цКЮБМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ яКСВЮИМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ
йюрецнпхх:
юБРНЛНАХКХюЯРПНМНЛХЪаХНКНЦХЪцЕНЦПЮТХЪдНЛ Х ЯЮДдПСЦХЕ ЪГШЙХдПСЦНЕхМТНПЛЮРХЙЮхЯРНПХЪйСКЭРСПЮкХРЕПЮРСПЮкНЦХЙЮлЮРЕЛЮРХЙЮлЕДХЖХМЮлЕРЮККСПЦХЪлЕУЮМХЙЮнАПЮГНБЮМХЕнУПЮМЮ РПСДЮоЕДЮЦНЦХЙЮоНКХРХЙЮоПЮБНоЯХУНКНЦХЪпЕКХЦХЪпХРНПХЙЮяНЖХНКНЦХЪяОНПРяРПНХРЕКЭЯРБНрЕУМНКНЦХЪрСПХГЛтХГХЙЮтХКНЯНТХЪтХМЮМЯШуХЛХЪвЕПВЕМХЕщЙНКНЦХЪщЙНМНЛХЙЮщКЕЙРПНМХЙЮ
кРУГОВОРОТ СИНАПТИЧЕСКИХ ВЕЗИКУЛ
|
|
Что происходит с опустошенной синаптической везикулой после того, как она освободила свой запас медиатора? Сливается ли она с пресинаптической мембраной или остается целой и возвращается обратно в цитоплазму, как только ее содержимое было высвобождено? В нервно-мышечном соединении и в синапсах ЦНС интенсивная стимуляция
234 Раздел П. Передача информации в нервной системе
|
| Рис. 11.19. Стимуляция вызывает обратимое исчезновение синаптических везикул в гигантских аксонах миноги. (А) Синапс в контрольных условиях, зафиксированный через 15 минут нахождения в растворе; синаптические везикулы сгруппированы у пресинаптической мембраны. (В) Синапс, зафиксированный после стимуляции спинного мозга с частотой 20 Гц на протяжении 15 минут. Обратите внимание на исчезновение синаптических везикул, на появление покрытых везикул (С) и плеоморфных везикул (Р), а также на увеличение поверхности пресинаптической мембраны. (С) Синапс, зафиксированный через 60 минут после прекращения стимуляции. Обратите внимание на сходство с синапсом в контроле на части А. Fig. 11.19. Stimulation Causes a Reversible Depletion of Synaptic Vesicles in lamprey giant axons. (A) Control synapse fixed after 15 min in saline. Synaptic vesicles are clustered at the presynaptic membrane. | 
(B) Synapse fixed after stimulation of the spinal cord for 15 min at 20 Hz.Note the depletion of Synaptic vesicles, the presence of coated vesicles (C) and pleomorphic vesicles (P), and the expanded presynaptic membrane. (C) Synapse fixed 60 min after cessation of stimulation. Note similarities to the control synapse in A. (Micrographs kindly provided by W.O.Wickelgren.)
|
вызывает уменьшение количества синаптических везикул и увеличение площади поверхности аксонного окончания, указывая на то, что после высвобождения своего содержимого пустая везикула уплощается и становится частью мембраны окончания (рис. 11.19)77) -- 79). Хеузер и Рииз80) обнаружили, что компоненты везикулярной мембраны вновь используются (рециклируются) в новые синаптические везикулы. Они исследовали рециклирование везикул в двигательных нервных окончаниях лягушки, стимулируя нервно-мышечный препарат в присутствии пероксидазы хрена (ПХ) — фермента, катализирующего образование электронно-плотного продукта реакции. На электронных микрофотографиях окончаний, зафиксированных после короткого периода электрической стимуляции, ПХ обнаруживалась главным образом в везикулах, располагающихся возле наружных краев синоптической области, что предполагает образование этих везикул из мембраны окончания посредством эндоцитоза и захват при этом ПХ из внеклеточного пространства (рис. 11.20). После небольшой задержки ПХ появлялась также в синаптических везикулах. Количество синаптических везикул, заполненных ПХ, уменьшалось при стимуляции в среде, не содержащей ПХ, что свидетельствует о том, что захваченная в результате эндоцитоза мембрана и ПХ рециклируется в популяцию везикул, которые впоследствии участвуют в высвобождении медиатора.
Состав мембраны синаптических везикул несколько отличается от плазматической мембраны нервных окончаний; тем не менее, определенные компоненты везикулярной мембраны захватываются обратно в цитоплазму вскоре после того, как везикулярная мембрана сливается с плазматической мембраной окончаний (рис. 11.21)81). Полный цикл восстановления специфических мембранных белков и липидов проиллюстрирован на рис. 11.2282). Компоненты везикулярной мембраны захватываются из пресинаптической мембраны посредством формирования покрытых везикул
Глава 11. Высвобождение медиатора 235
|
| Рис. 11.20. Вторичное использование мембраны синаптических везикул. Электронные микрографии поперечных срезов нервно-мышечного соединения лягушки, окрашенных перок сидазой хрена (ПХ) (А) Нерв стимулировался в растворе, содержащем ПХ, на протяжении 1 минуты; электронно-плотный продукт реакции наблюдается во внеклеточном пространстве, а также в цистернах и покрытых везикулах. (В) Нерв стимулировался в течение 15 минут в присутствии ПХ, а затем восстанавливался в течение 1 часа в растворе, не содержащем ПХ. Многие синаптические везикулы содержат продукт реакции ПХ, указывая на то, что они образовались при эндоцитозе клеточной мембраны. (С) Аксонные окончания были загружены ПХ и затем восстановлены так же, как и на части В, после чего простимулированы второй раз и восстановлены еще через 1 час. Лишь небольшое количество везикул содержит продукт реакции ПХ (отмечено стрелкой), указывая на то, что захваченные при зндоцитозе мембрана и ПХ были рециклированы в популяцию везикул, которая участвует в процессе высвобождения. Fig. 11.20. Recycling of Synaptic Vesicle Membrane. Electron micrographs of cross sections of frog neuromuscular junctions stained with horseradish peroxidase (HRP). (A) The nerve was stimulated for 1 min in saline containing HRP; electron-dense reaction product can be seen in the extracellular space and in cisternae and coated vesicles. (B) The nerve was stimulated for 15 min in HRP, then allowed to recover for 1 h while the HRP was washed out of the muscle. | 
Many synaptic vesicles contain HRP reaction product, indicating that they have been formed from membrane retrieved by endocytosis. (C) The axon terminal was loaded with HRP and rested as in B, then stimulated a second time and allowed to recover an additional hour. Few vesicles are labeled (arrow), indicating that the recaptured membrane and enclosed HRP were recycled into the vesicle population from which release occurs. (From Heuser and Reese, 1973; micrographs kindly provided by J. E. Heuser.)
|
и рециклируются в новые синаптические везикулы либо напрямую, либо через эидосомы (см. также главу 13).
В результате особенно интенсивной стимуляции в присутствии ПХ наблюдается образование больших непокрытых углублений и цистерн, содержащих ПХ (см. рис. 11.20А). Непокрытые углубления и цистерны представляют собой неселективные инвагинации излишков синаптической мембраны81). По всей видимости, покрытые везикулы затем удаляют специфические компоненты из таких цистерн для последующего рециклирования напрямую или через эндосомы (см. рис. 11.22).