Фасилитация и депрессия выброса медиатора

Во многих синапсах наиболее быстрый эффект ритмической стимуляции заключается в фасилитации ответа. Это проиллюстрировано на рис. 12.2 , на котором показаны потенциалы концевой пластинки нервно-мышечного соединения лягушки , вызванные коротким залпом импульсов, приходящим по моторному нерву . Амплитуда потенциалов (измеренная от начальной точки переднего фронта) увеличивается во время залпа. Более того, эффект наблюдается существенно дольше, чем длится залп стимулов, так что ответ на тестовый стимул через 230 мс все еще больше, чем первый ответ в последовательности.

Фасилитация может быть разделена на два неравных компонента: больший компонент уменьшается с постоянной времени около 50 мс, тогда как второй компонент уменьшается с постоянной времени около 250 мс.

Показано, что фасилитация происходит из-за увеличения среднего количества квантов медиатора m , (см. главу 11 ), высвобождаемого в пресинаптическом окончании . Дальнейший статистический анализ выброса медиатора в нервно-мышечном соединении рака привел к предположению, что увеличение "m" происходит скорее благодаря увеличению р, которое отражает вероятность выброса медиатора , чем из-за увеличения n - количества готовых к выбросу квантов медиатора . Количество медиатора, высвобождаемое из терминали, может удваиваться при фасилитации.

Синаптическая депрессия может наблюдаться в тех случаях, когда количество квантов медиатора, высвобождаемых залпом стимулов, велико. В эксперименте, показанном на рис. 12.2 А, амплитуда потенциалов концевой пластинки была уменьшена cнижением концентрации кальция в омывающем растворе; в этом случае начальный квантовый состав потенциалов был небольшим (10 или менее). Похожий эксперимент при большой концентрации кальция показан на рис. 12.2 В. В этом эксперименте квантовый выброс значительно больше, но ответы были уменьшены по амплитуде блокадой постсинаптических АХ-рецепторов при помощи кураре. При ритмической стимуляции ответы становились все меньше по амплитуде. Как и в случае с фасилитацией, депрессия длится дольше залпа стимулов.

Депрессия потенциала концевой пластинки, как и фасилитация, имеет пресинаптическую природу. Ее механизм не ясен полностью, но тот факт, что для депрессии необходима исходно большая величина квантового выброса медиатора, предполагает, что истощение количества пузырьков в пресинаптической терминали во время залпов стимулов может быть одним из определяющих факторов депрессии. Вторым фактором может являться модуляция выброса АХ из пресинаптической терминали совместным выбросом АТФ ( глава 13 ). АТФ гидролизуется до аденозина , который затем влияет на пресинаптическую терминаль и уменьшает квантовый состав ответа. АТФ и сам может угнетать секрецию медиатора через собственные пресинаптические P2-рецепторы . После длительного периода ритмической стимуляции депрессия может быть очень сильной, уменьшая амплитуду синаптического потенциала более, чем на 80%.

В заключение можно сказать, что выброс медиатора из пресинаптических терминалей может претерпевать два типа относительно кратковременных модификаций. Первая, фасилитация, происходит благодаря увеличению эффективности выброса квантов из пресинаптической терминали. Вторая, депрессия, может быть связана как с истощением количества квантов, так и с уменьшением эффективности выброса. На рис. 12.2 С проиллюстрировано взаимодействие этих двух эффектов. Во время залпов импульсов начальный эффект фасилитации преобладает над депрессией, и синаптический ответ растет по амплитуде. Позднее, когда дается тестовый стимул, фасилитация уже ослабла, и начинает преобладать депрессия, которая длится дольше.

Ссылки: