, повторной стимуляции которых животное старается избежать.

4. Нейромедиаторы

*> Адреналин служит медиатором в нервно-мышечных соединениях у земноводных; У Млекопитающих это сбедййение -функционирует в первую очередь как гормон!

В результате изучения нервно-мышечных соединений, образованных автономной нервной системой, еще в 1904 г. было высказано предположение, что нервные окончания высвобождают адреналин (эпинефрин). Хотя позднее выяснилось, что в действительности химическим медиатором является норадреналин1), принципиально важно, что была сформулирована концепция химической передачи в синапсах. В 1921 г. удалось показать, что окончания парасимпатических нервов выделяют аце-тилхолин, а в дальнейшем стало ясно, что ацетилхолин выделяется также окончаниями двигательных нервов соматической системы1).

а. Холинэргические синапсы

Появление электронной микроскопии сделало возможным детальное изучение структуры синаптических соединений. В настоящее время установлено, что в синаптических нервных окончаниях имеются пузырьки (везикулы) диаметром •~30—80 нм, которые, как было позднее показано методами химического анализа и гистохимического окрашивания, содержат ней р о меди а торы (рис. 16-3). В тех случаях, когда передача сигнала осуществляется с помощью ацетилхолина (холинэргические синапсы), каждый пузырек диаметром 80 нм содержит ~40ООО молекул ацетилхолина [40], так что концентрация последнего в пузырьке составляет примерно 0,5 М. Появление метода электрофорети-ческого введения веществ (микроионофореза) позволило доказать, что высвобождение ацетилхолина в синапсе стимулирует постсинаптиче-скую мембрану и тем самым инициирует возникновение импульса в по-стсинаптическом нейроне [41]. Используя ультрамикрокатшлляры и небольшие толчки тока порядка 3- 10s имп./мс, можно ввести вещество непосредственно в синаптическую щель. Физиологический эффект регистрируют с помощью электродов, один из которых помещают в аксон илн в мышечное волокно. Таким способом было показано, что введение ацетилхолина в количествах, сравнимых с теми, которые высвобождаются в участках нервно-мышечных соединений, действительно вызывает мышечное сокращение.

Как происходит высвобождение нейромедиатора? Путем изучения миниатюрных потенциалов концевых пластинок удалось установить, что высвобождение медиатора идет «квантами», т. е. путем полного опорожнения каждого отдельного пузырька. Миниатюрные потенциалы представляют собой флуктуации постсинаптического потенциала, наблюдаемые при слабой стимуляции пресинаптического нейрона. Эти флуктуации соответствуют случайному высвобождению медиатора из отдельных синаптических пузырьков [42]. В нормальных условиях под влиянием сильного импульса выделяется примерно 100—200 квантов медиатора—количество, достаточное для инициирования потенциала действия в постсинаптическом нейроне. Какие химические процессы стимулируют высвобождение нейромедиатора? Видимо, деполяризация мембраны синаптических окончаний вызывает быстрый ток ионов кальция в клетку [43, 44]. Временное увеличение внутриклеточной концентрации Са2+ стимулирует слияние мембраны синаптических пузырьков с плазматической мембраной и таким образом запускает процесс высвобождения их содержимого. Для выброса содержимого одного пузырька требуется примерно четыре нона кальция. Синаптические пузырьки покрыты оболочкой, напоминающей по структуре решетку и образованной одним белком — клатрином (мол. вес. 180 000). Каково значение этой оболочки, пока еще неясно.

После выделения медиатора синаптические пузырьки восстанавлио Роль ацетилхолина как химического медиатора в синапсах общепризиаиа. Однако

Нахманзон [38, 39] выступает против этой точки зрения, указывая, что я распространение потенциалов действия также связано с процессами образования, накопления, высвобождения и гидролиза ацетилхолина (см. разд. Б,8). , ,

веются. Этот процесс идет очень быстро, что видно хотя бы из следующего: количество пузырьков в обычном пресинаптическом окончании может обеспечить примерно 2000—5000 импульсов, что при сильной стимуляции достаточно только для нескольких минут работы. Следовательно, синаптические окончания аксонов должны обладать очень мощным механизмом синтеза и накопления нейромедиаторов. Кроме того, в нейронах идет процесс реабсорбции медиатора из синаптической щели и накопления его для повторного использования.

Каков механизм действия медиатора на постсинаптическую мембрану? В случае ацетилхолина он состоит в деполяризации мембраны и увеличении проницаемости по отношению к ионам натрия и калия. Собственно, это, по-видимому, те же изменения мембраны, которые обусловлены возникновением потенциала действия (гл. 5, разд. Б, 3) при проведении нервного импульса. Ацетилхолин связывается со специальным рецептором, в результате чего натриевые каналы в мембране каким-то образом открываются. Из электрических органов электрического угря недавно был выделен белок большого молекулярного веса, обладающий, по полученным данным, свойствами рецептора ацетилхолина