21 июля 2011

Возникновение постсинаптического потенциала

Ранее мы указывали, что в возникновении постсинаптического потенциала нейрона и транссинаптической индукции синтеза ферментов значительная роль принадлежит цАМФ и усилению фосфорилирования мембранных, синаптических и ядерных белков в ходе обучения. Эти изменения сохраняются в течение длительного времени после прекращения стимуляции. Так, кратковременное помещение крыс или мышей в новую среду сопровождается усилением фосфорилирования белков в синаптических мембранах коры мозга и полосатого тела [Ehrlich J. H. et al., 1977].

Этот эффект сохраняется в течение 24 ч после окончания эксперимента. V. Aleman с соавт. (1974) показал, что стимуляция нейронов верхнего шейного ганглия у крыс усиливает процессы фосфорилирования, опосредованные активацией аденилатциклазы.

Максимальные активность протеинкиназы и уровень фосфорилирования белков в нервных окончаниях наблюдаются соответственно через 10 и 40 мин после окончания стимуляции. Характерно, что эти процессы сопровождались облегчением синаптической передачи.

Роль цАМФ не ограничивается только участием в регуляции синтеза мембранных и цитоплазматических белков. В настоящее время имеются прямые доказательства участия цАМФ в структурной перестройке белковых макромолекул синаптических мембран [Конев С. В. и др., 1975]. В частности, добавление in vitro цАМФ к изолированным синаптосомам из коры головного мозга быка сопровождалось снижением триптофановой флюоресценции и изменением спектральных характеристик белков, что указывает на уменьшение полярности гидрофобного окружения распределенных в мембране триптофанилов, представляющих естественные зонды, чувствительные к изменениям конформации белка и белоклипидным взаимодействием.

Снижение молярной эллиптичности мембранных белков, которая отражает модификацию их вторичной структуры, свидетельствует об относительном уменьшении α-спирализированных участков. Степень быстрых конформационных перестроек мембран зависела от дозы цАМФ. Характерно, что цАМФ инициировала генерализованные перестройки структуры белков, которые подчинялись принципам кооперативного взаимодействия.

Генерализованный характер конформационных превращений белковых макромолекул при синаптической активации происходит параллельно с увеличением интенсивности синтеза всех белков нейрона, функционально необходимых в данный момент для активности.

Так, введение крысам эзерина или ареколина, активирующих холинергические синапсы в ЦНС и способствующих более длительному хранению выработанных навыков, увеличивало включение 14С-глицина в белки всех исследованных функций [Елаев Н. Р., 1975].

Данный эффект, несомненно, свидетельствует об общей активации синтеза белка в нейронах под влиянием синаптических воздействий, причем усилению синтеза белка в нейронах коры больших полушарий предшествовала интенсификация синтеза РНК [Елаев Н. Р., 1975]. Вполне логичным является предположение P. Greengard (1979), что усиление процессов фосфорилирования белков является универсальным конечным механизмом ответа, вызываемого нейромедиаторами, гормонами и пептидами.


«Нейрохимические и функциональные основы долговременной памяти»,
Ю.С. Бродкин, Ю.В. Зайцев



Процесс возбуждения

Элементарной функцией нейронов является процесс возбуждения, который выражается в снижении мембранного и возникновении спайкового потенциала действия в области аксонного холмика. Спайковый разряд является ответом, регистрируемым на выходе нейрона, на приходящий к нему сигнал, являющийся суммой генераторных постсинаптических потенциалов (де- и гипер-поляризующих). Отсюда следует, что нейрон активируется специфическим паттерном синаптических влияний, роль которых состоит в интенсификации…

Выяснение возможных механизмов формирования и хранения энграмм

Наши исследования, направленные на выяснение возможных механизмов формирования и хранения энграмм, позволяют высказать ряд аргументов в пользу синаптомембранных механизмов как единой основы кратковременной и долговременной памяти [Бородкин Ю. С, 1976; Бородкин Ю. С. и др., 1976; Бородкин Ю. С. и Крауз В. А., 1978; Смирнов В. М. и Бородкин Ю. С, 1979; Бородкин Ю. С….

Препараты, имитирующие действие медиаторов

Препараты, имитирующие действие медиаторов, прямо или через посредство соответствующего нейромедиатора вступающие в связь с макромолекулами белка рецептора и вызывающие конформационные перемещения последних, ускоряют процесс фиксации и консолидации следа вырабатываемого навыка. При условии длительного повторяющегося возбуждения (процесс обучения) как в отдельном нейроне, так и в нейронном ансамбле в целом наблюдается ряд последовательных метаболических превращений в органных…

Гипотеза функциональной верификации предполагает, что специфическая организация синапсов формируется еще до приобретения опыта и стабилизируется под влиянием взаимодействия с факторами внешней среды. Однако генетическая программа определяет взаимодействие лишь между основными категориями нейронов. В ходе развития в пределах данной категории нейронов образуется множество синаптических контактов на одном и том же нейроне, иначе говоря, имеет место ограниченная…

Ранее мы указывали на присутствие специфических для синапсов и глиальных клеток белков-антигенов клеточной поверхности, функция которых связана с формированием специфических аксодендритических и аксосоматических контактов в синаптогенезе. Чрезвычайная специфичность пептидного состава характеризует и рецепторные белки постсинаптических мембран, которые определяют избирательный характер взаимодействия их с нейромедиаторами и пептидными гормонами. Большинство рецепторных белков являются регуляторными, состоят из нескольких…