Нейрохимия - Ашмарин И.П.
ISBN 5-900760-02-2
Скачать (прямая ссылка):
Молекула фермента состоит из каталитической а-субъедини-цы (Мг=112 кД) и p-гликопротеида (Мг=44 кД), функциональная роль которого до сих пор неизвестна. Молекулярная масса комплекса белковых субъединиц Na+, К+-АТФазы составляет около 275 000, и размеры фермента колеблются в пределах 6-8 нм. Кроме полипептидов Na+, К+-АТФаза содержит 3 углеводные цепи (по 9 кД), которые присоединены к (3-субъединице гликозидными связями. Одновременное использование методов генной инженерии и химии белка привело к установлению первичной структуры Na+, К+-АТФазы. С помощью моноклональных антител установлено внутри- и внеклеточное расположение некоторых участков а- и (3-субъединиц. Предложена модель полипептидной цепи фермента, согласно которой а-субъ-единица 7 раз пересекает бислойную мембрану и локализована главным образом в цитоплазме. (3-субъединица, которая также является трансмембранным белком, расположена на наружной стороне мембраны. Основную функцию транспорта катионов несет а-субъединица. Существуют изоформы как а-, так и Q-субъединиц фермента, что способствует большей специализации Na+, К+-АТФазы в разных тканях.
Специфическими ингибиторами Na+, К+-АТФазы являются оуабаин и ванадат, которые легко блокируют проведение электрического сигнала. Подобный результат наблюдается и при химической модификации АТФ-связывающего фермента, например флуоресцеинизоцианатом.
Тетраэтиламмоний, снижающий К+-индуцированную гиперполяризацию клетки, способен ингибировать активность Na+, К+-АТФазы в микросомах мозга. Более того, в присутствии этого блокатора снижается специфическое связывание оуабаина с нейрональными мембранами. Чувствительность АТФазы к бло-каторам К-каналов (включая апамин) свидетельствует в пользу
254
того, что существуют общие функциональные и структурные взаимодействия между Na+, К+-АТФазой и ионными каналами для транспорта К+.
Сходным с Na+, К+-АТФазой является другой ионный насос
— №+/Са2+-АТФаза. Она производит обмен каждого иона Са2+ на 3 иона Na+. Значение этой системы особенно велико в нервных окончаниях, где система медиаторов связана с вхождением Са2+ в терминаль и необходимостью компенсировать далее эти смещения градиента. Кроме того, ряд событий в постсинаптической зоне тоже сопряжен с временным вхождением Са2+.
8.6. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ СИНАПТИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ, РЕЦЕПТОРЫ
Нейрон способен иметь до нескольких десятков тысяч межклеточных контактов, большинство из которых обеспечивается определенными морфологическими структурами — синапсами. Клеточную поверхность нейронов можно рассматривать как приемник разнообразнейших сигналов.
В гл.7 уже упоминалось разделение синапсов на химические, электрические и смешанные. Чем выше степень эволюционной организации нервной системы, тем разнообразнее природа химических синапсов. Особенно это касается головного мозга высших млекопитающих, включая человека. Очевидно, химические синапсы оказались эволюционно более выгодными для передачи дискретных сигналов по сравнению с другими типами межклеточных контактов, поскольку на их основе возможна не только передача сигнала, но и его разнообразная модуляция, в том числе гуморальными факторами. Основой восприятия нейроном химического сигнала в синапсе, а также ряда модулирующих влияний являются рецепторы.
Рецепторы представляют собой надмолекулярные образования, состоящие из белков, а также гликолипидных компонентов. Они способны под действием медиатора либо непосредственно изменять потоки ионов через мембрану (ионошропные рецепторы), либо индуцировать образование вторичных мессенджеров, которые, в свою очередь, меняют ряд свойств нейрона (метабо-тропные рецепторы).
Межнейрональные химические синапсы подразделяются на два типа: возбуждающие и тормозные, причем .первые, как известно, способствуют генерации новых импульсов, а вторые при-
255
водят к снятию действия приходящих сигналов. Это деление определяется в значительной мере природой рецепторов. Известны случаи, когда один и тот же медиатор оказывает возбуждающее или тормозное действие в зависимости от природы рецептора (например ацетилхолин в разных типах мускарино-вых рецепторов, аденозин в двух типах аденозиновых рецепторов и др.).
В зависимости от места положения синапсов их можно подразделить на сомато-аксональные, дентрито-аксональные, ден-трит-дентритные и др. Каждый из этих синапсов имеет свои особенности в функционировании. Схематически структура синапса может быть представлена следующим образом (рис.8.3).
Рис.8.3. Схема синапса: 1 — аксон; 2 — нейрофибриллы; 3 — синаптические везикулы; 4 —пресинаптическая зона; 5 — пост-синаптическая зона; 6 — синаптическая щель; 7 — митохондрии
На рисунке хорошо видны утолщения, составляющие пре-синагттическую мембрану подходящего аксона, синаптическая щель и постсинагттическая мембрана. В пресинаптическом окончании находятся синаптические везикулы — хранилища запасов нейромедиатора в пресинаптическом нейроне. Постсинап-тическая мембрана является носителем рецепторов. В ряде случаев сами рецепторы могут быть визуализированы при посредстве электронной микроскопии.
