Генеалогия нейронов - Сахаров Дмитрий Антонович - Страница 5

В синапсах, для которых установлена медиаторная функция ацетилхолина (моторные окончания на скелетных мышцах позвоночных, парасимпатические окончания в сердце и др.), секреторные органеллы относятся к одной и той же категории: это не имеющие плотного содержимого округлые пузырьки диаметром около 450-500 Å. Для дифференцирования между пузырьками, содержащими ацетилхолин, и внешне похожими на них пузырьками в окончаниях другой специфичности (в частности, в секретирующих глутамат) важно было бы обладать методом выявления самого ацетилхолина. Однако попытки, предпринимаемые в этом направлении, пока не увенчались успехом. Акерт и Сандри в 1968 г. дали повод надеяться на то, что такой метод найден, когда им удалось импрегнировать содержимое прозрачных пузырьков в нервно-мышечных и центральных синапсах смесью иодистого цинка с четырёхокисью осмия [75], но последующие исследования показали, что реакция выявляет не ацетилхолин и природа её избирательности неясна [см. 74]. Между тем из ацетилхолин-содержащих синаптических пузырьков, полученных из электрических органов рыб, выделили особый кислый белок, везикулин, в связи с чем было высказано предположение, что именно этот белок связывает цинк, обеспечивая электронно-микроскопическую импрегнацию полости синаптических пузырьков [345]. Если в самом деле метод выявляет кислые белки, то специфичность его не может быть очень высока.

Внутри синаптических пузырьков ацетилхолин вряд ли находится в растворенном виде, — скорее, он связан отрицательно заряженными противоионами, роль которых, возможно, играют упомянутый везикулин и АТФ [344, 345].

В холинергических окончаниях, наряду с прозрачными секреторными пузырьками, в гораздо меньшем числе встречаются гранулы диаметром около 800 Å, имеющие плотное содержимое. Они как будто не принимают участия в процессе секреции. Эти более крупные гранулы, в отличие от секреторных пузырьков, обнаруживаются не только в пресинаптическом окончании, но и в теле нейрона, а также по ходу аксона. Существует предположение, что в таких гранулах, образующихся в элементах аппарата Гольджи в теле холинергического нейрона, в аксонные окончания доставляются какие-то макромолекулы, необходимые для производства секреторных пузырьков [см. 295].

Итак, для обнаружения холинергических нейронов и синапсов применяют комплекс методов. В микроэлектродных исследованиях широко используются фармакологические агенты, в частности, вещества, влияющие на синтез, секрецию и рецепцию ацетилхолина. Гистохимики возлагают сейчас свои надежды на холинацетилазу. Можно думать, что этот фермент, как и другие специфические белки холинергических нейронов, в частности, везикулин, скоро будут обнаруживать и иммуногистохимическими методами. Электронная микроскопия пока позволяет идентифицировать холинергические окончания лишь приблизительно: холинергические пузырьки трудно спутать с секреторными органеллами моноаминергических или пептидергических окончаний, но трудно и дифференцировать от прозрачных пузырьков какой-то другой медиаторной специфичности. Наконец, существуют основанные на разных принципах методы обнаружения рецепторов ацетилхолина [см. 39], что позволяет косвенно судить о холинергической природе волокон, иннервирующих такие холинореактивные структуры. всё это хорошо, но остро чувствуется потребность в более простых, прямых и надежных способах обнаружения холинергических структур.

Ещё одно замечание.

Начиная список медиаторных систем с холинергической, мы следовали традиции, которая всегда ставит ацетилхолин на первое место в ряду медиаторов. Это справедливо, если учитывать, что первые представления о механизме передачи в химических синапсах были получены благодаря открытию медиаторной функции ацетилхолина. Нужно, однако, не упускать из вида, что в реальных нервных системах ацетилхолин просто является одним из многих медиаторов и не имеет тех привилегий, которыми его наделила научная традиция. Об этом необходимо сказать потому, что особенное отношение к ацетилхолину явилось и продолжает являться психологической предпосылкой ошибочных генерализаций, которые лишь затрудняют изучение медиаторных систем.

Одним из таких обобщений был уже упомянутый «критерий инактивирующего энзима». Немало сил было впустую потрачено на суету вокруг другой ложной идеи — а именно, что ацетилхолин должен обязательно принимать участие в работе нехолинергического нервного окончания, в частности, адренергического («концепция холинергического звена» Бэрна и Ранда [см. 39, 103]). Также и электронные микроскописты, увидев пустые пузырьки в нервном окончании, дружно вспоминают ацетилхолин — а почему бы, скажем, не глутамат, который тоже хранится в таких пузырьках? Наконец, холинорецептор почти монопольно владеет вниманием исследователей, занимающихся рецепцией медиаторных веществ.

Важно не забывать, что этот крен в пользу ацетилхолина не имеет объективных оснований.

2. 3. 2. Моноаминергические нейроны

Этим названием объединяют нервные клетки, которые осуществляют свои синаптические эффекты при посредстве того или иного биогенного моноамина. Границы понятия «биогенные моноамины» (или «биогенные амины») в последние годы несколько сузились. Раньше сюда включали различные низкомолекулярные физиологически активные вещества, обладающие нейротропным действием и имеющие в своём составе аминогруппу, — в том числе и такие вещества, как гистамин, некоторые аминокислоты и т. д. После 1962 г., когда в гистохимическую практику вошел люминесцентный метод Фалька и Хилларпа, стало более принятым называть биогенными аминами те тканевые амины, которые выявляются этим методом, т. е. катехоламины и индолилалкиламины.

Интерес к этим веществам как медиаторам нервных влияний существует давно и восходит к классическим опытам Отто Леви, показавшего на сердце лягушки, что симпатические нервные влияния, подобно парасимпатическим, осуществляются при помощи химического посредника [236]. Довольно долго, однако, этот интерес ограничивался симпатическими окончаниями и адреналином, который считался передатчиком в этих «адренергических» окончаниях. Заметным шагом вперед явились исследования Эйлера, который пришёл к заключению, что медиатором симпатических эффектов у млекопитающих является не адреналин, а норадреналин [151]. Следующей важной вехой явился 1954 год, когда в английском физиологическом журнале появились две работы, положившие начало изучению медиаторной роли биогенных аминов в мозге млекопитающих. В одной из них М. Фогт показала, что неравномерность распределения норадреналина в разных отделах мозга не позволяет согласиться с существовавшим мнением о функциональной связи этого амина с сосудами: Фогт обсудила предположение, что норадреналин может быть одним из синаптических передатчиков в ЦНС [322].

Другая работа носила сходный характер и описывала распределение в мозге серотонина [76].

Период медленного накопления фактов затянулся на несколько десятилетий, но ситуация резко изменилась в 60-х годах, когда биогенные амины оказались в центре внимания исследователей, занимающихся проблемой синаптической передачи. Несомненно, главной причиной, вызвавшей эту концентрацию усилий, явилось внедрение уже упомянутого гистохимического метода, который впервые сделал возможным прямое наблюдение медиаторных веществ [см. 129].

Применение метода Фалька и Хилларпа и основанных на нём других специальных методов (снятие спектральных характеристик свечения, сочетание люминесцентной гистохимии с радиоавтографией, с фармакологическими воздействиями и т. д.) позволило за короткий срок получить ответ на ряд важнейших вопросов. Были выяснены места расположения моноаминергических нейронов в центральной и периферической нервной системе и для каждой группы таких клеток определены области иннервации [см. 16, 77, 161, 319 и библиографию к этим работам; специально для мозга человека — 253]. Одновременно физиологами было показано, что возбуждение гистохимически идентифицированных моноаминергических систем ЦНС сопровождается выделением медиаторных аминов [93, 272, 293] и что аппликация этих аминов воспроизводит эффекты раздражения пресинаптических моноаминергических элементов [127, 351 и др.].