Химический язык нервной клетки

Как только импульс добегает до синоптического окончания, содержимое пузырьков изливается в синоптическую щель. Молеку­лы передатчика передвигаются к мембране соседнего нейрона и взаимодействуют с ее особыми белковыми или липидными компо­нентами— рецепторами.

Молекулы медиатора, «падая» неопреде­ленные участки постсинаптической мембра­ны нейрона, открывают в ней ворота для ионов натрия и калия. Возникает интенсив­ный поток ионов, который и вызывает к жизни новый нервный импульс.

Сложная «фабрика-переводчик», совер­шающая трансформацию электрического сиг­нала в химический, функционирует в каждом синапсе, в месте контакта отростка с приле­гающей к нему нервной клеткой.

Существование химического языка в об­щении нервных клеток ставит перед иссле­дователями проблему детального изучения химических «букв», из которых слагаются различные сообщения, принимаемые нейро­нами. Чтобы знать в подробностях принцип работы нервной клетки, нужно освоить хими­ческую азбуку синапсов. Какие медиаторы выделяются в синапсах центральной нервной системы при том или ином воздействии на организм? Как меняется работа нейрона под влиянием различных медиаторов? Ученые настойчиво ищут ответы на эти вопросы, в решении которых заинтересована как теоре­тическая, так и практическая медицина.

Уже выделено немало медиаторов, изу­чен характер их действия на нервные клетки различных животных. В синапсах обнаруже­ны такие вещества, как ацетилхолин, норад-реналин, серотонин, глицин, глютамат, гамма аминомасляная кислота и другие. Многие

медиаторы получены в настоящее время в виде чистых веществ; и ученые располагают возможностью выяснить особенности их вли­яния на работу отдельной нервной клетки с помощью специальных многоканальных элек­тродов. Специалисты проводят сравнитель­ный анализ ответа клеток на действия меди­аторов и других раздражителей.

Оказалось, что реакцию нейронов на сиг­налы из внешней среды можно усилить или ослабить с помощью различных химических веществ. Выяснилось также, что в опреде­ленных зонах коры мозга, в различных под­корковых структурах у разных животных нервные клетки отличаются по чувствитель­ности и типу реакции в ответ на воздействие разных медиаторов. Более того, определен­ную электрическую реакцию клетки можно нейтрализовать с помощью веществ, блоки­рующих действие медиатора. Исследовате­ли, например, умеют подавлять реакции не­которых нервных клеток на вспышки света, подводя к ним атропин.

Несмотря на то, что нейроны мозга осуще­ствляют одну важную функцию—управле­ние работой целого организма, «синоптическая кухня» каждой отдельной нервной клет­ки весьма своеобразна. Одна нервная клетка может быть взаимосвязана со множеством синапсов (до 10 тысяч), и каждому из них присущи свои химические превращения, оп­ределяющие электрический ответ клетки. Это качественное отличие составляет осно­ву химического языка нейронов.

Но есть и количественные критерии в оценке характера химической передачи ин­формации между нейронами. Медиатор вы­деляется в синоптическую щель небольшими порциями — квантами. И количество квантов химического вещества зависит от частоты электрических импульсов, распространя­ющихся по отростку нейрона. Небольшое количество медиатора, например, ацетилхолина, вызывает у некоторых клеток учаще­ние электрических разрядов. Если же коли­чество ацетилхолина увеличивается, то та же самая клетка отвечает уменьшением чис­ла импульсов.

Итак, электрический «разговор» нейро­нов— это результат действия химических «букв» — молекул различных медиаторов на рецепторы постсинаптической мембраны нервных клеток. Определенный тип реакции нейрона на разные по своему значению сигналы обусловлен работой определенного типа рецепторов. А режим электрической активности клеток определяется химической природой медиатора.

Исследование своеобразия химических реакций, протекающих в синапсах, преследу­ет не только сугубо научную, познаватель­ную цель. Выяснение особенностей синоптической передачи информации нервными клетками поможет понять механизм дей­ствия многих фармакологических веществ, а значит, наметить, в частности, дальнейшие пути совершенствования эффективности воздействия лекарственных препаратов на центральную нервную систему.