Генеалогия нейронов - [4]

Длинные списки критериев возникли, по мнению Вермана, потому, что достаточность двух указанных критериев не всегда осознается, и главным образом потому, что применить эти два критерия совсем не просто.

В последние годы выяснилось, что некоторые критерии, которые до середины 60-х годов считались чуть ли ни главными, нужно признать ошибочными. Исторически случилось так, что в первые десятилетия изучения медиаторного процесса объектом исследований служили периферические холинергические соединения позвоночных (окончания блуждающего нерва на сердце и моторных волокон на скелетных мышцах). В ходе этих исследований развились общие представления о химическом синапсе, в том числе убеждение, что химический синапс должен быть обеспечен ферментом, инактивирующим передатчик. Из «критерия инактивирующего энзима» вытекал как следствие ещё один критерий: эффект вещества, предполагаемого медиатором, как и эффект раздражения пресинаптических волокон, должен усиливаться при применении фармакологических агентов, ингибирующих указанный фермент. Эти критерии следует признать неудовлетворительными. Ярче всего их ограниченность выявилась при изучении синапсов, использующих в качестве медиатора иные, чем ацетилхолин, вещества. Как теперь считают, синаптическое действие катехоламинов прекращается главным образом благодаря обратному захвату их нервным окончанием из синаптической щели. Сходный механизм предполагается для синапсов, передачу в которых осуществляет глицин, гамма-аминомасляная кислота и некоторые другие медиаторы [см. 194]. Прекращение действия синаптического серотонина некоторые авторы связывают с десенситизацией рецепторов к передатчику [168], однако на беспозвоночных и для серотонинергических волокон показан избирательный захват медиатора [266].

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.