Нейро-биология Том 1 - Шеперд Г.
Скачать (прямая ссылка):
V
В
9?л?у?то?
AUAAM4AAAAAA&
Я;
Рис. 9.1. Морфология нервно-мышечного соединения лягушки. А. Электронная микрофотография нервно-мышечного соединения лягушки (Heuser, Reese, 1977). Б. Микрофотография синаптических пузырьков, полученная с использованием замораживания — скалывания; видны две зоны, где пузырьки готовы слиться с плазмалеммой. Обратите внимание на отсутствие в этих местах внутримембранных частиц. (Heuser, 1977). В. Схема предполагаемого механизма слияния пузырьков с плазматической мембраной. Слияние происходит только тогда, когда текучесть мембранных липидов повышена и мембранные белки могут смещаться латерально, создавая условия для слияния. (Maddrell, Nordmann, 1979.)
9. Медиаторы и модуляторы
207
Рис. 9.2. Синаптические свойства нервно-мышечного соединения, проявляющиеся при разных способах регистрации потенциалов. А. Внутриклеточное отведение потенциала концевой пластинки (ПКП), вызывающего потенциал действия (ПД) в мышечной клетке; схема эксперимента показана слева. Б. Отведение с большим усилением, демонстрирующее суммацию миниатюрных потенциалов концевой пластинки (МПКП)* В. Отведение с очень большим усилением, демонстрирующее шум, вызываемый ионофоретическим нанесением АХ (сравните с контрольной записью внизу). Г. Внеклеточное отведение методом локальной фиксации, демонстрирующее токи, связанные с Na-кэналами. (А—В из работы Каца с сотрудниками, цитируемой в тексте; Г — Neber, Steinbach, 1977.)
с одним пузырьком, но недавние исследования указывают на то, что иногда квант складывается из одновременного опорожнения нескольких пузырьков.
Действие одиночных молекул АХ было изучено с помощью медленного внесения АХ из микропипетки в область концевой пластинки — метода, известного под названием микроионофоре-за. При отведении от концевой пластинки регистрировалась ожидаемая медленная деполяризация, но, кроме того, на нулевой линии были видны маленькие флуктуации (рис. 9.2В). На основании анализа шума было выдвинуто предположение, что они связаны с открыванием и закрыванием ионных каналов одиночными молекулами АХ в процессе их взаимодействия с рецепторными молекулами постсинаптической мембраны. Отведения по методу локальной фиксации (patch-clamp) показали, что через эти каналы проходят кратковременные трансмембран* ные токи (см. также гл. 8).
208
77. Клеточные механизмы
Несколько свидетельств разного рода указывают на то^что рецептором для ацетилхолина является здесь сравнительно крупный гликопротеин (мол. масса 200 000). Путем изучения влияния токсинов, которые связываются с рецепторами, было установлено, что плотность рецепторов составляет примерно 10 000/мкм2. Это означает, что рецепторы и связанные с ними каналы упакованы в постсинаптической мембране чрезвычайно плотно, с промежутками всего 10 нм или около того. Можно напомнить (см. гл. 7), что это близко к плотности натриевых каналов в перехвате Ранвье, но намного больше плотности этих каналов в аксонах. Такая плотная упаковка химических рецепторов в постсинаптической мембране, по-видимому, является одной из определяющих характеристик данного синапса па молекулярном уровне.
Градуальное выделение квантов медиатора
Выделение молекул медиатора квантами было обнаружено в нескольких типах синапсов, и в настоящее время считается, что такой механизм представлен во всех химических синапсах. Далее мы займемся вопросом о природе этого выделения. Оно в значительной степени контролируется величиной деполяризации пресинаптической мембраны; как показано на рис. 9.3, чем больше вызванная деполяризация пресинаптического окончания, тем больше деполяризационная реакция постсинаптической
Рис. 9.3. Пресинаптическая регуляция частоты возникновения миниатюрных потенциалов концевой пластинки (МПКП). А. Отведения при трех уровнях деполяризации окончания (del Castillo, Katz, in: Katz, 1962). Б. График, показывающий зависимость частоты МПКП от относительной деполяризации пресинаптических окончаний (Liley, in: Katz, 1962).
9. Медиаторы и модуляторы
209'1
мембраны. Это одно из проявлений общего правила, связывающего деполяризацию с вхождением Са2+ и освобождением медиатора (см. предыдущую главу). Важно то, что пресинаптиче-ская деполяризация увеличивает частоту (вероятность появления) МПКП; индивидуальные амплитуды остаются теми же самыми. Таким образом, постсинаптическая деполяризация является следствием суммации МПКП, перекрывающихся во времени.
Нарастание постсинаптической реакции с ростом пресииап-тической деполяризации — важнейшее свойство синапсов во многих центральных отделах. Синапс, образуемый окончанием аксона, в норме активируется импульсом, приходящим к этому окончанию, но синапс, образуемый дендритом, может активироваться градуальными деполяризационпыми синаптическими потенциалами внутри этого дендрита. Такая концепция, по-види-мому, приложима к работе синаптических сетей в целом ряде областей.
