 |
юБРНюБРНЛЮРХГЮЖХЪюПУХРЕЙРСПЮюЯРПНМНЛХЪюСДХРаХНКНЦХЪаСУЦЮКРЕПХЪбНЕММНЕ ДЕКНцЕМЕРХЙЮцЕНЦПЮТХЪцЕНКНЦХЪцНЯСДЮПЯРБНдНЛдПСЦНЕфСПМЮКХЯРХЙЮ Х ялххГНАПЕРЮРЕКЭЯРБНхМНЯРПЮММШЕ ЪГШЙХхМТНПЛЮРХЙЮхЯЙСЯЯРБНхЯРНПХЪйНЛОЭЧРЕПШйСКХМЮПХЪйСКЭРСПЮкЕЙЯХЙНКНЦХЪкХРЕПЮРСПЮкНЦХЙЮлЮПЙЕРХМЦлЮРЕЛЮРХЙЮлЮЬХМНЯРПНЕМХЕлЕДХЖХМЮлЕМЕДФЛЕМРлЕРЮККШ Х яБЮПЙЮлЕУЮМХЙЮлСГШЙЮмЮЯЕКЕМХЕнАПЮГНБЮМХЕнУПЮМЮ АЕГНОЮЯМНЯРХ ФХГМХнУПЮМЮ рПСДЮоЕДЮЦНЦХЙЮоНКХРХЙЮоПЮБНоПХАНПНЯРПНЕМХЕоПНЦПЮЛЛХПНБЮМХЕоПНХГБНДЯРБНоПНЛШЬКЕММНЯРЭоЯХУНКНЦХЪпЮДХНпЕЦХКХЪяБЪГЭяНЖХНКНЦХЪяОНПРяРЮМДЮПРХГЮЖХЪяРПНХРЕКЭЯРБНрЕУМНКНЦХХрНПЦНБКЪрСПХГЛтХГХЙЮтХГХНКНЦХЪтХКНЯНТХЪтХМЮМЯШуХЛХЪуНГЪИЯРБНжЕММННАПЮГНБЮМХЕвЕПВЕМХЕщЙНКНЦХЪщЙНМНЛЕРПХЙЮщЙНМНЛХЙЮщКЕЙРПНМХЙЮчПХЯОСМДЕМЙЖХЪ
пресинаптическое торможение
|
вХРЮИРЕ РЮЙФЕ: |
До сих пор мы разграничивали возбуждающие и тормозящие синапсы на основе эффекта медиатора на постсинаптическую мембрану — то есть на основании того, для каких ионов возрастает проводимость постсинаптической мембраны: для катионов или анионов. Однако, в ряде случаев торможение не может быть объяснено в рамках лишь постсинаптического изменения проводимости 75· 76). Этот парадокс был разрешен в результате открытия дополнительного механизма торможения —
184 Раздел II. Передача информации в нервной системе
| Рис. 9.16. Пресинаптическое торможение в мышечном волокне рака, который иннервируется одним возбуждающим и одним тормозным аксонами. (А) Стимуляция возбуждающего аксона [Е] вызывает ВПСП с амплитудой 2 мВ. (В) Стимуляция тормозного аксона [I] вызывает деполяризующий ТПСП с амплитудой около 0,2 мВ. (С) Если тормозный стимул следует за возбуждающим с маленькой задержкой, никакого эффекта на ВПСП не наблюдается. (D) Если тормозный стимул предшествует возбуждающему на несколько миллисекунд, то ВПСП практически полностью блокируется. Это указывает на то, что тормоэный нерв оказывает пресинаптическое действие, уменьшая количество медиатора, освобождаемого из возбуждающего нерва. Fig. 9.16. Presynaptic Inhibition in a crustacean muscle fiber innervated by one excitatory and one inhibitory axon. (A) Stimulation of the excitatory axon (E) produces a 2 mV EPSP. (B) Stimulation of the inhibitory axon (I) produces a depolarizing IPSP of about 0,2 mV. (С) If the inhibitory stimulus follows the excitatory one by a short interval there is no effect on the EPSP. | 
(D) If the inhibitory stimulus precedes the excitatory one by a few milliseconds, the EPSP is almost abolished. The importance of precise timing indicates that the inhibitory nerve is having a presynaptic effect reducing the amount of excitatory neurotransmitter that is released. (After Dudel and Kuffter, 1961.)
|
| Рис. 9.17. Длительная аппликация АХ вызывает десенситизацию постсинаптических рецепторов в нервно-мышечном соединении лягушки. Внутриклеточная регистрация изменений потенциала, вызываемых короткими тестовыми ионофоретическими толчками АХ иэ микропипетки (указаны точками). Из другой пипетки производится длительная аппликация АХ (отмечена ступеньками внизу). Во время длительной аппликации тестовые ответы на АХ уменьшаются в результате десенситизации постсинаптических рецепторов. Чем больше АХ выделяется по время длительной аппликации/ тем больше степень десенситизации. Fig. 9.17. Prolonged Application of ACh Causes Receptor Desensitization at the frog neuromuscular junction. Intracellular recordings of potential changes produced by brief ionophoretic pulses of ACh from a micropipette (dots). Steady conditioning | 
doses of ACh were delivered from a second pipette (upward deflections of lower traces). During the conditioning pulse the response to the test pulse decreases in amplitude as the receptors desensitize. With increasing doses the rate and extent of desensitization increase. (After Katz and Thesleff, 1957.)
|
пресинаптического торможения — которое было описано в спинном мозге млекопитающих в работах Экклса и его сотрудников 77), а также в нервно-мышечном соединении рака 68). Пресинаптическое торможение вызывает уменьшение количества медиатора, освобождаемого из возбуждающих нервных окончаний 68· 78· 79).
Глава 9. Основы прямой синоптической передачи 185
Как показано на рис. 9.16, тормозным нерв в нервно-мышечном соединении рака не воздействует не только на мышечное волокно, но также и на возбуждающее окончание. Пресинаптический эффект длится короткое время, достигая максимума в течение нескольких миллисекунд и спадая практически до нуля в течение 6-7 мс. Максимальный тормозный эффект достигается в том случае, если нервный импульс приходит в тормозное пресинаптическое окончание за несколько миллисекунд до прихода потенциала действия в возбуждающее окончание. Влияние временной задержки между потенциалами действия в возбуждающем и тормозящем нервах на эффективность пресинаптического торможения показано на рис. 9.16. На частях А и В показаны возбуждающий и тормозный потенциалы, вызываемые стимуляцией соответствующих нервов по отдельности. На рис. 9.16С стимулируются оба нерва, но потенциал действия в тормозном нерве следует за потенциалом действия в возбуждающем нерве с задержкой в 1,5 мс — слишком поздно, чтобы оказать какой-либо тормозящий эффект. На рис. 9.16D, потенциал действия в тормозном нерве предшествует потенциалу действия в возбуждающем нерве и вызывает значительное уменьшение возбуждающего постсинаптического потенциала.
Пресинаптический и постсинаптический эффекты опосредованы одним и тем же нейромедиатором — гамма-аминомасляной кислотой (ГАМК), и связаны со значительным увеличением хлорной проводимости 80· 81). Было предположено, что при возрастании хлорной проводимости в мембране нервного окончания деполяризующий эффект входа ионов натрия во время восходящей фазы потенциала действия частично предотвращается одновременным входом ионов хлора. В результате происходит уменьшение амплитуды пресинаптического потенциала действия и количества освобождаемого медиатора. Было показано, что пресинаптическое торможение во многих синапсах млекопитающих происходит в результате ингибирования потенциалзависимых кальциевых каналов в окончаниях аксонов 82).
Функциональные значения пресинаптического и постсинаптического торможения в центральной нервной системе довольно сильно различаются. Постсинаптическое торможение уменьшает возбудимость клетки, делая ее менее чувствительной ко веем возбуждающим входам. Пресинаптическое торможение гораздо более специфично и направлено на определенный вход, давая клетке возможность интегрировать информацию из других входов 83). Пресинаптическое торможение предполагает, что тормозные аксоны устанавливают синаптический контакт с окончаниями возбуждающих аксонов. Наличие таких аксо-аксонных синапсов было показано с помощью электронной микроскопии в нервномышечном соединении рака 84) и в различных областях ЦНС млекопитающих 85). Более того, тормозные нервные окончания сами по себе могут подвергаться влиянию на пресинаптическом уровне 86); соответствующие ультраструктурные образования были обнаружены в тормозных синапсах рецептора растяжения рака87). Имеются также данные, свидетельствующие о существовании пресинаптического возбуждения, опосредованного синаптическими входами, которые увеличивают количество медиатора, освобождаемого из нервных окончаний 88).
десенситизация
При многократной или длительной аппликации ответы, вызываемые нейромедиатором, уменьшаются; это явление получило название десенситизации Десенситизация в нервно-мышечном соединении была подробно охарактеризована в работах Катца и Теслева, которые показали, что при продолжительном воздействии АХ деполяризующий ответ в мышечном волокне постепенно уменьшается (рис. 9.17) 89). Десенситизация является молекулярным свойством самого АХ-рецептора 90). Однако, скорость десенситизации и восстановления рецептора модулируется фосфорилированием 91) - 93). В физиологических условиях Десенситизация не играет значительной роли в ответе мышечного волокна к АХ, освобождаемому из нервных окончаний 94). Однако, в мышце, которая обработана ингибиторами холинэстеразы (например, фосфороорганическими соединениями, используемыми в качестве инсектицидов и нервно-паралитических газов), продолжительное присутствие АХ в синаптической щели достаточно для того, чтобы вызвать десенситизацию и блокировать синаптическую передачу 95).
Глутаматные и ГАМК рецепторы также подвержены десенситизации 96). В синапсах центральной нервной системы, в которых глутамат и ГАМК участвуют в прямой химиче-
186 Раздел II. Передача информации в нервной системе
ской передаче, десенситизация постсинаптических рецепторов развивается даже в нормальных физиологических условиях и является важным фактором, определяющим амплитуду и временной ход постсинаптических потенциалов 94· 97).
оНХЯЙ ОН ЯЮИРС: