M-токи в вегетативных ганглиях
Каков механизм, ответственный за медленную деполяризацию , вызываемую ацетилхолином и LHRH ? Этог вопрос был решен Брауном, Адамсом и их коллегами, которые впервые описали необычные калиевые токи, протекающие через " M-каналы " (получившие свое название благодаря взаимодействию с мускариновыми рецепторами ). М-каналы открываются часто на уровне потенциала покоя , внося существенный вклад в калиевую проводимость в состоянии покоя , и вероятность их открывания возрастает при деполяризации. Активация мускариновых рецепторов приводит к закрыванию каналов ( рис. 16.3 , рис. 16.4 ). Вследствие этого нарушается баланс, существующий при потенциале покоя между входом натрия и выходом калия, и клетка деполяризуется.
М-каналы оказывают сильное влияние на синаптические ответы, вызванные АХ. Одиночный пресинаптический потенциал действия приводит к активации никотиновых рецепторов , вызывая ВПСП , который характеризуется малой длительностью и генерирует не более одного постсинаптического потенциала действия. Длительность ВПСП невелика потому, что синаптическая деполяризация приводит к активации М-каналов, увеличивая таким образом степень реполяризации ( рис. 16.2 ). Если при этом активируются также мускариновые рецепторы, то возникающее в результате снижение калиевой проводимости приводит к двум последствиям: во-первых, клетка деполяризуется; во-вторых, существенно возрастает длительность ВПСП, вызванных активацией никотиновых рецепторов. В результате каждый непосредственно вызванный ВПСП остается надпороговым в течение многих миллисекунд и вызывает пачку импульсов ( рис. 16.4 ).
Возникновение медленных потенциалов, вызванных пептидами , также обусловлено закрыванием М-каналов и оказывает сходное воздействие на синаптическую активность.
После открытия М-каналов в вегетативных ганглиях они были обнаружены также в спинном мозге , гиппокампе и коре головного мозга . МакКиннон, Браун и коллеги клонировали гены субъединиц, входящих в состав калиевых М-каналов. Механизм, обеспечивающий закрывание М-каналов, до конца не изучен, хотя показано, что и нем участвует повышение внутриклеточного уровня кальция , вовлеченное в систему вторичных посредников.
М-каналы оказывают решающее влияние на паттерн импульсной активности в вегетативной нервной системе. В клетках с большим М-током, в частности, в тех, которые ответственны за расширение зрачка , пресинаптический вход не обладает тонической импульсной активностью, и на выходе частота входящих импульсов воспроизводится приблизительно один к одному. Ответы ганглионарных клеток, таким образом, имеют фазный характер, т.е. импульсы в них возникают лишь в случае поступления внешней команды. Напротив, клетки поясничных ганглиев, которые обеспечивают сокращение сосудов , находятся под постоянным активирующим воздействием пресинаптических входов. Это воздействие подавляет М-токи через мускариновые АХ рецепторы . В результате эти клетки проявляют тоническую активность, частота которой зависит от входа, и производят повышение или снижение тонуса сосудов . Эти результаты соответствуют требованиям прерывистого, эпизодического расширения зрачка в случае необходимости, с одной стороны, и поддержанию регуляции диаметра кровеносных сосудов , с другой. Тонические и фазные разряды вызывают и дополнительные эффекты; они определяют, возможно, какой тип передатчика будет высвобождаться терминалями ганглионарной клетки на ее мишени.
