Клеточная и молекулярная биохимия синаптической передачи: основные положения
В химических синапсах нейроны высвобождают нейропептиды и низкомолекулярные медиаторы , такие как ацетилхолин . Низкомолекулярные медиаторы синтезируются в аксонных окончаниях (терминалях) . Существует целый ряд механизмов, которые обеспечивают хранение медиаторов в синаптических пузырьках (везикулах) , быстрое изменение активности ферментов, осуществляющих синтез медиаторов, и долговременные изменения количества молекул этих ферментов в терминалях. Эти механизмы регулируются в соответствии с потребностями клеток высвобождать необходимое количество медиатора. Нейропептиды синтезируются и включаются в пузырьки в теле клетки , затем транспортируются в аксон к месту хранения и высвобождения.
Синаптические пузырьки и другие органеллы переносятся по направлению к терминали (антероградный транспорт) и обратно к телу клетки (ретроградный транспорт) быстрым аксонным транспортом . Медленным аксонным транспортом переносятся цитоплазматические белки и компоненты цитоскелета аксонов от тела клетки к терминали.
Высвобождение медиатора из синаптических пузырьков происходит по механизму экзоцитоза. Экзоцитоз - высококонсервативный процесс, включающий перемещение пузырьков по направлению к мембране и слияние везикулярной и клеточной мембран, как у дрожжей, так и у мух и у человека. В нервных терминалях белки синаптического пузырька связываются с белками пресинаптической мембраны , образуя комплекс, который удерживает пузырек, готовый к выбросу медиатора. Ионы кальция , входящие в терминаль, связываются с белками этого комплекса и способствуют слиянию везикулярной и пресинаптической мембран и экзоцитозу.
Рецепторы нейромедиатора сконцентрированы на мембране постсинаптической клетки непосредственно под нервной терминалью. Белки цитоскелета и мембранные белки удерживают рецептор и создают субмембранную упорядоченную структуру, с которой связано функционирование внутриклеточных сигнальных белков .
Финальный шаг химической синаптической пепедачи - удаление медиатора из синаптической щели . Низкомолекулярные медиаторы либо распадаются после высвобождения, либо захватываются глиальными клетками или аксонными терминалями , где они переупаковываются в пузырьки и снова выбрасываются в синаптическую щель. Нейропептиды удаляются диффузией. Химические вещества, которые оказывают влияние на распад медиатора или его захват, могут оказывать воздействие на процесс передачи сигнала. Это доказывает, что процессы удаления нейромедиатора из синаптической щели играют важную роль в синаптической передаче.
