Нейро-биология Том 1 - Шеперд Г.
Скачать (прямая ссылка):
сродством Ие метаболизируется
I
Гексокиназа
Фосфогексозо-
изомераза
> Цитозолы
2ДГ
Фруктозо-6-фосфат
*
Цикл
лимонной
кислоты
I
—р
Рис. 9.15. Пути, участвующие в захвате и начальном метаболизме глюкозы и ее аналога — 2-дезоксиглюкозы — в нервных клетках.
отражает энергетические потребности синапсов в этих местах.
Таким образом, указанные типы активности требуют сиюминутных энергетических затрат, и сейчас существуют методы, которые используют это свойство для картирования распределения активности в мозге во время различных функциональных состояний. Этот метод был внедрен Л. Соколовым и его сотрудниками из Национальных институтов здоровья; в нем используются особенности аналога глюкозы, 2-дезоксиглюкозы (2-ДГ), у которой при втором атоме углерода нет атома кислорода. Как показано на рис. 9.15, 2ДГ захватывается и фосфорилиру-ется гексокиназой так же, как и глюкоза. Однако результирующий продукт, 2ДГ-6-Р, не является субстратом для фосфоглю-коизомеразы и не может участвовать далее в метаболическом цикле; он накапливается в тканях. Соколов и его сотрудники рассудили, что, пометив 2-ДГ радиоактивным углеродом (|4С) и введя ее в следовых количествах в организм животного, можно будет выявить места повышенного содержания 14С-2ДГ-6-Р, помещая срезы мозговой ткани на рентгеновскую пленку. Срезов можно сделать сколько угодно, так что картину активности, связанной с данным функциональным состоянием, можно картировать по всему мозгу.
Этот метод был применен ко многим системам. Один из наиболее впечатляющих результатов; был получен на . зритель-.
& Медиаторы и модуляторы
23 3
Рис. 9.16. Радиоавтографы, полученные с применением ,4С-2-дезоксиглюкозы. А. Зрительная кора обезьяны после удаления одного глаза; стрелками указано слепое пятно. (Sokoloff, 1977.) Б. Обонятельная луковица после вдыхания крысой запаха амилацетата. Слева: радиавтограф, демонстрирующий три маленьких плотных очага (стрелки) и светлые промежутки между ними (светлая стрелка). На срезе, окрашенном по Нисслю, контуры плотных очагов точно накладываются на малые группы гломерул. (Stewart et al., 1979.)
ной системе. Например, обезьяне делали инъекцию спустя день после удаления одного глаза. Радиоавтографы зрительной коры выявили чередующиеся темные и светлые полосы, соответствующие колонкам глазодоминантности, существование которых было продемонстрировано ранее электрофизиологическими и анатомическими методами (см. гл. 17). Эти результаты показаны на рис. 9.16А. Так же успешно этот метод был применен на обонятельной системе, для которой относительно мало что известно о пространственных картинах активности. После инъекции крыса вдыхала некое пахучее вещество, что удивительным образом приводило к появлению небольших четко очерченных очагов активности в обонятельной луковице над слоем гломе-
234
II. Клеточные механизмы
рул, где оканчиваются аксоны от обонятельных рецепторных клеток. Эти результаты показаны на рис. 9.16Б (см. гл. 12, там есть дальнейшее обсуждение функций обонятельной луковицы).
Подобные результаты демонстрируют плодотворность этого метода для подтверждения и расширения наших знаний об одних системах и получения новых представлений о других системах, для которых информация о пространственном распределении активности не была получена иными методами. Применение этого и родственных ему методов простирается от анализа организации локальных сетей до идентификации картин активности, связанных с процессами сознания (как мы увидим в гл. 31).
Литература
Cooper J. R., Bloom F. E.t Roth R. H,t 1982. The Biochemical Basis of Neuro-pharmacology, New York, Oxford.
Dale H. H. (1935). Pharmacology and nerve endings, Proc. Roy. Soc. Med., 28, 319—332.
Erulkar S. D., Fine A. (1979). Calcium in the nervous system, Rev. Neurosci., 4, 179—232.
Forbes A. (1939). Problems of synaptic functions, J. Neurophysiol., 2, 465—472.
Gainer H.t Brownstein M. 1981, Neuropeptides, Baltimore, Williams and Wil-
kins.
Heuser J. E. (1977). Synaptic vesicle exocytosis revealed in quick-frozen frog neuromuscular junctions treated with 4-aminopyridine and given a single electrical shock. In: Soc. for Neurosci. Symp., Vol. 2 (ed. by W. M. Cowan and J. A. Ferrendelli), Bethesda, Md., Soc. for Neurosci., pp. 215—239.
Heuser 1. Reese T. S. (1977). Structure of the synapse. In: Handbook of Physiology, Vol. 1. The Nervous System (ed. by E. R. Kandel), Bethesda, md., Am Physiol. Soc.t pp. 261—294.
Iversen L. (1979). Chemistry of the Brain, Sci. Am., 241, 118—129.
lohansson ОHokfelt T.t Pernow В., Jeffcoate S. L., White М., Steinbusch H. W. M., Verhofstad A. A. Emson P. C.t Spindel E. (1981). Immunohistochemical support for three putative transmitters in one neuron: coexistence of 5-hyd-roxytryptamine, substance P- and thyrotropin releasing hormone-like immu-noreactivity in medullary neurons projecting to the spinal cord, Neurosci.,
