraction. It consists of the motor nerve terminal, synaptic cleft, and motor end plate. When an action potential reaches the nerve terminal, it triggers acetylcholine release into the synaptic cleft, enabling impulse transmission across the NMJ and initiating muscle contraction.
Q2: How does acetylcholine trigger muscle contraction at the neuromuscular junction?
Acetylcholine, released from synaptic vesicles, binds to nicotinic receptors on the motor end plate. Two acetylcholine molecules open sodium ion channels, allowing Na+ influx that depolarizes the muscle membrane. This depolarization propagates an action potential along the muscle fiber, triggering muscle contraction. Acetylcholinesterase then breaks down acetylcholine to terminate the signal.
Q3: What is the mechanism by which neuromuscular blockers induce muscle paralysis?
Neuromuscular blockers bind to nicotinic receptors on the motor end plate, blocking acetylcholine from attaching and preventing impulse transmission across the NMJ. Because of their structural similarity with acetylcholine, drugs like succinylcholine compete for receptor binding sites. This blockade prevents sodium influx and action potential propagation, resulting in muscle relaxation and temporary paralysis during surgery.
Q4: How do botulinum toxin and tubocurarine differ in blocking neuromuscular transmission?
Botulinum toxin prevents acetylcholine release by blocking exocytosis of synaptic vesicles at the nerve terminal. Tubocurarine and similar nondepolarizing blockers bind to acetylcholine receptors on the motor end plate, preventing acetylcholine attachment. Both agents block impulse transmission but act at different sites within the NMJ to prevent muscle contraction.
Q5: What role does calcium play in acetylcholine release at the neuromuscular junction?
When a nerve impulse arrives at the synaptic bulb, it opens calcium channels, allowing Ca2+ influx into the nerve terminal. This calcium influx stimulates exocytosis of synaptic vesicles, releasing acetylcholine into the synaptic cleft. Without calcium entry, acetylcholine cannot be released, preventing neuromuscular transmission and muscle contraction.
Q6: Why are neuromuscular blockers used during surgical procedures?
Neuromuscular blockers induce muscle relaxation and temporary paralysis by blocking impulse transmission at the NMJ, making them valuable during surgery. They prevent involuntary muscle movement, allowing surgeons better access and control during procedures. This pharmacological paralysis is reversible and essential for anesthesia management in operating rooms.
Q7: What structural features allow neuromuscular blockers to interfere with acetylcholine function?
Neuromuscular blockers possess structural similarity to acetylcholine, enabling them to bind to nicotinic receptors on the motor end plate. This structural mimicry allows them to compete with acetylcholine for receptor binding sites. By occupying these receptors, blockers prevent acetylcholine attachment and subsequent ion channel opening, effectively halting neuromuscular transmission.