Том 1 (1128361), страница 26
Текст из файла (страница 26)
3.15). Затем (Саха], возврашается к уровню покоя за счет процессов транспорта и обмена. Однако пока 1Саз']1 превышает этот уровень, при каждой следующей деполяризации повышение (Саз+], начинается от более высокого значения, чем предыдущее, и в результате ( Саа+]1 постоянно нарастает. Так как высвобождение медиатора пропорционально, скажем, четвертой степени (Саз+]т„даже относительно небольшой прирост этой концентрации обеспечивает существенное облегчение [20, 30]. Разным синапсам свойственна неодинаковая его степень.
Ярко выраженное облегчение, как, например, на рис. 3.16„ особенно характерно для цент- агамааа«»уапстех.хп 1 1 Ь«СГХГУуаптсо.таЬ.сп о О ОЛ О.2 Е,З ЕЛ Едс е ао 1ЕО мс о Рис. 3.1б. Сииептическое облегчение. Я. Активация пресииэптического нервного волокна е частотой 20 или 40 Гц вызывает постепенное повышение ВПСП и частичную временную суммацию при 40 Гц. Облегчение во время серии стимулов называется также «тетеиической потенциацией». Б. При подаче двух стимулов с резными интервалами между ними (ось абсцисс) происходит облегчение второго ВПСТ.
Если первый ВПСТ состоит в среднем из одного кванта, второй после короткого интервала. из трех (см. также веер«у слева), а после более длительного-из двух (иапример, через ВО мс-«верху справа) ральных синапсов; здесь одиночный пресинаптический потенциал действия едва ли вызовет высвобождение даже одного кванта, тогда как несколько импульсов, быстро следуюших друг за другом, гораздо более эффективны. Облегчение составляет своего рода «память» нервного окончания: в течение нескольких сотен миллисекунд в нем сохраняется след от предыдущего события. Известны и синапсы, в которых облегчение сохраняется минутами.
Вполне вероятно, что синаптическое облегчение- первый этап формирования краткосрочной памяти, на основе которой может затем развиваться долгосрочная (см. гл. 6). Лико Слава Обиблиотека 1гогт/тла) 1 1 а1аеааатауапгте ко 1 1 Ьыр //уаптто.ттЬ.тп ЧАСТЫ. ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КЛЕГКИ Облегчение, вызываемое относительно длинными сериями потенциалов действия, называют также сннаптической тютеицввциен. Нарастание ВПСП„иллюстрнруемое рис. 3.! б, А, относится к тетаяической >ютеицвации.
Сильное облегчение, сохраняющееся после стимуляции, а если она очень продолжительная, не исчезающее в течение нескольких часов, представляет собой посту«тани«ясную потенциацию. Вероятно, во время таких длинных серий стимулов в пресинаптическом окончании одновременно с (Сна+ 3! .повышаются концентрации и других ионов, в частности )Ча+. Еше один возможный эффект активации окончания, требующий участия внутри- клеточного посредника;подготовка пузырьков к высвобождению медиатора, т.е.
их мобилизация ) 271. Длительное высокочастотное возбуждение пресинаптических окончаний может в конечном итоге привести к состоянию, противоположному облегчению;депрессии, когда количество квантов медиатора, высвобождаемых в ответ на потенциал действия, снижаегся. Истинные механизмы этого неясны. Одна из возможных причин-истощение запаса синаптических пузырьков с медиатором. Кроме того, следует иметь в аиду, что нервные окончания, перед тем как образовать синапсы, обычно разветвляются, а точки ветвления — слабое звено в распространении потенциала действия.
То же самое количество тока, которое при возбуждении входит в волокно перед точкой ветвления„должно за ней деполяризовать уже два волокна. Поэтому во время высокочастотного разряда проведение возбуэкдения в антенные ветви часто блокируется. Это также проявляется как депрессия синаптической передачи. Возможно, депрессия, вызываемая ритмической активацией синаптического пути„в виде «нривыкания» (термин, заимствованный из физиологии поведения) составляет основу процессов научения и памяти. Взаимодействие меднатороп с постсиниптиче- скпми рецепторами В начале этой главы (рис.
3.1) говорилось, что меднатор или его агонист (А), взаимодействуя с рецептором К постсннаптической мембраны, вызывает специфическое изменение ее проводимости. Эту реакцию проще всего описать уравнением К + пА ет КА (КА„)а, где п-чнсло молекул агониста, связывающихся с одним рецептором, а переход от состояния КА„ к (КА„)* отражает сдвиг проводимости, т.е. открывание пагтгинаптичегкага шлгнага канала. Для многих типов рецепторов и > 1; например, в концевой пластинке и около 2 Г323, а в глутаматных синапсах — 4 илн более (рис. 3.16, А).
Когда и ~ 1, связывание агониста с рецептором происходит кооперативно„' это значит, что кривая зависимости синапти- 0,4 м«А О,Э О.! 0 0 О,1 0,2 О,Э 0,4 ОД мы Глутамат Рно. 3.17. Резкое нарастание постсинаптического тока при повышении концентрации медиатора (а данном случае глутамата), действующего на постсинаптические рецепторы (по (14) с изменениями) ческого тока 1, от концентрации агониста (рнс. 3.17) очень круто идет вверх.
После достижения «пороговой концентрации», например глутамата, величина синаптнческого тока очень быстро нарастает и выходит на плато при концентрации примерно втрое выше пороговой. Такое радикальное изменеюяе тока в узком диапазоне концентраций необходимо, поскольку медиаторы и некоторые их агоннсты образуются в процессе не связанного с передачей возбуждения клеточного метаболизма, и их низкие ко)щентрации вполне могут присутствовать в межклеточной жидкости. Очень резкий переход от слабого тока к сильному исключает какие-либо синаптнческие эффекты таких «фоновыю> концентраций; во время высвобождения квантов медиатора в синаптическую щель его концетгграция быстро достигает уровня насыщения (рис.
3.17). Многие реакции между мелиаторамв н рецепторами сопровождаются, кроме того, десеяскипааакгь соответствующей внактнлацян Ха'-каналов (см. с. 32). Во время непрерывного воздействия медиатора, особенно его высоких концентраций, чувствительность постсннаптвческой клетки постепенно снижается. Для описания лтсенсвтлэа- Ш П Янко Слава (Библиотека Рота/Г»а) 1 1 птанаааа»уапйех.хп 1 1 Ьмъе//уап»ха.ЫЬ.хп ГЛАВА 3. МЕЖКЛЕТОЧНАЯ ПЕРЕДАЧА ВОЗБУЖДЕНИЯ Токи оаииочиоуо капала при 5 мц плутовата пА 1 ми улутамата О 1 2 ма и и х Ф а а о а х и х Рис.
3.18. Токи сдиночнык каналов рецепторов, акт«виру«мхи медиатором. Я. Регистрация методом «пэтч-«ламп», в микрспипеуке — раствор глутвмвта (б мйз) (с изменениями из (1 6)). Б. Схема передачи возбуждения в гпутаматергическом сан«псе. Вверху: временной ход изменений концентрации гпутаматв после высвобождения его «кванта» из орясин«вуич«ского окончания (гипоуетическая кривая). Под графиком: примеры токов одиночных каналов, зарегистрированных после такого импульсного высвобождения медиатора. Внизу: сумма токов одиночнык каналов — ВПСТ (сдим квант) пяя в уравнение (1) следует вклю ппъ неактивное состояние рецептора, пол»остью аналогичное «закрытому-янактяавроваввому» состоянию на рнс. 2.13 (с.
38). Поскольку в большинстве сввапсов высокая концентрация медиатора сокр»«аяется очень недолго (рвс. 3.18, Б), десевснтиэацяя абычно ве сказывается на передаче возбуждения, но ее спел)ет учитывать при длительном терапевтическом применении медваторов яли их агонвстов (21, 32).
Сниаитнческие ионные каналы. До сих пор мы рассматривали только специфические сдвиги проводимости постсинаптической мембраны, происходяшие при взаимодействии ее рецепторов с медиатором. Как говорилось в гл. 1 и 2, ионная проводимость плазматических мембран обеспечивается ка- нальными белками: через водную фазу молекул этих белков могут проходить определенные ионы. В качестве примера бь)ла приведена схема белка Ха+- канала (см. рис.
2.15). Воротная функция этого канала определяется его потенциалзависимостью; открывание каналов в химических синапсах происходит в результате связывания медиатора или его ахониста с комплексом рецептор — канал. Такого рода макробелок составляет основу рецепторов различных типов, а для ацетилхолинового рецептора установлена его полная аминокислотная последовательность. Молекулярная масса этого белка 258000; он состоит из пяти очень сходных субъединиц примерно одинакового размера, группирующихся вокруг центрального канала (29, 333.
Эти данные позволяют обсуждать структуру «стенкю> канала и участка (участков) связывания агонистов 134). Токи одиночных каналов, составляющие суммарный синаптический ток, можно выявить методом «пэтч-кламп» (рис. 3.18) с помощью регистрирующего микро- электрода, заполненного раствором агонисга. Эти токи аналогичны показанным для Саг а на рис. 2.14 (с. 38): открывания канала происхолят сериями с большими паузами между такими «разрядами». Наблюдаемый ответ отражает разные этапы реакции в уравнении (1): кратковременные индивидуальные открывания соответствуют стадии КА„(КА„)*, а <гразряды» — реакции К + пА«а КА„[113.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
