Нервно-мышечное соединение
Cтраница 4
Нейротоксины второй группы, пресинаптические ней-ротоксины ( пре - НТ), редко встречаются в змеиных ядах. Кротоксин - нейро-токсин яда гремучих змей обладает преимущественным пресинаптическим действием на нервно-мышечное соединение у амфибий и постсинаптнческим - у млекопитающих. В ядах морских змей пре - НТ не найдены. [46]
Предположение, что в передаче возбуждения в нервно-мышечном соединении принимают участие какие-то химические агенты, впервые было высказано А. Ф. Самойловым в 1924 г. Позднее Дейл ( 1936) показал, что при раздражении двигательного нерва в его окончаниях в скелетной мышце происходит выделение ацетилхолина. Наконец, было установлено, что ацетилхолин, подведенный к области нервно-мышечного соединения, деполяризует мембрану мышечного волокна и при достаточно высокой концентрации вызывает распространяющееся возбуждение и сокращение мышцы. [47]
У млекопитающих есть два важных участка, являющихся мишенями для атаки со стороны ФОС - это центральная нервная система ( ЦНС) и нервно-мышечное соединение. ЦНС в значительной мере защищена от действия ионизированных соединений, тогда как нервно-мышечное соединение не имеет такой защиты. [48]
Какова бы ни была роль регуляции числа мотонейронов у эмбриона, ее механизм находится в интересной зависимости от мышечной активности. У зародышей позвоночных начинаются беспорядочные, конвульсивные движения почти сразу же после того, как у них начинают формироваться нервно-мышечные соединения. Эти движения-результат спонтанного возникновения нервных импульсов в центральной нервной системе, и они наблюдаются даже у тех эмбрионов, у которых сенсорные нейроны разрушены. Если зародыша обработать ядом, блокирующим передачу в нервно-мышечных соединениях ( таким, как кураре), то движения прекратятся. Можно было бы предположить, что подобное воздействие либо никак не повлияет на гибель мотонейронов, либо усилит ее. На самом деле эта обработка дает противоположный эффект: до тех пор пока поддерживается блокада, практически все мотоне роны сохраняются. Каков бы ни был механизм этого явления, ясно, что / мышечная активность важна для нормального развития двигательной системы, точно так же как получение внешних стимулов необходимо для нормального развития сенсорных систем ( см. ниже): в обоих случаях электрические сигналы способствуют поддержанию нервных связей. [49]
Если этот вывод распространить на всех насекомых, то здесь мы встречаем огромной важности различие между насекомыми и млекопитающими, которое представляет особый интерес потому, что многие острые эффекты при отравлении ФОС млекопитающих связаны с нервно-мышечной блокадой. Хотя, казалось бы, что по крайней мере в той степени, в какой это касается токсикологии ФОС, нервно-мышечное соединение не представляет для нас дальнейшего интереса, для полноты картины желательно привести данные о чувствительности к ионам нервно-мышечного соединения насекомых в сравнении с другими животными. [50]
Представляется вероятным, что слабая эффективность этих агентов связана с их ионизированным состоянием, которое мешает их проникновению в нервную систему. Чтобы быть более точным, нужно указать, что эффективность этих соединений для млекопита1 ющих может быть связана с наличием у млекопитающих двух областей, относительно доступных для ионов: автономных ганглиев и нервно-мышечного соединения. У насекомых нет существенно важных холинергических участков, доступных для ионов. [51]
Если этот вывод распространить на всех насекомых, то здесь мы встречаем огромной важности различие между насекомыми и млекопитающими, которое представляет особый интерес потому, что многие острые эффекты при отравлении ФОС млекопитающих связаны с нервно-мышечной блокадой. Хотя, казалось бы, что по крайней мере в той степени, в какой это касается токсикологии ФОС, нервно-мышечное соединение не представляет для нас дальнейшего интереса, для полноты картины желательно привести данные о чувствительности к ионам нервно-мышечного соединения насекомых в сравнении с другими животными. [52]
Вегетативные формы возбудителя вырабатывают экзотоксин, который обладает способностью в невероятно малых количествах поражать ЦНС человека, не вызывая развития иммунитета. Различают три фракции токсина: 1) тетаноспазмин, или нейро-токсин, который вызывает изменения в нервной системе и тонические сокращения мускулатуры; 2) тетаногемолизин, вызывающий гемолиз эритроцитов и местный некроз тканей; 3) низкомолекулярную фракцию токсина, усиливающую секрецию медиаторов в нервно-мышечных соединениях. [53]
К препарату аксона может быть добавлено большое количество ацетилхолина без заметного эффекта. Нахманзон [61 ] удовлетворительно объяснил эту аномалию существованием барьера, защищающего аксон от действия ионов; поэтому четвертичный карбамат - простигмин не влияет на проведение, в то время как третичный карбамат - эзерин вызывает блокаду ( см. стр. Нервно-мышечные соединения и ганглии лишены этой защиты и поэтому подвержены действию ионизированных соединений, таких, как ацетилхолин. [54]
Попытаемся суммировать те различия между нервной системой насекомых и млекопитающих, которые важны для оценки действия ФОС. Млекопитающие имеют холинерги-ческие периферические вегетативные ганглии, которые чувствительны к ФОС; по-видимому, такие ганглии отсутствуют у насекомых. Нервно-мышечное соединение млекопитающих имеет холин-ергическую природу и чувствительно к действию ионов, поэтому оно чувствительно как к ионизированным, так и к неионизированным ФОС. У насекомых нервно-мышечное соединение не является холин-ергическим, вследствие чего оно устойчиво к воздействию ФОС. [55]
Нейроны и глиальные клетки центральной нервной системы позвоночных образуются из клеток эпителия нервной трубки. Завершив последнее деление, нейроны обычно мигрируют упорядоченным образом вдоль отростков радиальных глиальных клеток на новые места, откуда нейроны посылают аксоны и ден-дриты по вполне определенным путям для установления надлежащей системы связей. По-видимому, образование нервно-мышечных соединений определяется нейронной специфичностью: мотонейроны, предназначенные для иннервации определенной мышцы, ведут себя так, как будто они обладают определенными свойствами, благодаря которым предпочтительно иннервируют именно эту мышцу, даже в случае искусственного перемещения тела нейрона. Мотонейроны, не установившие связи с мышцей, обычно погибают, как, впрочем, и многие мотонейроны, установившие такую связь. Выживание этих клеток каким-то образом зависит, по-видимому, от электрической активности: их гибель можно предотвратить с помощью веществ, блокирующих передачу возбуждения в нервно-мышечном синапсе. Выжившие нейроны сначала образуют излишек синапсов, так что каждая мышечная клетка получает аксоны от нескольких разных мотонейронов. Лишние синапсы затем уничтожаются в результате конкуренции, и мышечные клетки сохраняют по одному и только по одному синапсу. Если клетка мышцы полностью денервирована, она выделяет фактор, побуждающий ближайшие аксоны к образованию веточек для восстановления иннервации. [56]
Этот простой препарат использовался во множестве успешных экспериментов, которые были начаты в 50 - х годах нашего века. Еще раньше, в 30 - е годы, было обнаружено, что стимуляция двигательного нерва вызывает высвобождение ацетилхолина и что ацетилхолин в свою очередь заставляет скелетную мышцу сокращаться. Таким образом, ацетилхолин был идентифицирован как нейромедиатор в нервно-мышечном соединении. Но как же происходит высвобождение ацетилхолина и как он оказывает воздействие на мышцу. [57]
Для передачи нервных сигналов необходимо строго регулируемое распределение ионных каналов в плазматической мембране. При разрушении и образовании синапсов это распределение изменяется. Нормальное иннервированное волокно скелетной мышцы имеет ацетилхолиновые рецепторы только в области нервно-мышечного соединения, проводит потенциалы действия при помощи потенциал-зависимых натриевых каналов и не образует новых синапсов на своей поверхности. После денервации мышечного волокна ацетилхолиновые рецепторы и потенциал-зависимые кальциевые каналы появляются во всей плазматической мембране и вся клеточная поверхность приобретает способность к образованию новых синапсов. Эти изменения контролируются главным образом количеством стимулов, получаемых клеткой. Место установления нервно-мышечного контакта отличается определенной специализацией базальной мембраны, от которой, по-видимому, зависит как распределение ацетилхолиновых рецепторов в мышечной плазматической мембране, так и положение пре-синаптического окончания аксона. [58]
Локализация этого фермента также может варьировать в широких пределах. У млекопитающих мишенью могут служить: дыхательный центр мозга, гладкие мышцы бронхов или нервно-мышечные соединения грудных мышц. Локализация мишени зависит не только от природы ФОС, но и от вида животного ( стр. Эти различия могут иметь практическое значение: так, если соединение обладает одинаковой токсичностью для двух видов животных, но у вида А действует первично на дыхательный центр, а у вида Б - на нервно-мышечное соединение, то при введении в молекулу соединения четвертичного азота ( или другой катионной группы) его эффективность в отношении вида А снизится, а действие на вид Б почти не изменится ( стр. [59]
Страницы: 1 2 3 4 5