цКЮБМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ яКСВЮИМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ
йюрецнпхх:
юБРНЛНАХКХюЯРПНМНЛХЪаХНКНЦХЪцЕНЦПЮТХЪдНЛ Х ЯЮДдПСЦХЕ ЪГШЙХдПСЦНЕхМТНПЛЮРХЙЮхЯРНПХЪйСКЭРСПЮкХРЕПЮРСПЮкНЦХЙЮлЮРЕЛЮРХЙЮлЕДХЖХМЮлЕРЮККСПЦХЪлЕУЮМХЙЮнАПЮГНБЮМХЕнУПЮМЮ РПСДЮоЕДЮЦНЦХЙЮоНКХРХЙЮоПЮБНоЯХУНКНЦХЪпЕКХЦХЪпХРНПХЙЮяНЖХНКНЦХЪяОНПРяРПНХРЕКЭЯРБНрЕУМНКНЦХЪрСПХГЛтХГХЙЮтХКНЯНТХЪтХМЮМЯШуХЛХЪвЕПВЕМХЕщЙНКНЦХЪщЙНМНЛХЙЮщКЕЙРПНМХЙЮ
уЛ ЬТРАСТРУКТУРА НЕРВНОГО ОКОНЧАНИЯ
|
|
В результате морфологических исследований были получены доказательства в пользу везикулярной гипотезы высвобождения. Первые исследования такого рода были проведены на нервно-мышечном соединении. Последующие эксперименты показали, что основные морфологические свойства химических синапсов схожи во всей нервной системе, то есть в химических синапсах высвобождение осуществляется путем экзоцитоза везикул, которые содержат медиатор. Небольшой участок нервно-мышечного соединения лягушки схематически изображен на рис. 11.14, как если бы пре- и Постсинаптическая мембраны были разделены с помощью методики замораживания-скалывания на цитоплазматическую и внешнюю части.
Верхняя часть рис. 11.14 изображает пресинаптическую мембрану с везикулами, которые выстраиваются с цитоплазматической стороны. Некоторые из везикул находятся в процессе экзоцитоза. Наружная поверхность цитоплазматической половины пресинаптической мембраны содержит внутримембранные частицы, выступающие с поверхности скола; соответствующие им углубления можно увидеть на сколе внешней части пресинаптической мембраны. Схожие частицы и углубления находятся также на сколах постсинаптической мембраны. В дополнении к этому на пресинаптической мембране видны экзоцитирующие везикулы в виде углублений на внешней стороне цитоплазматической части мембраны и как сколотые наросты на внутренней стороне внешней ее части.
(лава 11. Высвобождение медиатора 229
| Рис. 11.15. Структура нерв но-мышечного соединения лягушки. (А) Срез через нервное окончание, параллельный активной зоне, с везикулами, выстроившимися вдоль нее в два ряда. Получено с помощью электронного трансмиссионного микроскопа. (В) Скол цитоплазматической половины пресинаптической мембраны в области активной зоны. Активная зона имеет вид полоски, по границам которой располагаются частицы с диаметром около 10 нм; латеральнее располагаются небольшие кратеры, которые соответствуют местам слияния синаптических везикул с мембраной. (С) Скол синаптическои области при малом увеличении. Скол вначале проходит через мембрану пре синаптического окончания (Т), обнаруживая наружный листок со стороны скола, затем пересекает синаптическую щель (С) и входит в постсинаптическую мембрану. На сколе между складками (F) можно увидеть агрегаты АХ рецепторов на цитоплазматическом листке. Можно также увидеть отростки шванновской клетки (S), которые проходят между нервным окончанием и мышцей. Fig. 11.15. Structure of the Frog Neuromuscular Junction. (A) Transmission electron micrograph of a section through the nerve terminal parallel to an active zone, showing two lines of vesicles. (B) Fracture face of the cytoplasmic half of the presynaptic membrane in an active zone. | 
The active zone region is delineated by particles about 10 nm in diameter and flanked by pores caused by fusion of synaptic vesicles with the membrane. (C) Low-power view of fractured synaptic region. The fracture passes first through the presynaptic terminal membrane (T), showing the fracture face of the outer leaflet, then crosses the synaptic cleft (C) to enter the postsynaptic membrane. On the fracture face between the folds (F) one sees on the cytoplasmic leaflet aggregates of ACh receptors. A Schwann cell process (S) passes between the nerve terminal and the muscle. (A from Couteaux and Pecot-Dechavassine, 1970; В and С from Heuser, Reese, and Landis, 1974.)
|
Электронная микрофотография горизонтального среза активной зоны показана на рис. 11.15А, вид со стороны цитоплазмы нервного окончания. Упорядоченный ряд синаптических везикул выстроен с двух сторон полосы электронно-плотного материала. На рис. 11.15В показано, как выглядит соответствующий скол цитоплазматической части пресинаптической мембраны, что равносильно рассмотрению этого же участка со стороны синаптическои щели. Ряды частиц, имеющих диаметр около 10 нм, примыкают к активной зоне с обеих сторон. Латеральнее находятся углубления, которые соответствуют местам открывания экзоцитирующих везикул. Описанные ранее электрофизиологические эксперименты, в которых буферы ионов кальция инъецировались в пресинаптические окончания, указывают на близкую связь между кальциевыми каналами и местами высвобождения. Поэтому по крайней мере некоторые из мелких частиц, располагающихся непосред-
230 Раздел II. Передача информации в нервной системе
ственно вдоль полос (рис. 11.15В), могут соответствовать потенциал-активируемым кальциевым каналам, запускающим экзоцитоз.
Результаты исследований, полученные на нервно-мышечном соединении лягушки и мыши с использованием различных токсинов, подтверждают данную гипотезу 57) -- 59). -конотоксин, который необратимо блокирует нервно-мышечную передачу, связываясь с пресинаптическими кальциевыми каналами 60), был соединен с флуоресцентной молекулой. При микроскопическом исследовании было обнаружено, что флюоресценция сконцентрирована в виде узких пучков, разделяемых интервалами около 1 мкм, что соответствует расстоянию между активными зонами (рис. 11.16). Одновременная окраска постсинаптических АХ рецепторов с помощью флуоресцентного a-бунгаротоксина выявила соответствие в пространственном расположении пресинаптических кальциевых каналов и постсинаптических складок, которые имеют наибольшую плотность АХ-рецепторов.
На рис. 11.15С изображен участок нервно-мышечного соединения лягушки, полученный с использованием техники замораживания-скалывания. На верхней левой его части скалывание обнажило наружную часть пресинаптической мембраны. Затем скол проходит через синаптическую щель и обнажает цитоплазматическую часть постсинаптической мембраны. Вдоль обоих сторон постсинаптических складок располагаются кластеры частиц, которые, по всей видимости, являются АХ-рецепторами, сконцентрированными в этой области концевой пластинки (глава 9)61) -- 63).