Для пациента и его родственников
Каким образом нейротрансмиттеры высвобождаются из везикулов?
Удивительное разнообразие функций, выполняемых мозгом, стало возможным благодаря способности нейронов взаимодействовать друг с другом, что происходит преимущественно посредством химической синаптической передачи. В этом процессе участвуют нейротрансмиттеры, которые упакованы в маленькие пузырьки (везикулы) на пресинаптических нервных окончаниях и высвобождаются в результате кальций - вызванного экзоцитоза синаптических везикул. Каждый из шагов, которые приводят к высвобождению нейротрансмиттера, может регулироваться во время множества краткосрочных и долгосрочных процессов пресинаптической пластичности, которые изменяют вероятность высвобождения пузырьков, модулируя тем самым свойства нейронных сетей и лежащих в основе множества форм обработки информации в мозге.
Для врача
Почему механизм слияния мембран везикул и плазматической мембраны важн для выхода нейтронсмаиттера?
Везикулы прикреплены к специализированным участкам пресинаптической плазматической мембраны, называемым активными зонами и подвергаются одной или нескольким реакциям прайминга, которые делают их готовыми к высвобождению, и сливаются с плазматической мембраной, когда потенциал действия запускает приток кальция в терминаль (Sudhof T., 2013). Следовательно, высвобождение нейромедиаторов представляет собой тщательно регулируемую форму слияния мембран. Очевидно, что определение механизма слияния мембран имеет решающее значение для понимания того, как высвобождаются нейротрансмиттеры, но с точки зрения нейробиологии не менее или, возможно, даже более важно выяснить, как регулируется высвобождение и как древний механизм слияния мембран развивался во время миллиарды лет, чтобы создать такой мощный сигнальный механизм, который частично обеспечивает реализацию многих чудес мозга человека.
Для исследователя
Какие компоненты выделяют в процессе высвобождения нейротрансмиттера?
Высвобождение нейротрансмиттера имеет быстрый синхронный компонент, который появляется менее чем через 0,5 мс после притока кальция, и более медленный асинхронный компонент. Исследования механизма высвобождения нейротрансмиттеров в течение почти трех десятилетий показали, что оно контролируется основными компонентами, имеющими гомологи в большинстве типов внутриклеточного мембранного транспорта и лежащими в основе общего механизма слияния мембран, а также специализированными факторами, которые помогают жесткой регуляции слияния синаптических пузырьков. Структурные исследования сыграли фундаментальную роль в разработке многих ключевых концепций, лежащих в основе нашего нынешнего понимания высвобождения нейротрансмиттеров, но большинство этих исследований проводились без мембран. Для решения перечисленных выше вопросов крайне важно получить структурную информацию о комплексах, образующихся между двумя мембранами. Можно ожидать, что основные достижения в этой области могут быть достигнуты с помощью криоэлектронной микроскопии и томографии, методов, которые уже предоставили важную информацию в этой области (Gipson P, et.al., 2017).
Литература
Gipson P, Fukuda Y, Danev R, Lai Y, Chen D‐H, Baumeister W, Brunger AT (2017) Morphologies of synaptic protein membrane fusion interfaces. Proc Natl Acad Sci USA114:9110–911
Sudhof TC (2013) Neurotransmitter release: the last millisecond in the life of a synaptic vesicle. Neuron 80:675–690.
Автор: доктор медицинских наук, профессор Минутко В.Л.
Добавить комментарий