Чтение онлайн

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].

Вообще, нужно отметить, что если ещё не так давно вопросом об идентификации медиаторов и установлении типов медиаторной специфичности интересовались только физиологи, то сейчас в решении этих вопросов очень велика стала роль информации, получаемой с помощью морфологических [см. 180] и микрохимических методов исследования [162, 169, 240 - 241а, 259, 263, 330, 331 и др.], и эти методические подходы к медиаторным проблемам представляются сегодня наиболее перспективными.

2. 3. Типы нейронов у млекопитающих

Если теперь с точки зрения медиаторной специфичности рассмотреть клеточную популяцию нервной системы млекопитающих, то она представится в виде мозаики, своеобразный рисунок которой может показаться прихотливым.

С одной стороны, не видно закономерной связи между этой мозаикой и функциональной организацией нервной системы. С другой, распределение химически специфичных нейронов не следует за анатомическим членением нервной системы: в одном и том же её отделе нейронный состав, как правило, разнороден.

Нужно добавить, что многие группы нейронов остаются ещё неизученными, принадлежность других к тому или иному химическому типу остается предположительной. Но эти белые пятна довольно быстро заполняются.

Ниже перечислены выявленные к настоящему времени типы нейронов, различающиеся характером секретируемого физиологически активного продукта, и указано, где они располагаются. Из большой литературы вопроса выбраны для ссылок обзорные или наиболее важные работы.

2. 3. 1. Холинергические нейроны

Холинергическими называют нервные клетки, эффекторными окончаниями которых секретируется ацетилхолин. Впервые медиаторная функция была доказана именно для этого вещества [235]. Для нейронов, аксонные окончания которых находятся вне ЦНС, удаётся с достаточной полнотой выполнить систему критериев, позволяющих идентифицировать синаптический передатчик с ацетилхолином. Это позволило ещё в 30-х годах отнести к холинергическим следующие типы нейронов: 1) мотонейроны, дающие окончания на скелетных мышцах; 2) симпатические и парасимпатические преганглионарные нейроны и 3) парасимпатические постганглионарные нейроны. Проведённые в последующие годы исследования медиаторной функции ацетилхолина в окончаниях этих нейронов отличаются большой полнотой и тщательностью [см., например, 15, 62, 70, 191].

Гораздо больше трудностей встретилось на пути изучения холинергических интернейронов. Хотя несомненно, что в ЦНС представлены, наряду с другими, и холинергические окончания (достаточно напомнить о существовании синапсов между аксонными коллатералями спинальных мотонейронов и клетками Реншоу), до сих пор сохраняется значительная неясность относительно удельного веса и локализации внутрицентральных холинергических систем. Несмотря на усилия многих исследователей, применение микроэлектродных методов принесло довольно бедные результаты. С достаточной обоснованностью можно сейчас говорить о наличии холинергических нейронов в составе ретикулярной формации (в частности, в стволовой части среднего мозга), откуда начинаются волокна, идущие к холинореактивным структурам коры большого мозга, боковых коленчатых тел и некоторых других участков мозга, а также о холинергической природе некоторых таламических проекций в первичную сензорную кору. Помимо гистохимических данных и демонстрации идентичности эффектов ацетилхолина и пресинаптического возбуждения, удалось показать, что при возбуждении этих структур ацетилхолин выходит во внеклеточное пространство [114, 244, 202, 126]. Мнение некоторых авторов о холинергической природе нейронов нижней оливы, дающих начало лиановидным волокнам мозжечка, оспаривается другими авторами, которые, в свою очередь, считают холинергическими некоторые клетки моста среднего мозга, дающие начало части мшистых волокон мозжечка. Данные о холинореактивности многих клеток ЦНС не подкреплены какими-либо сведениями об источниках волокон, возможно, дающих на этих клетках холинергические окончания. Подробнее см. об этом у Мак-Леннана [242] и Филлиса [268].

Крайне медленный прогресс в работе по обнаружению холинергических клеток головного мозга объясняется методическими трудностями.

В течение многих лет идентификацию холинергических структур связывали с гистохимическим выявлением активности ацетилхолинэстеразы. Простота этого подхода оказалась кажущейся. Только в редких и специальных случаях высокая активность ацетилхолинэстеразы наблюдается в нейронах, секретирующих ацетилхолин, — значительно чаще, но тоже не всегда, фермент располагается в структуре, на которую действует медиатор, т. е. за синаптической щелью. Далее, имеется огромная литература о выявлении ацетилхолинэстеразы в таких соединениях, где ни пре-, ни постсинаптическая клетки не являются холинергическими. Наконец, накопилось немало сведений о том, что присутствие этого фермента в нейронах вообще может не иметь отношения к синапсам и синаптической передаче. Всё это обязываеткрайне критически относиться к обширной литературе о «холинергических нейронах», идентифицированных столь ненадёжным способом.

Несравненно ценнее для идентификации сведения об активности ключевого фермента синтеза ацетилхолина — холинацетилазы (ацетилтрансферазы холина). Сделаны первые шаги в разработке методов гистохимического обнаружения этого фермента. Они ещё несовершенны, но во всяком случае специфичны: так, у крысы продукт гистохимической реакции выявляется в холинергических спинальных мотонейронах, но его нет в нехолинергических клетках спинальных ганглиев [см. 180]. Можно рассчитывать, что дальнейшее развитие гистохимии холинацетилазы, а также использование и совершенствование методов микрохимического определения активности этого фермента [169, 241] и содержания ацетилхолина в отдельных нейронах [241а] позволят уверенно локализовать холинергические нейроны и их связи.

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 A. 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 A, 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].