Синтез нейромедиаторов: общие сведения
Где синтезируются молекулы медиатора и как происходит поддерживание и пополнение его запасов? Транспортируются ли они в нервное окончание в готовом виде, или медиатор образуется непосредственно в терминали из предшественников, которые доставляются из тела клетки? Ответы на каждый из этих вопросов различны для разных медиаторов.
Классические низкомолекулярные медиаторы продуцируются в аксонной терминали из общих клеточных метаболитов и включаются в маленькие синаптические пузырьки (50 нм в диаметре) для хранения и высвобождения.
NO и СО также синтезируются в терминали. Поскольку они не могут быть упакованы в пузырьки, NO и СО сразу же диффундируют из нервного окончания и воздействуют на мишени ( глава 10 ).
С другой стороны, пептидные нейромедиаторы синтезируются в теле клетки, упаковываются в большие везикулы с плотным центром (large dense-core vesicles, 100-200 нм в диаметре) и транспортируются в аксон.
Дополнительную сложность представляет то, что многие, а возможно и все нейроны высвобождают более одного медиатора. Обычно это один низкомолекулярный трансмиттер и один или более нейропептид. Рис. 13.3 демонстрирует локализацию 5-НТ и нейропептидов FLRF-aмида и аллатостатина в отдельных нейронах ЦНС бабочки . Было установлено, что во многих синапсах такие котрансмиттеры действуют синергично ( глава 16 ). Для выброса низкомолекулярных медиаторов достаточно одиночных импульсов, тогда как для высвобождения нейропептидных котрансмиттеров часто требуются пачки импульсов.
Имеются многочисленные доказательства того, что многие нейроны высвобождают более одного низкомолекулярного медиатора. Эту идею высмеивали всего лишь несколько лет назад. Например, некоторые спинальные интернейроны высвобождают аминокислоты глицин и ГАМК , каждая из которых оказывает тормозное влияние на одну и ту же постсинаптическую клетку через свои собственные рецепторы. Другие спинальные нейроны выбрасывают одновременно АТФ , как возбуждающий медиатор, и ГАМК , как тормозной медиатор. Примечательно то, что многие так называемые моноаминергические нейроны в ЦНС позвоночных (те, которые содержат дофамин , серотонин или норадреналин ) содержат также глутаминазу - фермент, который обычно осуществляет синтез глутамата в аксонных терминалях, высвобождающих глутамат (см. обсуждение ниже в этой главе). Эти данные свидетельствуют о том, что такие нейроны высвобождают оба медиатора. Например, нейроны ядер шва высвобождают и серотонин, и глутамат из одних и тех же синапсов, которые содержат два разных типа везикул в терминалях. Дофамин-содержащие нейроны среднего мозга имеют два разных типа терминалей. Одни содержат и глутамат, который вызывает быстрый возбуждающий постсинаптический потенциал на клетке-мишени, и дофамин, который распространяется по большей площади, оказывая медленное модулирующее действие. Другие содержат только глутамат.
