салон косметологии Эпил Сити
Популярные врачи

Чижонок Оксана Андреевна

Пульмонолог, детский пульмонолог
Панченко Ирина Анатольевна

Пульмонолог, детский пульмонолог
Офтальмолог
Лигай Виктория Вениаминовна

Пульмонолог, детский пульмонолог
Офтальмолог
Стоматолог

Материалы медицинских конференций

Главная / Материалы медицинских конференций / 2003 / Материалы Международных чтений, посвященных 100-летию со дня рождения члена-коррес-пондента АН СССР, академика АН АрмССР Э.А.Асратяна.

Гипотеза о glu/no-зависимой триггерной инкапсуляции как пъезобиохимическом языке межнейронного диалога

Н.П.Ларионова. Институт проблем передачи информации РАН, Москва, Россия

Можно сказать, что L-глутамат (Glu) и оксид азота (NO) являются двумя последовательными «словами» типа «вопрос-ответ» в биохимическом диалоге между зернистыми клетками и клетками Пуркинье, объединёнными процессом глутаматного каскада в синапсах параллельных волокон (ПВ), аксонов зернистых клеток (ЗК), на дендритах клеток Пуркинье (ПК) мозжечка. Успешное функционирование любой нейроглиальной сети, как информационной системы, возможно лишь при наличии в ней способности обеспечивать стабильность условий функционирования, то есть поддерживать баланс межклеточного взаимодействия, иными словами, обладать активными [Дунин-Барковский, 1978] компенсаторно-адаптивными  реакциями на внешние воздействия.  Для изучения возможностей компенсаторно-адаптивной системы (КАС) изолированного мозжечка (МЖ) были проведены эксперименты по раздельному влиянию избыточных концентраций Glu и NO in vitro (Glu, NaNO2 – 1мМ), моделирующих влияние дисбаланса межнейронного диалога между ЗК и  ПК, на структуру ПВ-ПК-синапсов изолированного мозжечка лягушки. Результаты экспериментов показали [Ларионова, 2001], что эти синапсы обладают зеркальной инкапсуляционной пластичностью. Так в верхнем молекулярном слое МЖ при повышенной концентрации Glu количество синапсов с шипиковой инкапсуляцией бутонов превышало количество синапсов с бутонной инкапсуляцией шипиков. А в оксиде азота – наоборот, бутонная инкапсуляция шипиков доминировала над шипиковой инкапсуляцией бутонов [Ларионова, 2001]. 

Наличие противоположно направленных инкапсуляций, их зеркальность, в условиях, моделирующих избыточность пре- или постсинаптической активности нейронов (ЗК или ПК, соответственно), дало основание выдвинуть гипотезу о существовании в изолированном мозжечке функционального триггерного механизма бутонно-шипиковой инкапсуляции [Ларионова, 2001]. Мобильная инкапсуляция синаптических терминалей триггерного типа может усиливать метаболическое влияние одного нейрона на другой, что позволяет предотвратить медиаторный дисбаланс в нейроглиальной сети МЖ при возбуждающе-тормозном взаимодействии [Ларионова, 2001; Бызов, Максимов, 1998] таких нейронов, как зернистые клетки (возбуждающие) – основные входные нейроны МЖ и клетки Пуркинье (тормозные) – единственные выходные нейроны МЖ. То есть триггерная бутонно-шипиковая инкапсуляция, согласно гипотезе, является мобильным механизмом, предотвращающим как возбуждающий, так и тормозный медиаторный дисбаланс в нейроглиальной сети МЖ, давая возможность оперативно согласовывать его вход-выходные информационные потоки [Ларионова, 2003]. Она позволяет расширить диапазон условий функционирования МЖ, например, в среде с низким содержанием кислорода, тормозя выброс глутамата в синаптическую щель за счёт шипиковой инкапсуляции бутонов [Ларионова, 2001]. Инкапсуляционная триггерность является эффективным способом поддержания нейтральности среды, как жизненно важного условия комфортного межклеточного взаимодействия, за счёт конструкции ПВ-ПК-синапсов, в которых константы равновесных диссоциаций для Glu (бутоны) и L-аргинина, как источника NO (шипики), равны 4.7 и 12, соответственно, то есть лежат по разные стороны от нейтрального значения на шкале функционального кислотно-щелочного диапазона, что позволяет максимально эффективно нейтрализовать кислотно-щелочной дисбаланс в синаптической щели [Ларионова,  2003]. Таким образом, согласно гипотезе, активная бутонно-шипиковая триггерная инкапсуляция, расширяющая функциональные возможности МЖ и позволяющая  ему функционировать в режимах экстремальных ситуаций [Ларионова, 2001; 2003], является одним из фундаментальных механизмов мощной и самостоятельной  компенсаторно-адаптивной  системы  мозжечка [Lariоnova, 2002]. Реализация перечисленных выше возможностей существенно зависит от величины изгиба синаптического контакта. При слабых изгибах АЗ (единицы градусов) возможно очень быстрое (гиперзвуковое) межъядерное общение нейронов, вследствие акустоконформационных переходов в цитоскелетных микротрубочках [Samsonovich et al, 1992], тогда как при усилении изгиба (десятки градусов) такая возможность снижается. То есть, в случае слабой инкапсуляции можно говорить об активной, мобильной триггерности, тогда как при сильной инкапсуляции – о «пассивной», хотя она и условна, так как зависит от длительности дисбалансного влияния. Во всяком случае, эти разновидности инкапсуляционного межклеточного триггерного механизма можно рассматривать как две принципиально разные системы межнейронного взаимодействия: (I) как высокоскоростную, мобильную, стабилизирующую пороги возбудимости и ширину частотного диапазона взаимодействующих нейронов, и (II) как инерционную, способную сколь угодно долго удерживать необходимый функциональный режим, делая это с максимальной эффективностью, находясь в равновесном состоянии с минимумом свободной энергии Гиббса для конкретных (в том числе и  экстремальных) условий. На основании анализа имеющихся данных, можно сделать вывод  о существовании следующих уровней морфологических коррелятов долговременной фиксации «следа памяти» о внешнем влиянии на межнейронный диалог: клеточного, ядерного (возможно, генетического), синаптического инкапсуляционного (и не только инкапсуляционного [Larionova, 1991]), а также нейроглиального [Larionova, 1991; Cамосудова c соавт., 1996; Ларионова, 2003]. В последнем случае имеется в виду, прежде всего, усиление глиально-нейронной инкапсуляции ПВ-ПК-синапсов по типу спиралевидных глиальных «обкруток» под влиянием стимуляции ПВ в чистом растворе Рингера  [Cамосудова с соавт., 1996].

Таким образом, согласно гипотезе, триггерная бутонно-шипиковая   инкапсуляция, являясь одним из фундаментальных механизмов КАС мозжечка, не только расширяет его возможности, позволяя функционировать в экстремальных режимах [Ларионова, 2003 (в печати)], но также является тем переключателем, который обеспечивает переход с одного языка межнейронного общения на другой, позволяя  записывать и хранить информацию о «следе памяти» на всех возможных клеточных уровнях, улучшая характеристики мозжечка, как информационной системы.

каталог медицинских учреждений
Аптеки
Больницы
Скорая медицинская помощь
Поликлиники
Диспансеры
Акушерство и Гинекология
Медицинские центры
Сервис онлайн записи к врачу