Чтение онлайн

В процессе секреции в области секреторной мембраны аксона накапливаются мелкие пузырьки, лишенные плотного содержимого, которые, по всей вероятности, представляют собой остатки секреторных гранул, изливших свое содержимое во внеклеточную среду, или продукт пиноцитоза [323, 296].

Имеются серьёзные основания считать, что вазопрессин и окситоцин вырабатываются разными группами нейронов. Содержащие эти нейрогормоны гранулы можно разделить дифференциальным центрифугированием, хотя они не различаются внешне по диаметру и электронной плотности [201]. Локальным электрическим раздражением удается вызвать преимущественную секрецию одного из двух веществ. Итогом разных экспериментов по раздельному разрушению гипоталамических ядер, по анализу содержания нейрогормонов в них и т. д. [см. ссылки в 201] является вывод, что в супраоптическом ядре находятся клетки, вырабатывающие вазопрессин, а в паравентрикуляр ном — окситоцин.

Этими двумя ядрами не ограничивается система пептидергических нейронов гипоталамуса. В неё следует включить также группу мелкоклеточных ядер вентральной области (инфундибулярное, передние перивентрикулярные и некоторые другие). Считается, что в состав этих ядер входят клетки, вырабатывающие нейрогормоны, которые регулируют секреторную активность тропных желез аденогипофиза. Указанные клетки вентрального гипоталамуса связаны с аденогипофизом специальной портальной системой кровеносных сосудов.

Не будучи ещё общепринятым [48], такое представление о механизме регуляторных влияний гипоталамуса на аденогипофиз получило широкое распространение [60, 143].

Нейроны мелкоклеточных ядер вентрального гипоталамуса не обладают тинкториальными свойствами пептидергических клеток супраоптического и паравентрикулярного ядер, поэтому обычные «нейросекреторные красители» при их исследовании неприменимы. Это затрудняет локализацию клеток, синтезирующих физиологически активные агенты вентрального гипоталамуса. Различают семь эффектов, оказываемых этими агентами на железистые клетки аденогипофиза. Соответственно, можно говорить о семи гипоталамических факторах, имеющих следующие обозначения: CRF — фактор, вызывающий выделение кортикотропного гормона, LRF — фактор, вызывающий выделение лютеинизирующего гормона, FSHRF — фактор, вызывающий выделение фолликулостимулирующего гормона, TRF — фактор, вызывающий выделение тиреотропного гормона, GRF или SRF — фактор, вызывающий выделение соматотропного гормона, PIF — фактор, тормозящий выделение пролактина, MIF — фактор, тормозящий выделение меланоцит-стимулирующего гормона.

Пептидная природа этих факторов предполагалась давно, но только в недавнее время эти предположения стали получать прямое подтверждение. TRF идентифицирован как (пиро)глутамил-гистидил-пролинамид, т. е. как пептид, построенный всего из трёх аминокислот [101, 102б]. LRF оказался идентичным FSHRF, это — пептид, в составе которого девять аминокислот [102а, 238а]; он обладает антигенными свойствами, что позволило использовать иммунолюминесцентный метод для локализации соответствующих нейронов в мозге млекопитающих [87а]. Имеются данные, что и CRF представляет собой пептид молекулярным весом около 2500 [см. 143].

2. 3. 5. Пуринергические нейроны

Термин «пуринергические» был предложен в 1971 г. Бурнстоком для обозначения клеток, которые, как было показано этим автором и его сотрудниками, применяют в качестве медиатора АТФ или его производное [105, 106]. При изучении нервных влияний на мышцы желудочно-кишечного тракта накапливалось всё больше свидетельств тому, что, помимо адренергических тормозных и холинергических возбуждающих нервных элементов, в регуляции моторики желудочно-кишечного тракта принимают участие нервные клетки какой-то иной химической природы. Бурнстоком и сотрудниками был использован широкий арсенал методов для выяснения природы медиатора, осуществляющего неадренергические тормозные эффекты. Удалось с необходимой строгостью удовлетворить как критерий накопляемости (АТФ и продукты его гидролиза появлялись в перфузате при раздражении соответствующих нервов), так и критерий идентичности действия (АТФ и АДФ являются наиболее мощными ингибиторами моторики кишечной мышцы из большого ряда испытанных пуриновых и пиримидиновых соединений). В той же лаборатории было показано, что нервные окончания, о которых идет речь, отличаются от адренергических и холинергических окончаний, присутствующих в кишечной мышце, по ультраструктурным характеристикам: секреторные органеллы пуринергических окончаний представляют собой достаточно крупные гранулы (диаметр 1000-2000 A), умеренно плотное содержимое которых заполняет всю гранулу, вплоть до её наружной мембраны. Фармакологические воздействия, которые резко сказывались на внешнем виде гранул адренергических окончаний, не влияли на пуринергические окончания [108]. По данным лаборатории Бурнстока, пуринергические нервные элементы представлены в разных классах позвоночных, в частности, у амфибий, птиц, млекопитающих, и принимают участие в иннервации мышц не только желудка и кишечника, но и дериватов кишечной трубки — легкого, мочевого пузыря. Не только тормозные, но и некоторые формы возбуждающих нервных влияний на эти мышцы тоже, по-видимому, осуществляются пуринергическими нейронами [107, 297].

2. 4. Заключение

Несмотря на работу большого числа исследователей, выясняющих химическую специфичность различных нервных клеток у млекопитающих животных, полученная к настоящему времени картина далека от полноты. Имеется ещё много нервных клеток, которые скорее всего не относятся ни к одному из перечисленных выше типов. Неясна медиаторная специфичность системы волокон, содержащих особые крупные (750-1600 A) везикулы, — такие волокна представлены в дорзальном сером веществе спинного мозга [147]. Почти неизвестны синаптические механизмы, действующие в сетчатке: за исключением незначительной группы дофаминергических клеток, сложная нейронная популяция сетчатки остаётся лишь приблизительно охарактеризованной в химическом плане. Если взять такой хорошо изученный нервный центр, как мозжечок, то и здесь обнаруживаются зияющие пустоты: неизвестны медиаторы возбуждающих входов, нет данных о специфическом химизме зернистых клеток, не до конца ясно, все ли тормозные нейроны используют в качестве медиатора гамма-аминомасляную кислоту. Такие белые пятна остаются во всех отделах нервной системы.

В некоторых, пока немногих, случаях кандидатами в медиаторы предложены определённые вещества, и эти предложения экспериментально проверяются. Одним из старейших кандидатов является гистамин. Некоторое время назад казалось, что эта кандидатура окончательно отпала, так как чувствительный гистохимический метод обнаружения гистамина дал возможность убедиться, что гистамин не содержится в какой-либо категории нервных элементов и локализуется только в ненервных клетках. Однако в последнее время появляются данные, говорящие в пользу кандидатуры гистамина [например, 311]. Гораздо больше интереса вызывает «вещество Р» — группа близких соединений пептидной природы. Удалось изолировать несколько форм «вещества Р» и установить строение одной из них, выделенной из гипоталамуса крупного рогатого скота,- это пептид, построенный из 11 аминокислот. «Вещество Р» обладает сильным деполяризующим действием на корковые нейроны — клетки Беца [269] и на спинальные мотонейроны [222а]. Этот факт интересен не только как свидетельство в пользу старых предположений о медиаторной роли «вещества Р» в первичных сензорных нейронах позвоночных [см., например, 242], но и как доказательство того, что крупная пептидная молекула способна выполнять роль синаптического передатчика.

Предложенные кандидаты в медиаторы, однако, слишком немногочисленны, чтобы залатать бреши в знании механизмов передачи. Тем не менее уже сейчас ясно, что таких механизмов много. Мы насчитали около десятка типов нервных клеток, продуцирующих разные медиаторы (ацетилхолин, четыре биогенных амина, три аминокислоты, АТФ или его дериват), ещё столько же типов нейронов занято продукцией гипоталамических нейрогормонов. Этого достаточно, чтобы задаться вопросом о природе и причине клеточного разнообразия.

Задача состоит в том, как сформулировать этот вопрос.

3. ПОСТАНОВКА ВОПРОСА О ПРИРОДЕ МЕДИАТОРНОИ СПЕЦИФИЧНОСТИ

3. 1. Аналогия или гомология?

Если медиаторное разнообразие нейронов млекопитающих имеет какую-то причину, то эта причина должна быть действительной не только для млекопитающих, но и для других организмов, имеющих нервную систему. Вряд ли могут быть сомнения в том, что составом нейронных популяций у всех животных управляют одни и те же законы.

В самом деле, при сравнении организмов, относящихся к разным зоологическим типам, бросается в глаза, что их нейронные популяции не просто разнородны, но разнородны закономерно: у очень разных животных наборы медиаторов включают одни и те же вещества. Так, у ракообразных и насекомых в списке установленных или предполагаемых медиаторов мы находим глутамат, гамма-аминомасляную кислоту, дофамин, серотонин, ацетилхолин, пептиды. Почти все названные вещества, вероятно, выполняют медиаторную функцию в нервной системе моллюсков. Короче говоря, несомненно, что нейроны, относящиеся к одному и тому же типу медиаторной специфичности, могут встречаться в таких неродственных нервных образованиях, как ганглиозные тяжи турбеллярий, цепочечная нервная система аннелид и артропод, окологлоточное ожерелье гастропод и т. д. [см. обзоры 132, 153-155, 166, 209, 212, 247, 270, 279, 334].

Теорию, объясняющую разнородность клеточного состава нервной системы млекопитающих, нельзя было бы признать удовлетворительной, если бы она оказалась неспособной объяснить эту универсальную распространённость нейронов, проявляющих одинаковую медиаторную специфичность. Несомненно, что теория должна отвечать сразу на два вопроса: во-первых, почему разные медиаторы сосуществуют в одной нервной системе, и, во-вторых, почему одинаковые медиаторы представлены в разных, в том числе негомологичных нервных органах.