Генеалогия нейронов - Сахаров Дмитрий Антонович (книга бесплатный формат .TXT) 📗
Наконец, данные об изохимизме гомологичных нейронов важны потому, что они позволяют полнее представить картину разнородности нейронной популяции гастропод. С этой целью мы вправе объединить сведения, накопленные при изучении разных представителей класса. В нейробиологии позвоночных это делается уже давно, и когда нужно представить медиаторное разнообразие нервной системы человека, с полным основанием учитываются факты, добытые на крысе, кошке, кролике и т. д. Теперь у нас есть уверенность в том, что так же можно объединять данные по гастроподам. Сведя эти данные воедино, мы сможем оценить богатство медиаторного фонда этих животных, что в свою очередь позволит нам в следующей главе основательнее обсуждать интересующие нас вопросы теории.
6. ПРОИСХОЖДЕНИЕ СПЕЦИФИЧЕСКОГО ХИМИЗМА НЕРВНЫХ КЛЕТОК
Теперь можно, видимо, вернуться к нашему главному вопросу — вопросу о причинах качественного разнообразия, нейронов у млекопитающих. По крайней мере, некоторые стороны этого вопроса должны проясниться.
Начнем с того, что попробуем представить себе суммарную картину качественной разнородности популяции нервных клеток у гастропод — подобно тому, как это делалось в главе 2 для нейронной популяции млекопитающих. Консервативность медиаторного химизма, продемонстрированная в предыдущей главе, позволяет оценивать клеточный состав нервной системы гастропод, используя совокупно данные, полученные на разных представителях класса. Ещё раз отметим, что для предстоящего обсуждения особенно важно знать, в какой степени разнородна эта нейронная популяция и насколько «чисто» в ней представлен каждый из типов специфичности. Когда это возможно, будем также принимать во внимание, какую функцию выполняют клетки, относящиеся к тому или иному типу медиаторной специфичности.
6. 1. Медиаторная специфичность нейронов гастропод
Холинергические нейроны. Исчерпывающие доказательства медиаторной функции ацетилхолина получены для некоторых крупных нейронов аплизии. Измеряя активность ацетилтрансферазы холина в индивидуальных клетках абдоминального ганглия две группы исследователей независимо друг от друга нашли, что энзим имеется только в трёх крупных нейронах — П2, Л10 и Л11; клетка, парная к П2 и расположенная в левом плевральном ганглии, также способна синтезировать ацетилхолин [169, 241]. Клетка Л10 — это интернейрон, оказывающий как возбуждающие, так и тормозные влияния на другие клетки ганглия; эти влияния во всех отношениях подобны эффектам апплицируемого ацетилхолина [96].
При инъекции в тело нейрона меченого холина последний превращается клеткой П2 в ацетилхолин и в фосфорилхолин, тогда как контрольные нейроны, не содержащие ацетилтрансферазу холина, используют холин только для синтеза фосфорилхолина [222]. Микрохимически ацетилхолин определяется в перикарионе названных выше холинергических нейронов аплизии в концентрации 0,35±0,01 мМ, в нехолинергических гигантских клетках уловить присутствие ацетилхолина не удаётся, так что специфичность химизма очень высока [241а].
Кроме клетки Л10, у аплизии описаны другие холинергические интернейроны, расположенные в плевральных и буккальных ганглиях. На других гастроподах изучение таких интернейронов не проводилось, но полагаю, что вполне реальными были бы поиски, например, гомолога Л10 у других лабораторных гастропод, в частности, у виноградной и садовой улитки, у которых эта клетка должна, по-видимому, располагаться на вентральной поверхности абдоминального ганглия. Шагом на пути к идентификации холинергических интернейронов может стать работа по обнаружению клеток, способных к синтезу ацетилхолина. Судя по доступным тезисам доклада, такую работу начала группа английских авторов [150].
Можно с уверенностью думать, что холинергическими у гастропод бывают не только интернейроны. Давно считается, что ацетилхолин служит медиатором в некоторых нервных окончаниях на сердце моллюсков, при этом со стороны сердечной мышцы известно два типа ответов на ацетилхолин — торможение биений и тоническая реакция [см. обзор 333, а также 233а].
Клетки, дающие начало тормозным волокнам сердечного нерва, идентифицированы только у аплизии, у которой они расположены в левом полуганглии абдоминального ганглия [233а, 239].
Наши данные о фармакологии передачи с моторных волокон тентакулярного нерва на ретрактор глазного щупальца у виноградной улитки, а также об ультраструктуре секреторных везикул в окончаниях этих волокон указывают на возможную холинергическую природу соответствующих мотонейронов, которые расположены в плевральной доле церебрального ганглия. Блокирующие эффекты холинолитиков отмечаются на моторных окончаниях других дериватов колумеллярной мышцы и самой этой мышцы, о чём уже говорилось. Холинергическую природу колумеллярных моторных нейронов нельзя, однако, считать строго доказанной; более того, имеются экспериментальные данные в пользу медиаторной функции глутамата в моторных окончаниях на одной из мышц этой системы (ретрактор глотки) [212] — эти данные в свою очередь подвергались серьёзной критике [см. 157, 166].
Моноаминергические нейроны. По крайней мере, существование дофаминергических и серотонинергических нейронов вряд ли может сейчас вызывать сомнение. По-видимому, этими двумя типами медиаторной специфичности разнообразие моноаминергических нервных клеток у гастропод не ограничивается, но в отношении других типов данных немного.
Среди серотонинергических нейронов хорошо изучены только парные церебральные нейроны виноградной улитки (ПЦ1 и ЛЦ1), а также гомологичные им клетки тритонии и аплизии. Для этих клеток представлены хорошие доказательства тому, что их медиатором служит серотонин [131, 264]. Эксперименты на изолированных идентифицируемых нейронах виноградной улитки показали, что указанные клетки способны синтезировать серотонин, т. е. декарбоксилировать 5-окситриптофан, тогда как другие проверенные нейроны такой способностью не обладают [137, 259, 263]. Измеренное с помощью высокочувствительного микрометода содержание серотонина оказалось в парных церебральных нейронах тритонии и аплизии равным примерно 4 — 7 пМ на клетку (таково же содержание серотонина в дающих жёлтую люминесценцию педальных нейронах тритонии). В этих клетках измеримых количеств катехоламинов не оказалось [331, 240]. Синаптические эффекты серотонинсодержащих церебральных нейронов на клетки буккальных ганглиев и влияние этих нейронов на иннервированные их аксонами губные мышцы подобны эффектам апплицируемого серотонина [130, 266а]. Клетки, о которых идёт речь, обладают весьма специфичными системами захвата своего медиатора и его метаболического предшественника: сам серотонин захватывается терминальными участками аксона, а 5-окситриптофан — телом нейрона; контрольные нейроны, не содержащие серотонина, ни той, ни другой способностью не обладают и в их цитоплазме можно обнаружить лишь экзогенный триптофан [266].
Иннервационные отношения клеток ПЦ1 и ЛЦ1 указывают на то, что каждая из этих клеток сочетает функции интернейрона и мотонейрона [266а].
Выделение серотонина нейромоторными окончаниями показано у гастропод на сердечной мышце [298], где серотонин усиливает биения. Противоположное — расслабляющее действие серотонин оказывает на некоторые другие мышцы (например, ретрактор омматофора — собственные наблюдения); механизм такого эффекта давно изучается на ретракторе биссуса двустворчатого моллюска — мидии, где серотонин служит медиатором тормозных нервных окончаний [см. 166, 350].
На ультраструктурном уровне органеллы, содержащие серотонин, описываются в нейронах гастропод как везикулы диаметром около 1000 Å, содержащие центральное или эксцентричное плотное ядро; содержимое этих органелл избирательно выявляется при обработке бихроматом по методу Вуда [135, 266а, 331].
Преимущественным катехоламином нервной системы гастропод является дофамин [см. 166, 209, 334], и медиаторная функция этого вещества в ганглиях доказывается широкой системой критериев [83, 211, 306, 328]. Исследование идентифицируемого гигантского нейрона катушки, содержащего дофамин, дало окончательные свидетельства медиаторной роли этого катехоламина, который, подобно ацетилхолину в клетке Л10 аплизии, осуществляет как возбуждающие, так и тормозные синаптические эффекты [92]. Имеются все основания думать, что описанный в 5 главе гигантский непарный педальный нейрон прудовика, дающий зелёную люминесценцию, является гомологом названного интернейрона катушки; клетки этого ряда, как отмечалось в главе 5, имеются и у сидячеглазых пульмонат.
