 |
юБРНюБРНЛЮРХГЮЖХЪюПУХРЕЙРСПЮюЯРПНМНЛХЪюСДХРаХНКНЦХЪаСУЦЮКРЕПХЪбНЕММНЕ ДЕКНцЕМЕРХЙЮцЕНЦПЮТХЪцЕНКНЦХЪцНЯСДЮПЯРБНдНЛдПСЦНЕфСПМЮКХЯРХЙЮ Х ялххГНАПЕРЮРЕКЭЯРБНхМНЯРПЮММШЕ ЪГШЙХхМТНПЛЮРХЙЮхЯЙСЯЯРБНхЯРНПХЪйНЛОЭЧРЕПШйСКХМЮПХЪйСКЭРСПЮкЕЙЯХЙНКНЦХЪкХРЕПЮРСПЮкНЦХЙЮлЮПЙЕРХМЦлЮРЕЛЮРХЙЮлЮЬХМНЯРПНЕМХЕлЕДХЖХМЮлЕМЕДФЛЕМРлЕРЮККШ Х яБЮПЙЮлЕУЮМХЙЮлСГШЙЮмЮЯЕКЕМХЕнАПЮГНБЮМХЕнУПЮМЮ АЕГНОЮЯМНЯРХ ФХГМХнУПЮМЮ рПСДЮоЕДЮЦНЦХЙЮоНКХРХЙЮоПЮБНоПХАНПНЯРПНЕМХЕоПНЦПЮЛЛХПНБЮМХЕоПНХГБНДЯРБНоПНЛШЬКЕММНЯРЭоЯХУНКНЦХЪпЮДХНпЕЦХКХЪяБЪГЭяНЖХНКНЦХЪяОНПРяРЮМДЮПРХГЮЖХЪяРПНХРЕКЭЯРБНрЕУМНКНЦХХрНПЦНБКЪрСПХГЛтХГХЙЮтХГХНКНЦХЪтХКНЯНТХЪтХМЮМЯШуХЛХЪуНГЪИЯРБНжЕММННАПЮГНБЮМХЕвЕПВЕМХЕщЙНКНЦХЪщЙНМНЛЕРПХЙЮщЙНМНЛХЙЮщКЕЙРПНМХЙЮчПХЯОСМДЕМЙЖХЪ
роль деполяризации в высвобождении медиатора
|
вХРЮИРЕ РЮЙФЕ: |
Представленные до сих пор доказательства указывают на то, что высвобождение медиатора запускается увеличением внутриклеточной концентрации ионов кальция, которая происходит при деполяризации пресинаптического окончания и открывании потенциалзависимых кальциевых каналов. Данная гипотеза была проверена с помощью так называемого "caged calcium" — буфера, который высвобождает кальций при облучении ультрафиолетовым светом 18) -- 20). При инъекции нитрофена (одна из форм "caged calcium") в пресинаптическое окончание гигантского синапса кальмара или нервно-мышечное соединение рака облучение окончания вызывало высвобождение медиатора (рис. 11.6). Для высвобождения такого же количества медиатора, как и при синаптическом потенциале
218 Раздел II. Передача информации в нервной системе
| Рис. 11.6. Увеличение внутриклеточного кальция достаточно для того, чтобы вызвать быстрое высвобождение медиатора в гигантском синапсе кальмара. (А) Нитрофен (вещество, которое высвобождает кальций при облучении ультрафиолетом) инъецирован в пресиналтическое окончание. Высвобождение медиатора регистрируется с помощью внутриклеточного отведения от постсинаптического аксона. (В) Внутриклеточные постсинаптические ответы, вызванные стимуляцией нерва (ВПСП) и высвобождением кальция из нитрофена под действием вспышки ультрафиолетового света (nitrophen response). Резкое увеличение внутриклеточного кальция вызывает увеличение освобождения медиатора почти такое же быстрое, как при прохождении пресинаптического потенциала действия. Спад ответа, вызванного нитрофеном, медленный и неполный, поскольку после фотолиза нитрофен удерживает концентрацию кальция на более высоком уровне, чем в нормальных условиях. Fig. 11.6. An Increase in IntraceUuLar Calcium Is Sufficient to Trigger Rapid Transmitter Release at the squid giant synapse. (A) Nitrophen, a form of "caged calcium," is injected into the presynaptic terminal. Transmitter release is monitored by recording intracellularly from the postsynaptic axon. (B) Intracellular records show the postsynaptic response to nerve stimulation (EPSP) and to release of calcium from nitrophen by a flash of ultraviolet light (nitrophen response). An abrupt increase in intracellular calcium causes an increase in transmitter release that is nearly as rapid as that produced by a presynaptic action potential. The decay of the nitrophen response is | 
slower and incomplete because the photolyzed nitrophen buffers calcium to a concentration higher than the normal level at rest. (B after Zucker, 1993.) ·
|
действия, было необходимо, чтобы внутриклеточная концентрация кальция возрастала примерно до 100 мкмоль. В экспериментах на окончаниях биполярных клеток из сетчатки золотой рыбки были получены схожие результаты 21).
В тоже время некоторые свойства процесса высвобождения не могут быть объяснены лишь на основании входа кальция в нервное окончание. Эти свойства были исследованы в нервномышечных синапсах рака и лягушки, и было обнаружено, что при удержании внутриклеточной концентрации кальция на постоянном повышенном уровне и блокировании дополнительного входа кальция деполяризация может вызывать высвобождение медиатора 8). Место действия деполяризации не установлено; одним из объяснений является то, что деполяризация влияет на потенциалзависимые ауторецепторы в мембране пресинаптического нервного окончания 22).
§ 2. Квантовое высвобождение медиатора
Исходя из вышесказанного, общая схема высвобождения медиатора может быть представлена в виде следующей цепочки:
Теперь остается показать, каким образом медиатор высвобождается из нервных окончаний. В экспериментах на нервно-мышечном соединении лягушки Фетт и Катц показали, что АХ может высвобождаться из окончаний в виде мультимолекулярных пакетов «квантов» 23).Последующие эксперименты показали, что каждый квант соответствует при-
Глава 11. Высвобождение медиатора 219
| Рис. 11.7. Миниатюрные синалтические потенциалы возникают спонтанно в нервно-мышечном соединении лягушки. (А) Внутриклеточная регистрация мышечного волокна в области двигательной концевой пластинки. (В) Спонтанные миниатюрные синалтические потенциалы имеют амплитуду около 1 мВ и наблюдаются исключительно в области концевой пластинки. (С) После добавления лростигмина (ингибитора фермента ацетилхолинэстеразы, которая гидролизует АХ) миниатюрные синаптические потенциалы увеличиваются в амплитуде и длительности, но при этом их частота не изменяется. Это указывает на то, что каждый миниатюрный потенциал является ответом на квантовую порцию АХ, а не ответом на одну молекулу АХ. Fig. 11.7. Miniature Synaptic Potentials occur spontaneously at the frog neuromuscular junction. (A) Intracellular | 
recording from a muscle fiber in the region of the motor end plate. (B) Spontaneous miniature synaptic potentials are about 1 mV in amplitude and are confined to the end-plate region of the muscle fiber. (C) After addition of prostigmine, which prevents acetylcholinesterase from hydrolyzing ACh, miniature synaptic potentials are increased in amplitude and duration, but the frequency at which they occur is unchanged. This indicates that each miniature is due to a quantal packet of ACh, rather than to a single ACh molecule. (After Fatt and Katz, 1952.)
|
мерно 7000 молекул АХ 24). Следовательно, квантовое высвобождение означает, что только 0, 7000, 14 000 и так далее молекул может высвобождаться одновременно, а не 4 250 или 10 776. В каждом данном синапсе количество квантов, высвобождаемых из нервного окончания в ответ на потенциал действия (квантовый состав синаптического ответа) может значительно варьировать, однако количество молекул в каждом кванте (размер кванта) является постоянной величиной (с вариациями в пределах 10%).
оНХЯЙ ОН ЯЮИРС: