Регуляция количества синаптических рецепторов
В настоящее время существуют доказательства того, что при вызове ДВП AMPA-рецепторы увеличиваются в количестве. Показано, что субъединицы AMPA-рецепторов доставляются в шипики дендритов после ритмической стимуляции, сопровождающейся активацией NMDA-рецепторов . Субъединица AMPA-рецептора GluR1 (см. главу 3 ), меченая зеленым флуоресцентным пептидом (GFP) была экспрессирована в культуральных нейронах гиппокампа . Анализ распределения меченой субъединицы в отростках методами лазерной сканирующей микроскопии и электронной микроскопии показал, что большая часть GluR1-GFP находится в дендритах . После стимуляции нейронов, меченые рецепторы быстро появились и в тех дендритах, где их раньше не было. Эти данные позволяют предположить, что многие дендритные шипики являются молчащими и получают полный набор AMPA-рецепторов после ритмической стимуляции.
Дополнительные свидетельства увеличения количества AMPA-рецепторов были суммированы Маленка и Николл. Например, иммуногистохимически было показано, что все синапсы, образованные колатералями Шаффера и комиссуральными волокнами содержат NMDA-рецепторы, но только часть содержит также AMPA-рецепторы. Соответственно, в электрофизиологических экспериментах были показаны в большом количестве синапсы пирамидных клеток поля CA1 , которые активировались только NMDA; AМРA-ответы регистрировались только во время ДВП . Идея о появлении новых ответов в связи с появлением новых рецепторов в мембране поддержана демонстрацией уменьшения ДВП при инъекции в постсинаптическую клетку соединений, затрудняющих слияние мембран, которое, как предполагается, происходит при встраивании новых рецепторов.
В других экспериментах было показано, что после индукции ДВП на дендритах пирамидных клеток поля CA1 появляются новые шипики . Потенциация синаптического ответа примерно на 80% сопровождается увеличением плотности распределения шипиков примерно на 13%.
Текущая точка зрения на факторы, влияющие на индукцию и проявление ДВП , схематически показана на рис. 12.9 . Примерно половина дендритных шипиков содержит в основном NМDA-рецепторы, которые не отвечают на глутамат при потенциале покоя .
При достаточной деполяризации синапса ритмическая синаптическая активация приводит к входу кальция . Входящий кальций связывается с кальмодупином . Комплекс Са-кальмодулин активирует CаМКII , которая автофосфорилируется, превращаясь в форму, сохраняющую активность спустя долгое время после возвращения концентрации кальция к начальному уровню.
СаМКIIоказывает двойной эффект на синаптическую передачу:
- фосфорилирует AMPA-рецепторы в мембране, увеличивая их проводимость для ионов и увеличивая таким образом размер кванта ;
- облегчает мобилизацию резервных AMPA-рецепторов из цитоплазмы в плазматическую мембрану, поэтому больше постсинаптических сайтов доступно для активации квантами глутамата, высвобождаемого из терминали.
Представленная схема событий при ДВП усложняется разнообразными модулирующими влияниями, включающими более чем 100 разных молекул и рецепторов. Обсуждение этого можно найти в обзорах [ Malenka and Nicoll. 1999 , Barrionuevo and Brown. 1983 ].
