Генеалогия нейронов - Сахаров Дмитрий Антонович - Страница 8

На пути доказательства медиаторной функции глутамата встретились серьёзные трудности. Так, действие глутамата оказалось мало специфичным и характерным для дикарбоновых аминокислот. Далее, отсутствие вещества-антагониста не давало возможности проверить, параллельно ли угнетаются эффекты глутамата и натурального передатчика возбуждающих окончаний. Эти и другие трудности, подробно рассмотренные МакЛеннаном в последнем издании его книги «Синаптическая передача», привели этого автора к заключению, что «вопрос о роли глутамата как возбуждающего передатчика в ЦНС млекопитающих должен оставаться открытым» [242, стр. 121 — 122].

Вскоре, однако, сам же Мак-Леннан с сотрудниками нашли среди производных глутаминовой кислоты два вещества с искомыми свойствами фармакологических антагонистов глутамата — альфа-метилглутамат и диэтиловый эфир глутаминовой кислоты [174, 174а]. Также и другие факты, которые накапливаются в последнее время, укрепляют уверенность в том, что глутамат служит медиатором у млекопитающих. Глутамат высвобождается из мозга, причём имеется чёткая зависимость между скоростью его выхода и уровнем активности нейронов [197]. Далее, в нервной ткани имеется высокоэффективная система избирательного захвата глутамата, подобная другим таким системам инактивации и реутилизации медиаторов. Выраженность эффектов глутамата на нервные клетки и богатство нервной ткани этой аминокислотой открывают очевидную и заманчивую перспективу установить природу синаптической передачи в огромной массе возбуждающих синапсов мозга, в частности, его коры. Мнение о том, что глутамат выполняет медиаторную функцию в ЦНС млекопитающих, имеет приверженцев среди видных специалистов [197, 199, 223, 339].

На ультраструктурном уровне аминокислотные медиаторы изучены не очень хорошо. Учизоно нашел, что в мозжечке кошки пузырьки в тормозных окончаниях уплощены, т. е. имеют на срезе форму овала, тогда как в возбуждающих окончаниях они округлые [318]. Последующие наблюдения других авторов, выполненные не только на позвоночных, подтвердили, что в секреторных пузырьках уплощённой формы хранится гамма-аминомасляная кислота. Возможно, сходное строение имеют секреторные пузырьки в глицинергических окончаниях; во всяком случае, экзогенный меченый глицин аккумулируется в спинном мозге пузырьками такой формы [234]. Напротив, глутамат хранится в округлых пузырьках. Все названные секреторные органеллы не содержат электронно-плотного материала. Для членистоногих, у которых легко идентифицировать возбуждающие и тормозные окончания на соматических мышцах, определены следующие диаметры пузырьков: для возбуждающих (содержащих глутамат) — 448±20Å, для тормозных (содержащих гамма-аминомасляную кислоту) — 460±24 (большой диаметр) и 362±18 Å (малый диаметр) [294].

2. 3. 4. Пептидергические нейроны

В 1967 г. Баргманн и соавторы при электронно-микроскопическом исследовании промежуточной доли гипофиза кошки нашли на железистых клетках пресинаптические окончания, образованные аксонами нейросекреторных клеток гипоталамуса [85]. Авторы резонно рассудили, что это наблюдение не позволяет с прежней уверенностью называть во всех случаях такие клетки нейросекреторными и в качестве альтернативы предложили новый термин — пептидергические нейроны. В их оригинальной трактовке этот термин относился только к гипоталамическим нейронам, вырабатывающим октапептиды, и, соответственно, пептидергическими синапсами назывались контакты терминалей этих клеток с клетками эндокринных органов. В последующие годы, однако, новый термин наполнился более широким содержанием. Практика пользования им в литературе показывает, что пептидергическими называют нейроны не только позвоночных, но и беспозвоночных, и что характеру структур, с которыми контактируют аксонные терминали, не придают значения. В принципе сознаётся, что важно было бы в каждом случае располагать данными о действительно пептидной природе активного агента (который вовсе не обязательно должен быть октапептидом), но в реальной действительности природа секретируемого вещества часто остается неизвестной и пептидергическими нейроны называют, опираясь на то, что ультраструктурные или гистохимические характеристики секреции в них такие же, как в нейронах с установленной пептидной природой секрета.

Из сказанного видно, что понятие «пептидергические нейроны» должно отличаться от более старого понятия «нейросекреторные клетки» не только по содержанию, но и по объему. Хотя нейросекреция, по-видимому, чаще всего осуществляется пептидергическими нейронами, известны и исключения. Так, у млекопитающих туберо-инфундибулярная система катехоламиновых нейронов, вероятно, функционирует как нейросекреторная: дофамин, выделяемый окончаниями этих нейронов в срединном возвышении, как полагают, попадает в портальную систему сосудов, чтобы таким путем принять участие в регуляции секреции гонадотропина клетками гипофиза. Наличие нейросекреции непептидной природы предполагают и у насекомых.

С другой стороны, пептидергические клетки во многих случаях функционируют как «обычные», а не нейросекреторные, нейроны, выделяя свои активные агенты непосредственно вблизи соответствующей клеточной мишени. Тому известно немало примеров, кроме приведённого в начале этого раздела. Так, для рыб известна прямая иннервация железистых клеток аденогипофиза гипоталамическими пептидергическими нейронами [220, 221]. У насекомых имеется целый ряд эффекторных органов, получающих прямую иннервацию пептидергического типа [163]. Иногда в этих случаях пресинаптические окончания называют «нейросекретомоторными», но упоминание о нейросекреции, которой на самом деле здесь нет, без нужды запутывает дело. Физиология синаптической передачи в пептидергических окончаниях совершенно не исследована, и эксперименты в этом направлении представили бы немалый интерес, учитывая вероятную устойчивость пептидной медиаторной молекулы.

В ЦНС млекопитающих пептидергические нервные клетки сосредоточены в гипоталамической области головного мозга.

Два парных клеточных ядра гипоталамуса — супраоптическое и паравентрикулярное — дают начало волокнам, образующим гипоталамо-гипофизарный тракт, который следует в заднюю долю гипофиза. Это — детально исследованная нейросекреторная система, в которой задняя доля гипофиза выступает в роли гемального органа, т. е. депо секрета, где наполненные им аксонные терминали образуют функциональный комплекс с собирающими секрет сосудами. Окончания нервных волокон содержат здесь два нейрогормона — вазопрессин (антидиуретический гормон) и окситоцин, которые при секреции попадают в общую систему циркуляции. Строение того и другого гормона известно, каждый из них представляет собой октапептид с молекулярным весом около 1000, построенный из девяти аминокислот. Гипоталамо-гипофизарной нейросекреторной системе посвящено немало сводок и монографий [см., например, 48, 143]. Клетки паравентрикулярного и супраоптического ядер обладают всеми морфологическими и физиологическими чертами нейронов. Об этом приходится сказать в связи с продолжающимися, несмотря на их нелогичность, попытками противопоставить пептидергические нейроны всем прочим типам, рассматриваемым вкупе. У пептидергических нейронов имеются дендриты и аксон, в их цитоплазме наблюдаются характерные для нервных клеток структуры. Физиология этих клеток типична для нейронов: они генерируют потенциалы действия, распространяющиеся по аксону; в аксонном окончании такой потенциал вызывает акт секреции, при этом действует типичный для нейронов механизм экзоцитоза, посредством которого секретируются и медиаторы; сами пептидергические нейроны получают аффрентацию от других клеток мозга [145, 146, 246, 251 и др.].

Идентификация нейронов супраоптического и паравентрикулярного ядер облегчается их сродством к некоторым, так называемым «нейросекреторным», красителям. Чаще всего в качестве таковых применяют хромовый гематоксилин по Баргману, паральдегид-фуксин по Габе и псевдоизоцианин по Стербе. Все три красителя, по-видимому, реализуют одну и ту же особенность химической организации этих клеток — наличие особого белка, богатого цистином.