Том 1 (1128365), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Взаимодействие тормозных и возбуждающих потенциалов. А. Если возбуждающийпостсинаптический потенциал превышает пороговую величину, возникает ПД. Б. Постсинаптическийпотенциал может быть тормозным даже в том случае, если он деполяризующий; важно лишь, чтобыпотенциал реверсии такого тормозного потенциала был выше порогового уровня возникновения ПД. В.Под действием тормозного медиатора (например, такого, эффект которого представлен на рис. Б)степень деполяризации, вызванной возбуждающим медиатором (рис.
А), может уменьшаться настолько,что постсинаптический потенциал не достигнет уровня порога.этих каналов приведет к деполяризации (рис. 6-25, Б). В то же время, еслиодновременно с медиатором, активирующим каналы, действует возбуждающиймедиатор, то деполяризующий потенциал, возникающий под действиемпоследнего, будет уменьшаться (рис. 6-25, B). Таким образом, основной эффектактивации тормозных постсинаптических каналов заключается в том, чтовозбуждающие токи как бы "закорачиваются" из-за того, что положительныезаряды, входящие в клетку по возбуждающим каналам, будут выходить из нее потормозным каналам, а не накапливаться в ней и не деполяризо-вывать клетку допорогового уровня.Разумеется, никакой медиатор не может быть сам по себе исключительно"возбуждающим" или "тормозным". Так, в двигательных концевых пластинках исимпатических ганглиях позвоночных животных АцХ выполняет функциювозбуждающего медиатора-под его действием преимущественно увеличиваетсянатриевая и калиевая проводимости постсинаптической мембраны.
Напротив, впарасимпатических окончаниях сердца и внутренних органов он активируеткалиевые или хлорные каналы и играет уже роль тормозного медиатора. Именноионная проницаемость каналов, активируемых медиатором, определяет, какойпостсинаптический ток будет возникать в ответ на выделение этого медиатораиз пресинаптических окончаний. Потенциал реверсии постсинаптическогопотенциала зависит от относительных ионных проницаемостей каналов и,разумеется, от электрохимических градиентов для проникающих ионов. Значит,именно эти факторы в каждом случае определяют, какое действие будетоказывать тот или иной медиаторвозбуждающее или тормозное.Из всего этого следует, что если в естественных условиях какой-либомедиатор оказывает на ту или иную клетку тормозный эффект, то этот эффектможно сделать возбуждающим, если в эксперименте вызвать перераспределениесоответствующих ионных градиентов по разные стороны постсинаптическоймембраны.
Это было показано на нейронах улитки и спинного мозгапозвоночных. В естественных условиях при действии АцХ на некоторыенейроны улитки увеличивается хлорная проницаемость постсинаптическоймембраны. В одних таких нейронах (Н-клетки, или гиперполяризующиесяклетки) внутриклеточная концентрация СГ сравнительно мала, и поэтому ЕClболее отрицателен, чем потенциал покоя. При этом медиатор нервныхокончаний АцХ, действуя на Н-клетки, вызывает открывание хлорных каналов,Сl- поступает в клетку и мембранный потенциал смещается к ECl.
В результатевозникает гиперполяризация (рис. 6-26, А). Если же заменить во внеклеточнойсреде ионы хлора на ионы сульфата, не проходящие через хлорные каналы, топод действием АцХ будет происходить уже выход СГ, посколькуэлектрохимический градиент для этого иона будет направлен наружу. Выходотрицательных зарядов приведет к деполяризации клетки, и частота ПДувеличится (рис. 6-26, Б). Иными словами, АцХ, являющийся в нормальныхусловиях для этих клеток тормозным медиатором, будет вызывать ихвозбуждение, если электрохимический градиент для ионов Сl - изменит свойзнак на противоположный1.185Рис. 6.26.Влияние ионных градиентов на характер ответа постсинаптической мембраны надействие медиатора. А. Ацетилхолин, апплицируемый на Н-клетки нервной системыулитки,активируетхлорныеканалы.ИоныСl перемещаютсяпоконцентрационному градиенту в клетку, и возникает гиперполяризация.
Б. Еслизаменить во внеклеточной среде Сl- на SO2-4 , то направление тока, аследовательно, и изменение потенциала, станет противоположным: ионы СГ будутуже выходить из клетки. Записи, приведенные справа, показывают, как влияет такаязамена на импулъсацию нейрона. (Kerkut, Thomas, 1964 )1861 Интересно, что в других типах нейронов улитки (D-клетки, или деполяризующиеся клетки) вестественных условиях поддерживается высокая внутриклеточная концентрация Сl - путем активноготранспорта этих ионов. В этих клетках АцХ также вызывает увеличение проницаемости для Сl-, но,поскольку электрохимический градиент для этого иона у них направлен наружу, они в ответ на действиемедиатора деполяризуются.184 :: 185 :: 186 :: Содержание186 :: Содержание6.6.6.
Пресинаптическое торможениеВ основе еще одной разновидности торможения нейронов лежит выделениетормозного медиатора из окончания, расположенного на пресинаптическомокончании возбуждающего аксона (рис. 6-27). В этом случае Пресинаптическоевозбуждающее окончание служит постсинаптической структурой длятормозного окончания. При таком пресинаптическомторможении неподавляется действие возбуждающего медиатора на постсинаптическом уровне,но снижается количество этого медиатора, выделяющегося из возбуждающегоокончания. В ряде случаев при пресинаптическом торможении медиаторповышает проницаемость мембраны возбуждающего пресинаптическогоокончания для К + или Сl-, в результате чего уменьшается амплитуда ПД,поступающего в это окончание, и, следовательно, количество выделяемого иммедиатора.
Появляется также все больше данных о том, что во многих случаяхпри пресинаптическом торможении тормоз-ный медиатор блокирует илиинактивирует пресинаптические кальциевые каналы и они становятся менеечувствительными к деполяризации. Поскольку же выделение медиатора связанос поступлением Са2+ в окончания (разд. 6.6), уменьшение количества этого ионасопровождается снижением уровня высвобождающегося медиатора.
Однаконезависимо от конкретных механизмов Пресинаптическое торможение сводитсяк тому, что на постсинаптическую (для возбуждающего окончания) клеткудействует меньшее количество медиатора и постсинаптический потенциалстановится меньше.Пресинаптическое торможение было обнаружено у многих животных. Егозначение для интегратив-ной деятельности ЦНС позвоночных мы рассмотримпозже. Кроме того, оно выявлено в нервно-мышечном соединении ракообразных(рис.
6-27), где ветвления аксонов, образующих тормозные окончания намышечных волокнах, посылают также веточки к окончаниям возбуждающихаксонов.186186 :: Содержание186 :: 187 :: Содержание6.7. Постсинаптические рецепторыи каналыКак мы уже знаем, когда медиатор взаимодействует с постсинаптическоймембраной, он вызывает изменение (как правило, повышение) еепроницаемости для определенных ионов.
При таком взаимодействии должныпроисходить два основных процесса.1. Медиатор должен связываться с молекулой рецептора в постсинаптическоймембране.2. Взаимодействие медиатора с рецептором должно приводить к временномуоткрыванию (реже-к закрыванию) соответствующего ионного канала. Приэтом сам рецептор может располагаться186Рис. 6.27. Структуры, обеспечивающие пресинаптическое торможение в мышцах ракообразных.Тормозной нейрон образует синапс на пресинаптических окончаниях возбуждающего двигательноговолокна. При выделении тормозного медиатора проницаемость этого волокна для калия и хлораувеличивается, что приводит к уменьшению амплитуды ПД в этом волокне и, следовательно,уменьшению количества выделяемого окончанием медиатора.
В том же случае, когда тормозное волокнооканчивается непосредственно на мышечной клетке, наблюдается постсинаптическое торможение. (Lang,Atwood, 1973.)отдельно от канала либо представлять собой его составную часть (или части).Когда при связывании медиатора с рецептором канал активируется иоткрывается, через него проходит кратковременный ток. В обычных условиях вмембране происходит суммирование многих таких токов через одиночныеканалы. В результате, когда в пресинаптическое окончание поступает ПД и изнего выделяются десятки, сотни или тысячи молекул медиатора, черезпостсинаптическую мембрану вытекает достаточно мощный суммарныйсинаптический ток. Многое из того, что мы знаем о всех этих механизмах, былополучено при изучении никотинчувствительных АцХ-активируемых каналов.Эти каналы, в частности, отвечают за посинаптические токи в двигательнойконцевой пластинке.187186 :: 187 :: Содержание187 :: 188 :: 189 :: Содержание6.7.1. АцХ-активируемый каналВыделить, идентифицировать и изучить то вещество, которое связываетмедиатор и при этом вызывает открывание ионного канала, отнюдь не просто.Дело в том, что таких воротных молекул по сравнению с общим числомбелковых молекул в мембране довольно мало.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
