Том 1 (1112429), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Таким образом, этн эксперименты на уровне одиночных клеток указывают способы, посредством которых клеточный генотип взаимодействует с окружающей средой, в результате чего возникает клеточный фенотнп. ка миокарда мне цит) в Возбуждение (аяренэргнческое) Б' Торможение (колинэргическое) Клетке миокарда (миоцит) Клетка симпатического т ганглия Раэаражение ганглноэиой клетки Рис. 10.8. Двойственность медиаториой функции клеток развивающихся симпатических гаиглиев крысы.
А. Схема, иа которой показаиа клетка гаиглия и клетка миокарда. Б. При иормальиой омывающей среде раздражеиие нейрона приводит к торможению импульсации миоцита. В. Добавлеиие к преж. ией среде атропииа блокирует торможеиие (что указывает иа его холииэргическую природу), ие влияя иа возбуждающее действие. Последнее блокируется после добавления в раствор пропраиолола, что указывает иа адреиэргическую природу этого действии. (Ро11ег е1 а!., 1981.) Формирование синаптичгских контактов Как неоднократно подчеркивается в этой книге, основа нервной организации — образование синаптических сетей.
При формировании этих сетей требуется огромная точность; отклонения от норм поведения, наблюдавшиеся у человека и у других животных, возникают из-за аномалий в формировании контактов в соответствующих сетях (см. гл. 3!), В развитии, так же как и в политике, своевременность решает все. Лнализэкспериментальных данных позволяет установить сложную последовательность этапов в процессе формирования специфических контактов. В табл. 10.2 дается сводка основных этапов, которые уда- П. 1(лзтошюгз механизмы 10. Процессы развития 251 ! ! ! ! ! ! I ! ! ! ! Таблица 10.2 Зтзиы формирования сиецифических синацтических контактов 1. Нейрон должен в установленное время покинуть клеточный цикл 2.
Он должен мигрировать в соответствуюшую область 3. Он может занять особое место относительно своих соседей 4. Должны развиться дендриты характерной формы и ориентации 5. Аксом должен выйтя из тела клетки н прорасти з правильном ивпрзвлении в сторону своей терминальной области 8. Аксои должен нзлрзвить свои ветви из соответствуюшую сторону мозга У. Аксаи должен направить свои ветви в точно олределсвную область или в несколько областей 8, Внутри области янсон должен ветвиться в точно оиределенном месте или слое 9. Терминальное поле данного аксона должно быть улорядочениыи и иметь олределеиную топографическую связь с телами клеток з зонах его возникновения и термннации 10. Термииали аксона могут оканчиваться только нз определенных типах клеток з пределах терминальной области 11.
Термннзли аксонов могут оканчиваться- только нз определенных частях этих клеток (например, иа участке поверхности дешгрита) лось пока идентифицировать. Как видно из таблицы, весь процесс охватывает время от момента появления нейрона через стадию миграции и дифференцировки до стадии окончательного созревания каждой части клетки.
Ретино-тектальный нугь. Способы взаимодействия популяций нейронов при формировании нейронных сетей изучались в целом ряде экспериментальных условий и на самых разных системах. На современные представления большоевлияние оказали результаты пионерных экспериментов Р. Сперри (К. Бреггу) из Калифорнийского технологического института. Его работы были выполнены на ретино-тектальном пути амфибий, который состоит из аксонов ганглиозных клеток сетчатки, направляющихся в зрительный тектум — основной репейный центр зрительной информации в мозге низших позвоночных (см.
рис. 3.6). Сперри перерезал один из зрительных нервов и поворачивал глазное яблоко на 180'. Было обнаружено, что после завершения регенерации зрительного нерва аксоны снова пророслн к своим прежним участкам-мишеням. Карта проекций сетчатки на тектум была сохранена, несмотря на поворот глазного яблока и дезорганизацию в процессе повторного роста после перерезки (рис. 10,9). На основе полученных данных Сперри постулировал, что между аксонами и их нейронами-мишенями существует химическое сродство.
Он предположил, что таким сродством обеспечивается не только восстановление связей при регенерации, но и их формирование при нормальном развитии, А Б Рис. 10.9. Проекция мухи нз сетчатку обычной лягушки (А) и лягушки, у которой глазные иблокн были иозернуты на 180' (В). Обратите внимание нз сетчаточные точки А — 11 и их проекции нз зрительный тектум, (сипб,1978.) Поскольку сетчатка проецируется на тектум с высокой точностью, эта система стала предметом многочисленных исследований, которые подтвердили и значительно расширили данные, впервые полученные Сперри. Эти работы несколько повлияли также и на интерпретацию результатов.
Исходная гипотеза подчеркивала роль генетических механизмов в установлении характерного распределения сннаптических контактов в нервной системе, однако, как выяснилось при изучении большинства систем, в процессе развития действуют дополнительные факторы (эпигенетические факторы, например влияние индивидуального опыта). Эти дополнительные факторы оказывают существенное влияние на окончательное распределение связей.
Генетические мутации. Формирование синаптических сетей изучалось также и в аномальных условиях, вызванных генетическими мутациями. В этом плане наиболее изученными видами из беспозвоночных оказался круглый червь СоелогйаЬд!Пэ е1ейалэ и плодовая мушка Ргоэорл11а гле1апоуаэ1ег. Смысл этих экспериментов состоит в воздействии рентгеновским излучением для получения одиночной мутации, проявляющейся в виде определенной поведенческой аномалии, с последующим выяснением аномалии на уровне синаптических контактов. Использование мутантных особей особенно оправдано при изучении принципов формирования корковых структур у позвоночных.
Самые первые и наиболее полные исследования были проведены на мутантных линиях мышей, полученных Р. Сидмапом, Пашко Ракичем (К. Б)дшзп, РаМо Кайс) и их сотрудни- 252 П. Клеточные механизмы кими в Гарварде. Большинство этих линий классифицировалось по характеру влияния мутаций на локомоцию, а клеточные ме- ха"измы анализировались преимущественно иа мозжечке. В за- в"с"мости от характера расстройства локомоции эти мутантные линии получали наименования «вертунов» (гее1егз), «трясунов» (з(аййегегз), «шатунов» (шеауегз) и др.
Каждый вид расстрой- ства сопоставлялся с особенностями дезорганизации коры моз- жечка, Полученные результаты в совокупности представлены на Р"с. (0ЗО для трех групп мутантов — шатунов, вертунов и тр"супов — и сравниваются с нормой, В общих чертах картина получилась следующая. В норме (А) кора мозжечка состоит из У"орядочеиных слоев, в которых определенным образом распо- ложены специфические нейроны и синапсы (детальиее это бу- дет из'!агаться в гл, 22), у большинства гомозиготных мышей- шатунов (Б) большая часть клеток-зерен дегенерирует до нача- ла их миграции из поверхностного слоя в глубину, где эти клет- ки Р~сположены у взрослых животных в норме.
Кроме того, ~~~енения затрагивают и один вид радиальных глиальных кленазываемых бергмановской глией, которые в нормальном "Р'пассе развития служат своего рода проводниками при мигра- ции тел клеток-зерен. Имеются также свидетельства того, что У мышей-шатунов аномально высоко содержание в крови холе- стерина и близких к нему липидов, что может отрицательно влип'ь па клетки-зерна и глиальные клетки. Основной аномалией мутантов-вертунов (В) является отсут- ствие клеток-зерен, которые все задерживаются в поверхност- ном слое, в результате чего обычные отношения между слоями, наблюдаемые у взрослых мышей, изменяются на обратные.
Вследствие этого число параллельных волокон уменьшено, У клеток Пуркинье отсутствует характерное ветвление. Изме- нении клеток Пуркинье, видимо, указывают на то, что созрева- "не дендритных ветвей и дендритных шипиков в своей заключи- стадии регулируется аксонами клеток-зерен, которые норме представлены параллельными волокнами. Последний пример — это мутанты-трясуны (Г).
Здесь, по-ви- 1!имому. в основном поражаются клетки Пуркииье„у которых отмечается недоразвитие дендритного дерева и сохраняется не- сколько признаков, характерных для эмбриональной стадии. плетки-зерна нормально мигрируют, оставляя позади свои аксо- ны в виде параллельных волокон. Однако в отсутствие полно- клеток Пуркинье, дендриты которых являются для па- Раллельных волокон постсинаптическими мишенями, клетки-зерна дегенерируют, Это происходит несмотря на то, что у дендри- тов недоразвитых клеток Пуркинье, как и положено, имеет мес- лв мв мв Г зй/ай дкп лв мв мв дкп в т!/т! АКП ДКП ЛВ МВ мв лв дкп Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
