Генеалогия нейронов

Больше всего оговорок высказано по поводу четвёртого и пятого из упомянутых критериев. Здесь исследователь встречается с некоторыми осложнениями принципиального характера. Техника многоканальных микроэлектродов, используемая в таких экспериментах, позволяет апплицировать испытуемое вещество на тело нейрона, внутрь которого введен отводящий микроэлектрод. Синаптические же окончания и сами рецепторы к медиатору нередко располагаются на значительном расстоянии от тела нейрона — например, на удалённых частях дендритов. В таких ситуациях испытуемое вещество, в точности идентичное медиатору, не будет давать эффекта, вполне идентичного эффекту раздражения пресинаптических волокон: например, неодинаковыми окажутся потенциалы равновесия. Специальные исследования этих трудностей показывают, что они преодолимы, но важно не упускать их из вида.

Мак-Леннан в последнем издании своей книги «Синаптическая передача» [242] предлагает включить в число критериев развитие денервационного повышения чувствительности к веществу — кандидату в передатчики. В самом деле, в некоторых синаптических структурах чувствительность к медиатору повышается после денервации на несколько порядков. Но нельзя забывать о том, что известны и противоположные ситуации. Так, клетки членистоногих вообще теряют чувствительность к гамма-аминомасляной кислоте после перерезки тормозных волокон, выделяющих на них этот медиатор; рецепторы к медиатору снова восстанавливаются после регенерации иннервирующих волокон [см. ссылки в 279].

Применение указанных критериев должно быть комплексным, только в этом случае можно с уверенностью решать вопрос о медиаторной роли того или иного вещества. Поучительна в этом отношении история изучения передачи в окончаниях симпатических нервных волокон. Сейчас общепризнанно, что передачу в них осуществляет, по крайней мере у теплокровных, норадреналин. Но ещё в начале 60-х годов, несмотря на наличие убедительных фактов, продолжались споры о месте, из которого высвобождается норадреналин при возбуждении симпатических нервов: нельзя было доказательно утверждать, что амин изливается из самих нервных окончаний, а не из внешней по отношению к ним структуры, например, из хромаффинных клеток. Как подчеркнул известный шведский фармаколог А. Карлссон, недостающий критерий удалось выполнить лишь благодаря появлению гистохимического метода Фалька и Хилларпа [111].

Вообще, нужно отметить, что если ещё не так давно вопросом об идентификации медиаторов и установлении типов медиаторной специфичности интересовались только физиологи, то сейчас в решении этих вопросов очень велика стала роль информации, получаемой с помощью морфологических [см. 180] и микрохимических методов исследования [162, 169, 240 - 241а, 259, 263, 330, 331 и др.], и эти методические подходы к медиаторным проблемам представляются сегодня наиболее перспективными.

2. 3. Типы нейронов у млекопитающих

Если теперь с точки зрения медиаторной специфичности рассмотреть клеточную популяцию нервной системы млекопитающих, то она представится в виде мозаики, своеобразный рисунок которой может показаться прихотливым.

С одной стороны, не видно закономерной связи между этой мозаикой и функциональной организацией нервной системы. С другой, распределение химически специфичных нейронов не следует за анатомическим членением нервной системы: в одном и том же её отделе нейронный состав, как правило, разнороден.

Нужно добавить, что многие группы нейронов остаются ещё неизученными, принадлежность других к тому или иному химическому типу остается предположительной. Но эти белые пятна довольно быстро заполняются.

Ниже перечислены выявленные к настоящему времени типы нейронов, различающиеся характером секретируемого физиологически активного продукта, и указано, где они располагаются. Из большой литературы вопроса выбраны для ссылок обзорные или наиболее важные работы.

2. 3. 1. Холинергические нейроны

Холинергическими называют нервные клетки, эффекторными окончаниями которых секретируется ацетилхолин. Впервые медиаторная функция была доказана именно для этого вещества [235]. Для нейронов, аксонные окончания которых находятся вне ЦНС, удаётся с достаточной полнотой выполнить систему критериев, позволяющих идентифицировать синаптический передатчик с ацетилхолином. Это позволило ещё в 30-х годах отнести к холинергическим следующие типы нейронов: 1) мотонейроны, дающие окончания на скелетных мышцах; 2) симпатические и парасимпатические преганглионарные нейроны и 3) парасимпатические постганглионарные нейроны. Проведённые в последующие годы исследования медиаторной функции ацетилхолина в окончаниях этих нейронов отличаются большой полнотой и тщательностью [см., например, 15, 62, 70, 191].

Гораздо больше трудностей встретилось на пути изучения холинергических интернейронов. Хотя несомненно, что в ЦНС представлены, наряду с другими, и холинергические окончания (достаточно напомнить о существовании синапсов между аксонными коллатералями спинальных мотонейронов и клетками Реншоу), до сих пор сохраняется значительная неясность относительно удельного веса и локализации внутрицентральных холинергических систем. Несмотря на усилия многих исследователей, применение микроэлектродных методов принесло довольно бедные результаты. С достаточной обоснованностью можно сейчас говорить о наличии холинергических нейронов в составе ретикулярной формации (в частности, в стволовой части среднего мозга), откуда начинаются волокна, идущие к холинореактивным структурам коры большого мозга, боковых коленчатых тел и некоторых других участков мозга, а также о холинергической природе некоторых таламических проекций в первичную сензорную кору. Помимо гистохимических данных и демонстрации идентичности эффектов ацетилхолина и пресинаптического возбуждения, удалось показать, что при возбуждении этих структур ацетилхолин выходит во внеклеточное пространство [114, 244, 202, 126]. Мнение некоторых авторов о холинергической природе нейронов нижней оливы, дающих начало лиановидным волокнам мозжечка, оспаривается другими авторами, которые, в свою очередь, считают холинергическими некоторые клетки моста среднего мозга, дающие начало части мшистых волокон мозжечка. Данные о холинореактивности многих клеток ЦНС не подкреплены какими-либо сведениями об источниках волокон, возможно, дающих на этих клетках холинергические окончания. Подробнее см. об этом у Мак-Леннана [242] и Филлиса [268].

Крайне медленный прогресс в работе по обнаружению холинергических клеток головного мозга объясняется методическими трудностями.

В течение многих лет идентификацию холинергических структур связывали с гистохимическим выявлением активности ацетилхолинэстеразы. Простота этого подхода оказалась кажущейся. Только в редких и специальных случаях высокая активность ацетилхолинэстеразы наблюдается в нейронах, секретирующих ацетилхолин, — значительно чаще, но тоже не всегда, фермент располагается в структуре, на которую действует медиатор, т. е. за синаптической щелью. Далее, имеется огромная литература о выявлении ацетилхолинэстеразы в таких соединениях, где ни пре-, ни постсинаптическая клетки не являются холинергическими. Наконец, накопилось немало сведений о том, что присутствие этого фермента в нейронах вообще может не иметь отношения к синапсам и синаптической передаче. Всё это обязываеткрайне критически относиться к обширной литературе о «холинергических нейронах», идентифицированных столь ненадёжным способом.

Несравненно ценнее для идентификации сведения об активности ключевого фермента синтеза ацетилхолина — холинацетилазы (ацетилтрансферазы холина). Сделаны первые шаги в разработке методов гистохимического обнаружения этого фермента. Они ещё несовершенны, но во всяком случае специфичны: так, у крысы продукт гистохимической реакции выявляется в холинергических спинальных мотонейронах, но его нет в нехолинергических клетках спинальных ганглиев [см. 180]. Можно рассчитывать, что дальнейшее развитие гистохимии холинацетилазы, а также использование и совершенствование методов микрохимического определения активности этого фермента [169, 241] и содержания ацетилхолина в отдельных нейронах [241а] позволят уверенно локализовать холинергические нейроны и их связи.