 |
юБРНюБРНЛЮРХГЮЖХЪюПУХРЕЙРСПЮюЯРПНМНЛХЪюСДХРаХНКНЦХЪаСУЦЮКРЕПХЪбНЕММНЕ ДЕКНцЕМЕРХЙЮцЕНЦПЮТХЪцЕНКНЦХЪцНЯСДЮПЯРБНдНЛдПСЦНЕфСПМЮКХЯРХЙЮ Х ялххГНАПЕРЮРЕКЭЯРБНхМНЯРПЮММШЕ ЪГШЙХхМТНПЛЮРХЙЮхЯЙСЯЯРБНхЯРНПХЪйНЛОЭЧРЕПШйСКХМЮПХЪйСКЭРСПЮкЕЙЯХЙНКНЦХЪкХРЕПЮРСПЮкНЦХЙЮлЮПЙЕРХМЦлЮРЕЛЮРХЙЮлЮЬХМНЯРПНЕМХЕлЕДХЖХМЮлЕМЕДФЛЕМРлЕРЮККШ Х яБЮПЙЮлЕУЮМХЙЮлСГШЙЮмЮЯЕКЕМХЕнАПЮГНБЮМХЕнУПЮМЮ АЕГНОЮЯМНЯРХ ФХГМХнУПЮМЮ рПСДЮоЕДЮЦНЦХЙЮоНКХРХЙЮоПЮБНоПХАНПНЯРПНЕМХЕоПНЦПЮЛЛХПНБЮМХЕоПНХГБНДЯРБНоПНЛШЬКЕММНЯРЭоЯХУНКНЦХЪпЮДХНпЕЦХКХЪяБЪГЭяНЖХНКНЦХЪяОНПРяРЮМДЮПРХГЮЖХЪяРПНХРЕКЭЯРБНрЕУМНКНЦХХрНПЦНБКЪрСПХГЛтХГХЙЮтХГХНКНЦХЪтХКНЯНТХЪтХМЮМЯШуХЛХЪуНГЪИЯРБНжЕММННАПЮГНБЮМХЕвЕПВЕМХЕщЙНКНЦХЪщЙНМНЛЕРПХЙЮщЙНМНЛХЙЮщКЕЙРПНМХЙЮчПХЯОСМДЕМЙЖХЪ
определение участков мышечного волокна, чувствительных к АХ
|
вХРЮИРЕ РЮЙФЕ: |
Особые свойства скелетного мышечного волокна в участке его иннервации были известны с начала двадцатого века. Так, Лэнгли 35) предположил наличие «рецептивной субстанции» около двигательных нервных окончаний, основываясь на том, что этот участок
174 Раздел II. Передача информации в нервной системе
| Рис. 9.7. Определение чувствительности к АХ в области нервно-мышечного соединения лягушки с помощью ионофореза. (А) Заполненная АХ пипетка располагается около нервно-мышечного соединения, и АХ освобождается из нее короткими положительными толчками потенциала (ионофорез). Ответы мышечного волокна на аппликацию АХ регистрируются внутриклеточным электродом. (В) Ответы на ионофоретическую аппликацию АХ уменьшаются по мере удаления апплицирующей пипетки от нервного окончания. Fig. 9.7. Mapping the Distribution of ACh Sensitivity by lonophoresis at the frog neuromuscular junction. (A) An ACh filled pipette is placed close to the neuromuscular junction, and ACh is ejected from the tip by a brief, positive, voltage pulse (lonophoresis) An intracellular microelectrode is used to record the response from the muscle fiber. | 
(B) Responses to small ionophoretic pulses of ACh applied at different distances from the axon terminal (indicated by the black dots in [A]). The amplitude and rate of rise of the response decrease rapidly as ACh is applied farther from the terminal. (After Peper and McMahan, 1972.)
|
мышечного волокна обладает повышенной чувствительностью к различных химическим веществам, например, к никотину. Вскоре после введения в обиход стеклянных микроэлектродов для внутриклеточной регистрации, микроэлектроды стали использоваться также для локальной аппликации АХ (а впоследствии и других веществ) на концевую пластинку мышечного волокна 36). Этот методический прием проиллюстрирован на рис. 3А.
Микроэлектрод вводится в концевую пластинку мышечного волокна для регистрации мембранного потенциала, в то же время к мышечному волокну подводится микропилетка, заполненная АХ. Аппликация АХ из пипетки производится коротким положительным толчком потенциала, что вызывает выход из пипетки положительно заряженных ионов АХ. Метод подачи заряженных молекул из пипетки называется ионофорезом. Используя этот метод аппликации, Кастильо и Катц показали, что АХ деполяризует мышечное волокно только в области концевой пластинки и только при нанесении его снаружи мышечного волокна 37). Когда пипетка, заполненная АХ, находится вплотную к концевой пластинке, ионофоретическая аппликация вызывает быстрые ответы (рис. 3В). Удаление пипетки всего на несколько микрометров вызывает уменьшение амплитуды и замедление ответов.
Теперь известно, что постулированной Лэнгли рецептивной субстанцией является никотиновый ацетилхолиновый рецептор. Техника ионофореза позволила с высокой точностью определить распределение постсинаптических рецепторов АХ на мышечных волокнах 38) и нервных клетках 39). Этот метод оказался особенно полезен в тонких препаратах, в которых пре- и постсинаптические структуры можно различить с помощью интерференционного контраста 40) и положение ионофоретической пипетки по отношению к синапсу может быть определено с высокой точностью.
Одним из таких препаратов является нервно-мышечное соединение змеи, показанное на рис. 9.8. Концевые пластинки в мышцах змеи имеют около 50 мкм в диаметре, напоминая по своей компактности концевые пластинки у млекопитающих. Каждое окончание аксона содержит 50-70 утолщений, аналогичных синаптическим бутонам, из которых выделяется медиатор. Электронная микрофотография такого синапса показана на рис. 9.8В, а на рис. 9.8С приведена электронная микрофотография типичной микропипетки для ионофореза. Размер отверстия в кончике составляет примерно 50 нм, что сравнимо с размером синаптической везикулы.
Особенно удачным препаратом для исследования чувствительности разных участков
Глава 9. Основы прямой синоптической передачи 175
|
| Рис. 9.8. Нервно-мышечное соединение змеи. (А) Концевая пластинка на скелетной мышце змеи. Аксон заканчивается в виде кластера лресинаптических бутонов. (В) Электронная микрофотография поперечного среза одного из бутонов. Синаптические везикулы, посредством которых АХ освобождается из нервного окончания, имеют диаметр около 50 нм. (С) Электронная микрофотография кончика пипетки для ионофоретической аппликации АХ, сделанная при таком же увеличении, что и на (В). Пипетка имеет внешний диаметр около 100 нм и внутренний диаметр около 50 нм. Fig. 9.8. Skeletal Neuromuscular Junction of the Snake. (A) An end plate on a skeletal muscle of a snake. The axon terminates in a cluster of boutons. (В) Electron micrograph of a cross section through a bouton. Synaptic vesicles, which mediate ACh release from the nerve terminât are 50 nm in diameter. (C) Electron micrograph of the tip of a micropipette used for ionophoresis of ACh, shown at the same magnification as (B). The pipette has an outer diameter of 100 nm and an openinq of about 50 nm. (From Kuffler and Yoshikami, 1975.) |
мышечного волокна к АХ является препарат, в котором двигательное нервное окончание удалено после обработки мышцы ферментом коллагеназой 41· 42). Процесс удаления окончаний показан на рис. 9.9А. На месте каждого из бутонов остается круглый кратер, дном которого является постсинаптическая мембрана. На рис. 9.9В показана пипетка, заполненная АХ, нацеленная на один из таких кратеров. Если пипетка находится непосредственно над постсинаптической мембраной, то электрический заряд в 1 пК (пикокулон) вызывает освобождение АХ, приводящее к деполяризации мышечного волокна на 5 мВ. Чувствительность мембраны таким образом составляет 5000 мВ/нК (рис. 9.9С). Удаление пипетки всего на 2 микрона от границы кратера вызывает ответ в 50-100 раз слабее. На границах между кратерами чувствительность значительно варьирует.
оНХЯЙ ОН ЯЮИРС: