Дмитрий Сахаров - Генеалогия нейронов

Сравнительное изучение холинергических соединений также привело к пересмотру существовавшего ранее представления об обязательном участии синаптической холинэстеразы в медиаторном процессе, осуществляемом ацетилхолином. Синаптическое действие этого передатчика может быть остановлено, по-видимому, по крайней мере тремя разными способами: диффузией из синаптической щели, инактивацией холинорецептора и, наконец, энзиматической инактивацией самого ацетилхолина. Это разнообразие механизмов, с одной стороны, выражает собой процесс эволюционного совершенствования синапсов, а с другой, способ, посредством которого определяются функциональные параметры передачи. Подробнее этот вопрос рассмотрен нами, совместно с Турпаевым, в специальных статьях [65, 285, 317]; отчасти, об этом будет идти речь ниже в связи с обсуждением вопроса об эволюции нервных клеток (7.3.).

С учетом данных, не укладывающихся в существовавшую ранее схему медиаторного процесса, вопрос о критериях идентификации медиатора рассмотрен в нескольких работах [337, 6, 242, 337, 339, 340]. В общем, мнения их авторов во многом совпадают. Признается ценным для периферических окончаний один из старых критериев: при раздражении пресинаптических волокон предполагаемый передатчик должен обнаруживаться во внеклеточной среде в области синапса. Хотя практические трудности ограничивают приложимость этого критерия к синапсам ЦНС, иногда удается их преодолевать, применяя высокочувствительные методы обнаружения малых количеств медиатора.

Несколько критериев выдвигаются в качестве более универсальных. Во-первых, вещество, предполагаемое медиатором, должно в достаточных количествах иметься в пресинаптическом нейроне, с преимущественной локализацией в окончаниях аксона. Во-вторых, здесь же должна присутствовать энзиматическая система для синтеза этого вещества или для обеспечения окончаний медиатором каким-то иным способом. В-третьих, постсинаптическая мембрана должна обладать специфической чувствительностью к предполагаемому медиатору. В-четвёртых, при нанесении предполагаемого медиатора на постсинаптическую структуру он должен воспроизвести все эффекты синаптическо-го действия. В-пятых, фармакологические агенты, влияющие на постсинаптические эффекты естественного передатчика, должны сходным образом влиять на эффекты предполагаемого медиатора при его искусственном нанесении на постсинаптическую структуру.

Почти все эти критерии могут приниматься с известными оговорками, и к ним нельзя относиться некритически. Так, нет полной уверенности в том, что специфические рецепторы, на которые действует медиатор, должны обязательно находиться на постсинаптической мембране: между медиаторами и гормонами нет строгой границы, а среди гормонов известны такие, которые взаимодействуют с внутриклеточными рецепторными структурами.

Больше всего оговорок высказано по поводу четвёртого и пятого из упомянутых критериев. Здесь исследователь встречается с некоторыми осложнениями принципиального характера. Техника многоканальных микроэлектродов, используемая в таких экспериментах, позволяет апплицировать испытуемое вещество на тело нейрона, внутрь которого введен отводящий микроэлектрод. Синаптические же окончания и сами рецепторы к медиатору нередко располагаются на значительном расстоянии от тела нейрона — например, на удалённых частях дендритов. В таких ситуациях испытуемое вещество, в точности идентичное медиатору, не будет давать эффекта, вполне идентичного эффекту раздражения пресинаптических волокон: например, неодинаковыми окажутся потенциалы равновесия. Специальные исследования этих трудностей показывают, что они преодолимы, но важно не упускать их из вида.

Мак-Леннан в последнем издании своей книги «Синаптическая передача» [242] предлагает включить в число критериев развитие денервационного повышения чувствительности к веществу — кандидату в передатчики. В самом деле, в некоторых синаптических структурах чувствительность к медиатору повышается после денервации на несколько порядков. Но нельзя забывать о том, что известны и противоположные ситуации. Так, клетки членистоногих вообще теряют чувствительность к гамма-аминомасляной кислоте после перерезки тормозных волокон, выделяющих на них этот медиатор; рецепторы к медиатору снова восстанавливаются после регенерации иннервирующих волокон [см. ссылки в 279].

Применение указанных критериев должно быть комплексным, только в этом случае можно с уверенностью решать вопрос о медиаторной роли того или иного вещества. Поучительна в этом отношении история изучения передачи в окончаниях симпатических нервных волокон. Сейчас общепризнанно, что передачу в них осуществляет, по крайней мере у теплокровных, норадреналин. Но ещё в начале 60-х годов, несмотря на наличие убедительных фактов, продолжались споры о месте, из которого высвобождается норадреналин при возбуждении симпатических нервов: нельзя было доказательно утверждать, что амин изливается из самих нервных окончаний, а не из внешней по отношению к ним структуры, например, из хромаффинных клеток. Как подчеркнул известный шведский фармаколог А. Карлссон, недостающий критерий удалось выполнить лишь благодаря появлению гистохимического метода Фалька и Хилларпа [111].