Нейро-биология Том 1 - Шеперд Г.
Скачать (прямая ссылка):
Несмотря на свидетельства в пользу химической передачи в этих синапсах, многие нейрофизиологи придерживались противоположной точки зрения, полагая, что синаптическая передача осуществляется посредством прохождения электрического тока из одного нейрона в другой. В своих возражениях они отмечали, что многие биохимические эксперименты не исключают накопления веществ в перфузатах изолированных органов, подвергавшихся многократной стимуляции, в связи с чем результаты допускают различную интерпретацию. Было также трудно сделать переход от этих периферических органов к синапсам центральной нервной системы, где экспериментальные методы, как физиологические, так и биохимические, в это время полностью отсутствовали. Это была ситуация, которая вызвала жаркие дебаты, продолжавшиеся с 1920-х годов до начала 1950-х годов; некоторое представление о ней можно получить из заметок А. Форбса (A. Forbes) — одного из немногих, кто оказался способным сохранить чувство юмора. Подводя итоги симпозиума по синапсам, состоявшегося в 1939 г., он сказал:
«Тут началась полемика. Дейл в своем выступлении заметил, что было бы неразумно предполагать, будто природа организовала выделение в ганглиях ацетилхолина — самого эффективного из известных стимуляторов ганглиозных клеток — с единственной целью дурачить физиологов. На это Монье ответил, что столь же неразумно предполагать, будто только лишь для одурачивания физиологов потенциалы действия подводятся к синапсам с напряжениями, явно достаточными для возбуждения ганглиозных клеток».
Все прояснилось с появлением микроэлектрода и электронного микроскопа в 1950-х годах. Старое противоречие было сня-
9. Медиаторы и модуляторы
205
то, как мы видели, убедительными свидетельствами того, что существуют как химические синапсы, так и электрические (а также смешанные).
Молекулярная природа синаптической передачи
Наиболее хорошо изученным химическим синапсом является нервно-мышечное соединение, чему" мы в значительной степени обязаны'блестящим исследованием Б. Каца и его сотрудников из Лондона. Нервно-мышечное соединение, или концевая пластинка, образовано окончаниями аксона мотонейрона и мышечной кл_еткой. Как химический синапс он отличается от синапсов в мозге рядом морфологических особенностей: пресинаптиче-ские окончания аксона занимают чрезвычайно обширную область порядка 2000—6000 мкм2 (тогда как для простых синаптических окончаний в центральной нервной системе эта величина равна примерно 1 мкм-); синаптическая щель относительно широка (500—600 А) и содержит интенсивно окрашивающуюся базальную мембрану; постсинаптическая мембрана (мышечной клетки) образует углубление, в которое заходит окончание аксона; стенки этого углубления собраны в многочисленные складки. Некоторые из этих особенностей показаны на рис. ЭЛА. Этот соединительный комплекс явно представляет собой синапс, но столь же очевидно, что в морфологическом спектре он попадает на один из крайних участков. В соответствии с комментариями к главе 5 его можно рассматривать как специализированный синапс гигантского окончания.
Как показано па рис. 9.2А, импульс, идущий по аксону мото-нейрона, заходит в окончания и вызывает в мышце относительно большое изменение потенциала. Это потенциал концевой пластинки (ПКП); он эквивалентен ВПСП, образующемуся вследствие ионного тока, который возникает, когда проводимость для Na и Кг на время возрастает. Он вызывает в мышце потенциал действия, который в свою очередь активирует сократительный механизм мышцы.
Кац и его сотрудники показали, что ПКП состоит из маленьких единичных потенциалов со сходным развитием во времени; они были названы миниатюрными ПКП (МПКП). Сумма-ция трех таких МПКП показана па рис. 9.2Б. Квантовый характер МПКП указывает на то, что каждый из них возникает благодаря одной порции, или кванту, медиаторного вещества; было подсчитано, что суммарный ПКП определяется одновременным выделением порядка 100—200 квантов на импульс во всех окончаниях. Было также подсчитано, что в каждом кванте содержится примерно от 1000 до 10 000 молекул ацетилхолина (АХ). Традиционно сложилась тенденция связывать о^ин квант
iii ii Ai A v/AA&A AMbii. O'i *й iCH^ it 6
Sf 9? ?b
S
o- ~-o
44
i ^ 0,1 MKM
Г\ОР99999?9??9??9?<??999??( u W6^iMAJiAiMAW4i<WMi6iWi6iiiU \
