Трансмиттеры и дифференцировка нейронов

1. Серотонин. Наблюдения J.M.Lauder, F.E.Bloom (1974) за развитием моноаминергических нейронов в мозге зародышей показали, что это ранние нейроны, начинающиеся дифференцироваться сразу же после замыкания нервной трубки. Авторы пришли к выводу, что, поскольку большинство других клеток в это время продолжает делиться, эти трансмиттеры-моноамины влияют на дифференцировку других нейронов. В частности, серотонин действует как дифференцировочный сигнал для специфических популяций нейронов эмбрионального мозга (J.M.Lauder, F.E.Bloom, 1974), а серотонинергические нейроны, действуя на определенные популяции нейроэпителиальных клеток, прекращают их деление и инициируют их дифференцировку как нейронов (J.M.Lauder, H.Krebs, 1976, 1978). Экспериментально показано, что ингибитор синтеза серотонина – р-хлорфенилаланин тормозит синтез серотонина у зародышей (J.M.Lauder et al., 1981), особенно в серотонинергических нейронах (J.M.Lauder et al., 1986), и продлевает период пролиферации (т.е. задерживает дифференцировку) у специфических популяций нейроэпителиальных клеток мозга. Все клетки этих популяций в дальнейшем превращаются в нейроны, которые у взрослых особей иннервированы серотонинергическими аксонами (серотонинчувствительные клетки-мишени) (J.M.Lauder, 1986). Полученные результаты соответствуют данным о пространственно-временных закономерностях аксонального роста в мозге зародышей (J.M.Lauder et al., 1982).

J.M.Lauder et al. (1982) исследовали взаимодействие между развивающимися серотонинергическими нейронами и пролиферирующими нейроэпителиальными клетками в нервной трубке. Обнаружен целый ряд форм подобных взаимодействий. Например, развивающиеся серотонинергические аксоны проходят через краевую зону нервной трубки, где контактируют с апикальными выростами делящихся нервных клеток. Варикозные выросты серотонинергических нейронов могут также идти прямо в нейроэпителий, контактируя с делящимися клетками. Даже клеточные тела серотонинергических нейронов иногда вступают в контакт с делящимися клетками непосредственно прилежащего к этим нейронам нейроэпителия. Сверх того, определенные популяции этих нейронов непосредственно сообщаются с цереброспинальной жидкостью, благодаря чему возникает возможность диффузии серотонина как гуморального сигнала в эмбриональном мозге. Авторы указывают на то, что аксоны серотонинергических нейронов оказывают эпигенетическое влияние и на постнатальный нейро- и глиогенез.

Показано (J.M.Lauder, 1986), что одной из самых ранних мишеней для серотонинергических аксонов развивающегося мозга являются дофаминергические нейроны substantis nigra, т.е. серотонинергические нейроны влияют на дифференцировку дофаминергических нервных клеток. Также серотонинергические нейроны влияют и на пролиферацию глиальных клеток зародышевого мозга, в частности, на делящиеся астроциты.

Получены убедительные доказательства о возможности высвобождения нейротрансмиттеров конусами роста нейронов (Y.Kidokoro, E.Yeh, 1982- R.J.Hume et al., 1983- S.H.Young, M.-m.Poo, 1983). Показано, что серотонин, высвобождаемый конусами роста серотонинергических нейронов, изменяет подвижность конусов роста других клеток, чувствительных к серотонину (P.G.Haydon et al., 1984), что является свидетельством прямого участия серотонинергических нейронов в регуляции дифференцировки связанных с ним клеток-мишеней.

По данным J.M.Lauder (1986), введение р-хлорфенилаланина беременным животным в период, когда у зародышей происходит дифференцировка серотонинергических нейронов и их клеток-мишеней, вызывает изменение количества серотонинергических рецепторов, присутствующих в постнатальный период развития в различных областях мозга.

P.G.Haydon et al. (1984) сделали вывод, что каждый из трансмиттеров (норадреналин, ГАМК и др.) оказывает собственное специфическое действие на различные типы нейронов, тормозя или стимулируя подвижность конусов роста, и различные трансмиттеры, высвобождаемые конусом роста, могут обеспечивать взаимную координацию межклеточных взаимодействий во время нейритогенеза и синаптогенеза, т.е. участвовать в построении тех самых нейрональных цепей, в которых они позднее являются посредниками при синаптической передаче.

2. Норадреналин. J.M.Rosenstein, M.W.Brightman (1981) показали участие катехоламинов в дифференцировке и миграции соответствующих клеток-мишеней развивающегося мозжечка. Рано развивающаяся катехоламинергическая иннервация коры головного мозга оказывает трофическое влияние на клеточную дифференцировку (M.Schlumpf et al., 1980), способствует формированию дендритных разветвлений у пирамидальных клеток (D.L.Felten et al., 1982). Норадреналин, действуя через бета-адренергические рецепторы, играет важную роль в развитии пластичности зрительной системы (T.Kasamatsu, 1984).

По данным R.M.Brown, R.H.B.Fishman (1984), пренатальная обработка развивающихся катехоламинергических нейронов психотропными веществами (например, дофаминолитиком галоперидолом или альфа-метилтирозином, понижающим содержание трансмиттера в этих нейронах) вызывает изменения развития катехоламинергических рецепторов. Эти изменения сохраняются в постнатальном периоде развития и сопровождаются изменениями поведения. Чувствительный (“критический”) период для этих эффектов совпадает с периодом активного нейрогенеза у соответствующих нейронов. Таким образом, введение веществ в пренатальный период развития может долгое время сказываться на функциональном развитии мозга. Эти поздние эффекты, по мнению J.M.Lauder (1986), обусловлены действием веществ на нейротрансмиттерные рецепторы.

3. ГАМК-система дифференцируется раньше большинства других нейротрансмиттерных систем, в том числе моноаминергических (J.M.Lauder et al., 1986). На ранних стадиях зародышевого развития хорошо развитая сеть волокон присутствует в стволе мозга, мезенцефалоне и диэнцефалоне, включая большие проекции в задней комиссуре и в прилежащих областях на поверхности мезенцефалона и tectum. Позже в переднем конце коры больших полушарий начинают появляться ГАМК-ергические клеточные тела, вскоре заметные во всех областях коры, где они расположены выше и ниже кортикальной пластинки и во внешней части слоя I (J.M.Lauder et al., 1986). В этой части слоя I есть и густое сплетение волокон, дающих интенсивную иммунохимическую реакцию на ГАМК- полагают (N.Konig, R.Marty, 1981- M.Marin-Padilla, 1984), что они являются частью первой группы кортикальных афферентных волокон, проникающих в пузырь конечного мозга, и что процесс этот является стимулом, инициирующим дифференцировку нейронов в конечном мозге.

Траектории роста ГАМК-ергических волокон в стволе мозга, мезенцефалоне и диэнцефалоне совпадают с областями как моноаминергической, так и пептидергической дифференцировки (J.M.Lauder, 1986) и соответствуют описанному M.Schlumpf et al. (1983) распределению бензодиазепиновых рецепторов развивающегося мозга. Эти рецепторы, как полагают, связанные с ГАМК-ергическими рецепторами (G.A.R.Johnson et al., 1984), начинают появляться чуть позже ГАМК-ергической иннервации этих же самых областей (J.M.Lauder et al., 1986).

ГАМК стимулирует дифференцировку нейронов и развитие рецепторов (G.H.Hanson et al., 1984) и играет роль в пластичности нейронных связей (C.R.Houser et al., 1983). Поэтому ранняя дифференцировка ГАМК-ергической системы свидетельствует о трофической роли этого нейротрансмиттера и для родственных веществ.

Таким образом, онтогенетические влияния трансмиттеров включают их действие на ряд процессов (J.M.Lauder, 1986): а формирование нервной трубки- б морфогенетические движения клеток в эктодерме головы, слуховом пузырьке, сердце, кишечнике, нёбе- в клеточную пролиферацию и начало дифференцировки нейронов в нервной трубке- г аксональный рост и синаптогенез.

Трансмиттеры оказывают важные эпигенетические влияния на тех стадиях фило- и онтогенеза, когда эти вещества еще не используются как нейротрансмиттеры. Очевидно, эти вещества должны развиваться и включаться во все более специфические сигналы системы, чтобы достичь своего современного статуса посредников химической нейротрансмиссии в самом сложном из всех органов – мозге млекопитающих.<< ПредыдушаяСледующая >>
Внимание, только СЕГОДНЯ!