Патологічна фізіологія / Оториноларингологія / Організація системи охорони здоров'я / Онкологія / Неврологія і нейрохірургія / Спадкові, генні хвороби / Шкірні та венеричні хвороби / Історія медицини / Інфекційні захворювання / Імунологія та алергологія / Гематологія / Валеологія / Інтенсивна терапія , анестезіологія та реанімація, перша допомога / Гігієна і санепідконтроль / Кардіологія / Ветеринарія / Вірусологія / Внутрішні хвороби / Акушерство і гінекологія
ГоловнаМедицинаНеврологія і нейрохірургія
« Попередня Наступна »
Реферативний огляд. Питання етіопатогенезу дитячого церебрального паралічу (ДЦП), 2010 - перейти до змісту підручника

Нейротрансмітери в ембріогенезі

Список ендогенних речовин, які можна було б назвати мультифункціональними біологічно активними речовинами, продовжує зростати. Це особливі молекули, що грають різноманітну регуляторну роль як у що розвиваються, так і в цілком сформованих клітинних системах. До числа цих молекул, завдяки своїм найважливішим і універсальним внутрішньоклітинним регуляторним функціям у всьому тваринному царстві, відносяться циклічні нуклеотиди і кальцій.

Речовини, відомі як медіатори нервової системи, нейромедіатори, нейротрансмітери, синаптичні передавачі, знаходяться в центрі уваги багатьох дослідників не тільки як спеціалізовані міжклітинні передавачі нервових впливів, але і як учасники найрізноманітніших регуляторних процесів. У нашій країні цьому сприяли дослідження видатного вітчизняного еволюційного фізіолога Х.С.Коштоянца, який ще в 30-ті роки почав роботи, на підставі яких згодом зміг сформулювати положення про принципову спорідненість регуляторних процесів на "донервних" і "нервовому" етапах філогенезу. Пізніше численними дослідженнями вітчизняних і зарубіжних вчених була показана активність трансмиттеров і на внутрішньоклітинному рівні. Це дозволило спростувати уявлення про ацетилхоліну і біогенних моноамінів (дофаміну, норадреналіну, серотоніні та ін) як про речовини, службовців тільки для передачі нервових впливів.

В даний час загальновизнано, що класичні нейротрансмиттери теж є мультифункціональними біологічно активними сполуками, але діючими на відміну від циклічних нуклеотидів і Са2 + і як міжклітинні посередники. Трансмітери не тільки діють як міжклітинні хімічні сигнали, що визначають електричну активність клітин, але й відіграють важливу роль у встановленні і підтримці морфології нейронів та їх інтеграції (SBKater, PGHaydon, 1986).

Трансмітери з'явилися не тільки раніше організмів, що володіють нервовою системою, але й раніше будь-яких нині існуючих груп еукаріот. При виникненні нервової системи була реалізована можливість використання трансмиттеров як синаптичних передавачів. Трансмітери стали нейротрансмиттерами.

Безпосередньо за ідентифікацією першого з нейротрансмітерів ацетилхоліну, було розпочато вивчення трансмітерну систем у зародків, що розвиваються. Донервних трансмітери поширені не менш широко, ніж відповідні нейротрансмиттери; їх існування є універсальною закономірністю, і кожному моменту онтогенетичного розвитку нервової системи відповідають певна якісна і кількісна мозаїка і певний стан макромолекулярних компонентів нейротрансміттерних систем. Доведено ідентичність метаболічних шляхів однойменних донервних і нейрональних трансмиттеров. У той же час не можна говорити про просте підвищення рівня нейротрансмітерів, зростанні активності відповідних ензимів і т.д. під час зародкового розвитку (Г.А.Бузніков, 1987).

Розрив між донервних і нейрональними системами зменшився і завдяки прогресу, досягнутому при вивченні останніх. Так, ще порівняно недавно однією з найхарактерніших особливостей донервних систем представлялася можливість співіснування кількох трансмиттеров і зміни одного трансмітера іншим в одній і тій же клітині. Зараз вже стало ясним, що це не така вже особливість. Доведено співіснування двох або навіть трьох нейротрансмітерів в одному і тому ж диференційованому нейроні (Д.А.Сахаров, 1984; NNOsborne, 1983, ін.) Справа може дійти до того, що почнуть з'являтися роботи, що доводять існування і мононейротрансміттерних нейронів (AAJVerhofstad et al., 1981).

У мультінейротрансміттерних нейронах трансмітери можуть бути присутніми в порівнянних кількостях, або ж один з них є мінорним компонентом. Причому нейрони дорослих тварин здатні до зміни ергічних (так звана "трансмітерну пластичність"). Обидві ці ситуації можуть мати місце і в ембріональних клітинах (Г.А.Бузніков, 1987).

Нейрони - не єдині мультітрансміттерние клітини дорослих організмів. Співіснування двох-трьох трансмиттеров виявлено також у клітинах мозкової речовини надниркових залоз, в клітинах нейробластом і феохромоцитом, тобто в клітинах, генеалогічно близьких до нейронів (B.Hamprecht, 1977 і багато ін.). За два трансмітера і більше знайдено і в деяких інших клітинах - тромбоцитах, епідермальних, м'язових клітинах, плаценті, клітинах пухлин підшлункової залози; в цих же клітинах знайдені і відповідні ензими (V.Erspamer, 1981; ін.)

Про тромбоцитах слід сказати особливо. В даний час тромбоцити розглядаються в якості модельного об'єкту центральних пресинаптичних закінчень (SMStahl, 1985), що дає підставу припускати наявність аналогічних процесів у центральній нервовій системі і використовувати цей факт для вивчення церебральних функцій.

Ацетилхолін, адреналін, норадреналін, серотонін, нейропептиди знайдені і в сперматозоїдах ссавців (Г.А.Бузніков, 1987).

Рецептори до донервних трансмітерами локалізовані на внутрішньоклітинних мембранах і не сполучені з іонними каналами поверхневої мембрани (Г.А.Бузніков, 1967, 1987). Вважають Г.А.Бузніков (1987), що у ранніх зародків трансмітери та їх аналоги діють на клітинний розподіл тільки через внутрішньоклітинні рецептори, але на більш пізніх стадіях онтогенезу відповідні впливи можуть йти і через внутрішньоклітинні і через мембранні трансмітерну рецептори, маючи при цьому абсолютно різний характер і різне функціональне значення, а у нормальних дорослих тварин для розглянутих речовин залишається тільки шлях дії через рецептори поверхневої мембрани.

У літературі є, однак, дані про присутність функціонально активних трансмітерну рецепторів всередині клітин дорослих тварин (Р.І.Потапенко, 1980; ін.) І, нарешті, існує припущення про пряму участь внутрішньоклітинних трансмітерну рецепторів у нейрональногозахоплення біогенних амінів (JAStreet, A.Walsh, 1984). У деяких роботах наведені прямі докази існування внутрішньоклітинних функціонально активних холін-і моноаминергических рецепторів (Т.М.Турпаев та ін, 1985; F.Ebner, 1982; ін.) Так, виявлена ??реакція нейронів або інших збудливих клітин на внутрішньоклітинно введені нейротрансмиттери (Т.М.Турпаев та ін, 1985). Передбачається (Г.А.Бузніков, 1987), що внутрішньоклітинні моноаминергических рецептори нейронів беруть участь у регуляції функціонального відповіді на ацетилхолін, який діє через класичні мембранні рецептори.

Як відомо, під час синаптичноїпередачі міжклітинний сигнал перетвориться у внутрішньоклітинний, тобто здійснюється перехід від нейротрансмітерів як міжклітинних посередників до інших фізіологічно активним речовинам - внутрішньоклітинним (вторинним) мессенджерам (циклічним нуклеотидам, іонів кальцію та ін.) Відповідно до сучасних уявлень, характернейшей особливістю нейротрансмітерної процесу, як і багатьох інших регуляторних процесів, є те, що міжклітинні посередники і вторинні месенджери просторово роз'єднані і функціонально пов'язані клітинної мембраною. Підсилювачем і перетворювачем, що переводять міжклітинні сигнали на мову внутрішньоклітинних месенджерів, є, локалізована як на поверхневих (S.Swillens, JEDumont, 1982), так і на внутрішньоклітинних (LSCulter, 1983) мембранах, аденилатциклаза.

У зиготах і бластомерах всіх хребетних і безхребетних знайдені всі компоненти систем внутрішньоклітинних месенджерів. Показано, що ці системи відіграють важливу роль у регуляції та здійсненні поділів дроблення (І.Е.Садокова, Л.Е.Мартинова, 1984; C.Racowsky, 1985), причому функціонально активна і сполучена з нейротрансмиттерами аденилатциклаза локалізована у ранніх зародків на мембранах ЕПР і не призначена для подальшого вбудовування в поверхневу мембрану (Г.А.Бузніков, 1987). Це відноситься і до гуанілатциклази (J.Wolf, GHCooke, 1985).

Функціональна взаємозв'язок вторинних месенджерів має дуже складну просторову організацію і виглядає по-різному у різних типів клітин (Г.А.Бузніков, 1987). Циклічні нуклеотиди (особливо цАМФ) і Ca2 + відіграють важливу роль у регуляції та здійсненні клітинних поділів і пов'язані настільки тісно і різноманітне, що про них говорять як про "функціональному тандемі" або "сінархіческіх регуляторах" (MJBerridge, 1984; CJPallen et al. , 1985). Участь циклічних нуклеотидів та іонів кальцію в управлінні клітинним циклом зафіксовано вже в ооцитах і клітинах ранніх зародків і здійснюється при посередництві ряду функціональних білків (кальмодулина, цАМФ-і кальмодулін-залежні протеїнкінази та ін) через взаємодію з елементами цитоскелета (MJBerridge, 1984; DLFriedman , 1982). Сувора просторова організація регуляторних внутрішньоклітинних систем, що у цитокинез, випливає хоча б з того, що місце черговий борозни дроблення зумовлено ще до початку її формування (R.Rappaport, 1983). Показано (EBWagenaar, 1983), що навіть порівняно невелике підвищення внутрішньоклітинного рівня одного з вторинних месенджерів - іонів кальцію, призводить до зупинки поділів дроблення, тому що кожній фазі клітинного циклу відповідає певний оптимальний внутрішньоклітинний рівень вільних іонів кальцію, перевищення якого блокує нормальні ділення дроблення і замінює їх аномальними змінами кортикального шару цитоплазми (JCOsborn et al., 1979).

Донервних трансмітерну процес, необхідний для здійснення поділів дроблення, як і самі ці дроблення, має характер самоподдерживающегося циклічного процесу, що запускається активацією яйця, яка обумовлена ??підвищенням внутрішньоклітинного рівня Ca2 + (D.Epel, 1982), який , діючи через кальмодулін-залежні протеїнкінази, активує ензими, що беруть участь у синтезі нейротрансмітерів (H.Shulman, 1984) і, активуючи скоротливі білки, викликає виділення донервних трансмиттеров з желточних гранул (R.Colombo, 1982). Вважають (Г.А.Бузніков, 1987), що Ca2 + грає роль внутрішньоклітинного сигналу, интенсифицирующего синтез донервних трансмиттеров в перші хвилини після запліднення і таким чином запускає всю розглянуту регуляторну систему. Завдяки роботі цієї системи, підйом внутрішньоклітинного рівня Ca2 + повторюється в кожному з перших клітинних циклів, викликаючи посилення синтезу донервних трансмиттеров і їх поява в цитоплазмі. Новосинтезовані трансмітери йдуть до так званих інтеросомам і взаємодіють з їх рецепторним ланкою. Ця взаємодія призводить до активації аденілатциклази, подальшому підвищенню рівня цАМФ і пов'язаного з цим виходу Ca2 + з внутрішньоклітинних депо або надходженню його ззовні. Така активація систем вторинних месенджерів, в свою чергу, призводить до відповідних змін цитоскелета і зрештою до утворення борозни дроблення. Ca2 + викликає також нове посилення синтезу донервних трансмиттеров і їх поява в цитоплазмі. Це повторюється без суттєвих змін під час кожного з клітинних циклів аж до завершення періоду дроблення, коли починається радикальна перебудова донервних трансмітерну систем.

Таким чином, вторинні месенджери відіграють велику роль в міжклітинних зв'язках ембріогенезу. Є багато даних про участь у цих зв'язках цитоскелета (JPTrinkaus, 1984) і про аномалії розвитку, викликаних їх порушеннями (JETrosko et al., 1982). Із змінами цитоскелета також пов'язане цитостатичнудію аналогів трансмиттеров (Г.А.Бузніков, 1987).

Дискретність сигналу, що запускає цитокинез (R.Rappaport, 1983), свідчить, що попереднє цьому сигналу взаємодія трансмиттеров з рецепторами також носить типовий для подібних взаємодій дискретний характер. Це говорить про те, що в зиготі і бластомерах існують чинники, періодично роблять рецептори недоступними для трансмиттеров, завдяки яким межбластомерние взаємодії і носять характер дискретних повторюваних реципрокних сигналів. Роль таких факторів грають гангліозиди (Г.А.Бузніков та ін, 1973) і утворюються при окислювальному дезамінуванні біогенних моноамінів ароматичні альдегіди, що володіють дуже високою і специфічною цитостатичної активністю (Л.Н.Маркова та ін, 1971). У той же час ці альдегіди дуже нестійкі і їх руйнування супроводжується швидким відновленням спочатку заблокованих поділів дроблення. Така взаємодія забезпечує дискретність і строгу адресованность внутрішньоклітинного сигналу, що викликає чергове поділ дроблення.

Виділяють такі донервних функції ганглиозидов (Г.
А.Бузніков, 1987): 1 участь в транспорті трансмиттеров; 2 участь у рецепції донервних трансмиттеров і в регуляції активності у поєднаної з трансмітерну рецепторами аденілатциклази; 3 взаємодію з Ca2 + та участь у регуляції рівня цього іона в цитоплазмі і в його внутрішньоклітинному транспорті; 4 участь у виведенні Неметаболізований молекул трансмиттеров з зигот і бластомеров, тобто у припиненні дії цих трансмиттеров на інтеросоми. У свою чергу, донервних трансмітери самі беруть участь у синтезі і транспорті ганглиозидов.

Додатковим фактором надійності і адресованности дії фізіологічно активних речовин-лігандів є функціональна компартменталізація рецепторів у разі як донервних трансмиттеров, так і вторинних месенджерів (JSHayes, LLBrunton, 1982).

  Існування донервних трансмиттеров з їх внутрішньоклітинними місцями синтезу і рецепції відображає, на думку Г.А.Бузнікова (1987), дуже важлива відмінність поділів дроблення від клітинних поділів на більш пізніх фазах онтогенезу - перші розподілу запускаються зсередини клітини, а другий - зовні.

  У подальшому за участю трансмиттеров у ранніх зародків здійснюються межбластомерние взаємодії. Г.А.Бузніковим (1987) межбластомерние взаємодії, такі важливі для подальшого розвитку, розглядаються як керований процес сигналізації, в тому числі і хімічної. Трансмітери виступають як регулятори апарату межбластомерной зв'язку і як безпосередні передавачі сигналів. Процес межбластомерного взаємодії складається з двох основних етапів - підготовки умов для міжклітинної сигналізації і самої цієї сигналізації. Специфічні хімічні регулятори беруть участь в обох цих етапах. Межбластомерний перенесення трансмиттеров здійснюється через цитоплазматичні містки або спеціалізовані контакти. У регуляції проникності щілинних контактів і в інших процесах, що відносяться до міжклітинних взаємодій, беруть участь цАМФ і Ca2 + (RMEzzel et al., 1985). Значення кальцію цим тут не вичерпується, досить нагадати про відомої і найважливішої ролі Ca2 + у формуванні та підтримці гиалинового шару, такого необхідного для міжклітинних взаємодій (G.Giudice, 1973). Передбачається співіснування незалежних і не є строго синхронними трансмітерну-мессенджерних циклів, один з яких відповідає участі розглянутих речовин-регуляторів у поділках дроблення, а інший - в ранніх межбластомерних взаємодіях (Г.А.Бузніков, 1987).

  Співіснування кількох трансмиттеров в зигота і бластомерах мають великий фізіологічний сенс. Кожен донервних трансмітер вже під час поділів дроблення мультіфункціонален, причому деякі функції є спільними для всіх трансмиттеров, а деякі притаманні тільки одному або декільком з числа цих речовин-регуляторів. У регуляції поділів дроблення беруть участь і ацетилхолін, і катехоламіни, і індолілалкіламіни, а у здійсненні межбластомерних взаємодій - тільки індолілалкіламіни. Інші функції виконуються тільки ацетилхоліном, тільки дофамином і т.д. (Г.А.Бузніков, 1987).

  Окрім участі трансмиттеров в поділках дроблення і в ранніх міжклітинних взаємодіях існують і інші самостійні функції цих речовин-регуляторів у ранніх зародків. До числа цих ефектів належать: гальмування макромолекулярних синтезів, вплив на синтез різних груп білків (наприклад, у регуляції синтезу і ступеня полімеризації тубуліну та інших білків цитоскелету) і ліпідів і на транспорт амінокислот і нуклеозидів в ембріональних клітинах, що відбуваються безпосередньо після запліднення перебудови цитоскелету і ін (Г.А.Бузніков, 1987), участь в регуляції транспорту новосинтезованих мРНК у зародків на стадіях бластули і гаструли (Г.А.Бузніков, 1971). Регуляторний вплив донервних трансмиттеров на біосинтез білків здійснюється за безпосередньої участі цитоскелета (R.Mileusnic et al., 1982).

  Функціонально активні мембранні трансмітерну рецептори розташовані і на поверхні ооцитів. Вони беруть участь у процесах дозрівання ооцитів, запліднення і тим самим у процесах подальшого зародкового розвитку. Показано, що екзогенний ацетилхолін сприяє викликаному прогестероном дозріванню ооцитів, діючи при цьому через сполучені з хлорними каналами м-холінорецептори клітинної поверхні (N.Dascal et al., 1984), що зникають після запліднення (C.Caratsch et al., 1984). Експериментально показано, що електрофізіологічний відповідь інтактних ооцитів на катехоламіни і серотонін здійснюється при посередництві фолікулярних клітин (K.Kusano et al., 1982), це свідчить про існування "швидких" функціональних зв'язків між фолікулярними клітинами і ооцитом, що також має на увазі участь мембранних рецепторів. Поєднані з трансмітерну рецепторами електро-і хемовозбудімие іонні канали виявлені у ооцитів різних хребетних і безхребетних, включаючи людину (C.Baud, 1983; L.Meijer, P.Guerrier, 1984).

  Трансмітери беруть участь у регуляції загального білкового синтезу ооцитів і перебудови цитоскелету, яка відбувається під час поділів дозрівання. Функціонально активні трансмітери присутні у зростаючих ооцитів (CBGundersen, R.Miledi, 1983), а не тільки у ооцитів, що досягли остаточного розміру. Існують дані про участь вторинних месенджерів у реалізації впливу нейрофармакологічні препаратів, потенційних антагоністів трансмиттеров, на процеси дозрівання ооцитів (TGHollinger, IMAlvarez, 1984).

  При обговоренні питання про функціональне значення трансмітерну рецепторів, локалізованих на клітинній поверхні ооцитів, доречно згадати гіпотезу H.Numanoi (1953), згідно якої ацетилхолін бере участь у запуску потенціалу дії при заплідненні. Вважають (Г.А.Бузніков, 1987), що цей ефект ендогенного ацетилхоліну здійснюється при посередництві мембранних холинорецепторов ооцитів. Так званий потенціал запліднення виявлений і описаний у найрізноманітніших тварин: від кишковопорожнинних до ссавців (B.Dale et al., 1983; MEBarish, 1984; ін.) Він грає головну роль у здійсненні "швидкого блоку" поліспермії, тобто важливий для забезпечення нормального моноспермное запліднення (LAJaffe, 1983; H.Schuel, 1984). Вважають (Г.А.Бузніков, 1987), що у всіх тварин потенціал запліднення здійснюється за участю трансмітерну рецепторів.

  За останні роки з'явилося багато повідомлень про можливість, ін'еціруя у вихідний ооцит чужорідні мРНК, викликати синтез найрізноманітніших трансмітерну рецепторів (н-холінорецепторів, дофамін-, адрен-, серотонін-і ГАМК-ергіческіх рецепторів) і Електровозбудімость каналів (CBGundersen et al. , 1983; I.Parker et al., 1985). Надзвичайно цікавим у терапевтичній перспективі є той факт, що новосинтезовані на чужорідних матрицях рецептори вбудовуються в мембрану ооцита і вступають у функціональну зв'язок з її іонними каналами. У результаті цього ооцит стає чутливим до таких трансмітерами або фармакологічних препаратів, на які він в нормі не реагує (Г.А.Бузніков, 1987).

  Таким чином, у вихідних ооцитах можуть бути присутніми відразу три групи трансмітерну рецепторів: внутрішньоклітинні, подібні з такими у дробящихся зародків, власні рецептори клітинної поверхні і мембранні рецептори, синтезовані на чужорідних матрицях. Крім того, вводячи в ооцити чужорідні мРНК, можна викликати синтез ензимів, що беруть участь в обміні трансмиттеров, - це викликає різкі зміни рівня власних донервних трансмиттеров або поява нових трансмиттеров, в нормі відсутніх (CBGundersen et al., 1985). Дозрівання ооцитів і запліднення не призводять до зникнення ні своїх (JBGurdon, DAMelton, 1981), ні чужорідних (R.Miledi et al., 1982) матриць з цитоплазми.

  Ацетилхолін виявлений у зародків безпосередньо після запліднення, а також під час перших клітинних поділів (так званих поділів дроблення) і на наступних стадіях донервних ембріогенезу. Показані ритмічні підйоми концентрації цього трансмітера, що збігаються з розподілами дроблення (Г.А.Бузніков, 1967; GABuznikov, 1973). Вдалося не тільки простежити ці підйоми, але й простежити закономірності зміни рівня ацетилхоліну (як і інших трансмиттеров) під час одного з перших клітинних циклів. Такий дробовий аналіз був проведений з середини першого до кінця другого дроблення. Протягом митотического циклу відбуваються два підйому концентрації ацетилхоліну: під час розбіжності хромосом, в анафазе, під час утворення борозни дроблення, в телофазе (GABuznikov et al., 1968; GABuznikov, 1973). Цікаво, що подібні зміни рівня ацетилхоліну під час мітотичного циклу виявлені в культурі інфузорії (WDSullivan, CFCullivan, 1964).

  Донервних трансмітери беруть участь у перебудовах цитоскелета, що відбуваються безпосередньо після запліднення, що приводить до запуску складної динамічної системи щодо швидких процесів, що розігруються в цитоскелет. Ці процеси супроводжуються багаторазовим появою і зникненням компонентів цитоскелета, приводячи до переміщення певних внутрішньоклітинних структур і встановленню полярності зиготи (G.Schatten, 1982). Всі ці циклічні зміни цитоскелету запускаються і регулюються вторинними мессенджерами (цАМФ, цГМФ і Са2 +) (G.Schatten, 1982), рівні яких регулюються донервних трансмітерами не тільки під час перших поділів дроблення, а й під час попереднього цим розподілам періоду розвитку (Г. А.Бузніков, 1987). Про це свідчать дані про період різко підвищеної чутливості зародків до цитостатичних аналогам донервних трансмиттеров, спостережуваному безпосередньо після запліднення (Г.А.Бузніков, 1967).

  На думку Г.А.Бузнікова (1987), ранні функції трансмиттеров цим не вичерпуються. По-перше, існує якась дуже важлива, зовсім необхідна для забезпечення життєздатності ембріональних клітин функція трансмиттеров, придушення якої приводить зародків до загибелі. По-друге, прямо-таки "напрошується" участь трансмиттеров і зв'язаних з ними вторинних месенджерів у процесах, що протікають в перші хвилини після запліднення.

  Г.А.Бузніков (1967) відзначає можливість того, що безпосередньою причиною цито-і ембріотоксичної дії антагоністів донервних трансмиттеров є специфічні порушення енергетичного метаболізму. Існують дані про те, що надактивні аналоги трансмиттеров роблять на ранніх зародків сильне цитотоксичну дію. Автор вважає, що донервних трансмітери необхідні для підтримки нормального функціонально активного стану клітинних мембран ембріональних клітин, і що специфічну дію антагоністів трансмиттеров може призводити до таких пошкоджень мембран, коли клітини зародків стають нежиттєздатними. Крім того, цитотоксичну дію детергентів, тобто речовин, завідомо ушкоджують клітинні мембрани, за цілою низкою ознак подібно з відповідними ефектами аналогів донервних трансмиттеров (Г.А.Бузніков та ін, 1971). Для ряду нейрофармакологічні препаратів з цитотоксичною дією на ранніх зародків показана їх здатність взаємодіяти in vivo з мембранними ліпідами і, пошкоджуючи мембрани, робити різні клітини нежиттєздатними (D.Zilberstein, DMDwyer, 1984). Безпосередньою причиною загибелі ранніх зародків, мембрани яких пошкоджені аналогами донервних трансмиттеров, вважають надмірні підйом або спад внутрішньоклітинного рівня Са2 +.

  У тварин з регуляційних типом розвитку під час гаструляції розгортається перебудова трансмітерну систем - починається трансмітерну спеціалізація клітин, змінюються умови інактивації трансмиттеров, з'являються трансмітерну рецептори, локалізовані на клітинній поверхні і подібні з відповідними рецепторами диференційованих клітин. Функції трансмітерну систем стають набагато складнішими і різноманітними, ніж під час поділів дроблення. Поряд з ускладненням ранніх функцій донервних трансмиттеров, з'являються і нові функції, пов'язані, зокрема, з регуляцією морфогенетических рухів клітин, із запуском і регуляцією процесів клітинної диференціювання, зі спеціалізованими фізіологічними процесами, наприклад, процесами ембріональної моторики (Г.А.Бузніков, 1987 ).

  Існує багато публікацій, присвячених вивченню ролі вторинних месенджерів у процесах гаструляции, нейруляции та формуванні нирок кінцівок (DJMoran, 1978; WPSmales, DMBiddulph, 1985 та ін.)

  Показано (T.
 Gustafson, 1969), що основна формотворна роль під час гаструляції належить пульсаторного і амебоідним рухам мезенхімальних клітин, зміни ступеня адгезії між клітинами вегетативної ектодерми зародка, а також пульсаторного активності клітин первинної кишки. Весь процес гаструляції розділений на дві фази - G1 і G2. На першій фазі відбувається виселення клітин первинної мезенхіми з вегетативної області зародка в бластоцель і пов'язане з активністю цих клітин початок зростання первинної кишки. На другій фазі завершується формування первинної кишки і встановлюється її контакт, безпосередній або через первинну мезенхіму, з внутрішньою поверхнею ектодермальних клітин. На кінчику первинної кишки утворюється скупчення так званих пігментних клітин, які пізніше входять в контакт з деякими ектодермальна клітинами і індукують їх перетворення на нейрони.

  Показано (Г.А.Бузніков, 1987), що антагоністи серотоніну гальмують або блокують обидві фази гаструляції - G1 і G2. Ці препарати, пригнічуючи гаструляціей, діють не тільки на внутрішньоклітинні рецепторні структури, а й на мембранні серотонінорецептори дефинитивного типу. Нейрофармакологічні препаратами, що гальмують або гнітючими обидві фази гаструляції, є деякі похідні фенотіазину, трициклічні антидепресанти, різні бета-адренолитики та інгібітори моноаміноксидази. Всі ці препарати, крім інгібіторів моноаміноксидази, володіють експериментально показаним вираженим цитостатичних дією, впливаючи на морфогенетические руху клітин шляхом викликання стабільної поляризації мезодермальних клітин і втрати ними здатності до скорочення і руху, а у високих концентраціях - викликаючи повне блокування морфогенетических процесів, т.к. показано, що серотонін бере участь у регуляції нейронної архітектури і зв'язків (B.Stanley et al., 1986).

  T.Gustafson і M.Toneby (1971) показали, що ліпофільні препарати, що можуть діяти як антагоністи ацетилхоліну, гальмують або блокують тільки фазу G2. Ці автори дійшли висновку, що біогенні аміни (серотонін і дофамін) і ацетилхолін є необхідними учасниками процесу гаструляції. При цьому моноаміни необхідні для активації внутрішньоклітинних скорочувальних елементів, відповідальних за інвагінацію первинної кишки на обох фазах гаструляции; ацетилхолін грає аналогічну роль тільки під час фази G2. Роль трансмиттеров в активації внутрішньоклітинних скорочувальних елементів підтверджена прямими прижиттєвими спостереженнями із застосуванням кінозйомки, що показала, що амебоідная і пульсаторного активність клітин, що грає настільки важливу роль в гаструляции, повністю зникає при дії антагоністів трансмиттеров. На думку M.Toneby (1977), трансмітери регулюють морфогенетические руху клітин під час гаструляції, активуючи аденілатциклазу і гуанілатциклазу і тим самим підвищуючи рівні циклічних нуклеотидів. Ці нуклеотиди регулюють процеси збирання-розбирання мікротрубочок, впливаючи на ступінь полімеризації тубуліну. Активними можуть бути власні трансмітери клітин мезенхіми, трансмітери первинної кишки і трансмітери, що надходять до цих кліток з контактуючих з ними клітин ектодерми. Синхронізація рухової активності клітин в різних частинах гаструлірующего зародка може здійснюватися за допомогою транспорту вторинних месенджерів і самих донервних трансмиттеров, здійснюваного через спеціалізовані міжклітинні контакти. Після завершення гаструляції серотонін, що виділяється пігментними клітинами, індукує перетворення деяких клітин війкових поясів в нейрони (T.Gustafson, M.Toneby, 1971).

  Експериментально показано, що серотонін, його антагоністи і блокатори синтезу викликають у зародків серйозні аномалії нейруляции. Їх причиною вважають порушення ролі серотоніну як регулятора скоротних елементів цитоскелета і як речовини, необхідної для утилізації матеріалу желточних гранул (H.Emanuelsson, 1976). Дані про те, що ендогенний ацетилхолін, беручи участь у взаємодії ембріональних клітин, є регулятором їх морфогенетичних переміщень, отримані RAFluck і TMShin (1981). Роль трансмиттеров як регуляторів морфогенетических переміщень в ембріогенезі носить універсальний характер, зберігаючись і тоді, коли вони з донервних стають ненервнимі або навіть нейрональними (Г.А.Бузніков, 1987).

  Функції трансмиттеров під час гаструляції і перших постгаструляціонних стадій не обмежуються регуляцією морфогенетичного переміщення клітин. На цих стадіях розвитку трансмітери починають брати участь у регуляції активності геному (Г.А.Бузніков, 1971; T.Gustafson, M.Toneby, 1971). Відомо, що під час гаструляції все більшого функціональне значення набувають новосинтезовані мРНК, що виражається на початку синтезу багатьох нових білків, у тому числі і білків-трансмітерну рецепторів (EHDavidson et al., 1982). Це функціональне значення ембріональних мРНК реалізується за участю трансмиттеров, синтез яких, у свою чергу, починає регулюватися з боку геному. На догаструляціонних стадіях розвитку синтез цих речовин-регуляторів йде за стабільною програмою, закладеною під час оогенезу і активируемой при заплідненні (T.Gustafson, M.Toneby, 1971). Крім цього, на пізніх стадіях донервних ембріогенезу вони виступають і як регулятори здійснюваного за участю цитоскелету транспорту новосинтезованих мРНК в цитоплазму (Г.А.Бузніков, 1971).

  Безпосередньо після гаструляції у зародків з'являється донервних ембріональна моторика у вигляді ненервной миогенной моторики, обумовленої скороченням неіннервірованних м'язових клітин (M.Durante, 1956). На думку Г.А.Бузнікова (1987), донервних і ненервная ембріональна моторика являє собою універсальне явище. Не менш універсальної є і роль донервних трансмиттеров як локальних гормонів, що беруть участь у запуску і регуляції цієї моторики. Цікавим є той факт, що ряд активностей, побудований для Індолілалкіламіни за величиною їх стимулюючої дії на моторику зародків, повністю збігається з низкою, побудованим на підставі здатності цих речовин надавати судинозвужувальну дію на ізольовані органи дорослих ссавців (Г.А.Бузніков та ін, 1965).

  Таким чином, на певних етапах ембріогенезу донервних трансмітери стають необхідними не тільки для реалізації програми зародкового розвитку, але й для швидких фізіологічних процесів, інтенсивність яких може змінюватися у відповідності із зовнішніми умовами. При цьому трансмітери беруть участь в роботі не тільки ефекторних, а й сенсорного ланки відповідних фізіологічних процесів (Г.А.Бузніков, 1987).

  Трансмітери, присутні в сперматозоїдах, беруть участь у підтримці і регуляції їх рухливості (L.Nelson, 1978).

  Як сказано вище, участь трансмиттеров в регуляції морфогенетических переміщень клітин під час гаструляції і на донервних постгаструляціонних стадіях розвитку здійснюється за посередництві як внутрішньоклітинних рецепторів, так і рецепторів, розташованих на клітинній поверхні. У тих же випадках, коли трансмітери функціонують як локальні гормони ембріональної моторики, вони діють тільки через поверхневі рецептори, які до того ж дуже подібні з рецепторами диференційованих клітин. Це означає, що трансмітери, діючи на ту ж саму клітку, в якій вони синтезовані, або на такі ж сусідні клітини, повинні спочатку вийти в міжклітинний простір або навіть в зовнішнє середовище і подіяти на рецептори клітинної поверхні (Г.А.Бузніков, 1987 ).

  Виникає ситуація на перший погляд парадоксальна - первинні та вторинні месенджери, як і у ранніх зародків, знаходяться в одній і тій же клітині, але функціональної кордоном між ними цього разу виявляється не внутрішньоклітинна, а поверхнева плазматична мембрана. Подібна ситуація, однак, можлива і в разі диференційованих нейронів (F.Hucho, 1982; E.Usdin et al., 1984).

  Фізіологічні механізми дії трансмиттеров - локальних гормонів і відповідних нейротрансмітерів не обов'язково ідентичні. Настільки характерна для класичного синаптического процесу десенсітізація постсинаптичної клітини до нейротрансмітерів може в разі ембріональних моторних клітин повністю відсутні. Це, зокрема, підтверджується відмінностями електрофізіологічних характеристик дії локальних гормонів і нейротрансмітерів на моторні клітини-мішені (GOMackie et al., 1976).

  Водночас роль трансмиттеров як локальних гормонів клітинної моторики може перейти від донервних зародків до дорослих організмам без скільки-небудь істотної перебудови. Цю роль виявили спочатку у пізніх зародків і дорослих тварин (А.Г.Гінецінскій, 1947) і лише потім у зародків більш ранніх стадій розвитку (Г.А.Бузніков, 1967).

  Трансмітери, що викликають і підтримують амебоидное і пульсаторное рух клітин під час гаструляції, теж можуть бути названі локальними гормонами, відповідна функція трансмиттеров зберігається і у дорослих тварин. Про це свідчать дані, отримані при вивченні нейрофармакологічні впливів на рухливість лімфоцитів, фібробластів і т.д. (А. Д. Адо, В.І.Донцов, 1984; D.Bottaro et al., 1985).

  Встановлено, що у постгаструляціонних донервних зародків холін-і моноаминергических трансмітерну системи виявляються в першу чергу в так званих осьових органах (нервової платівці, пізніше перетворюється на нервову трубку, кишці і особливо хорді). Відповідні трансмітери синтезуються в клітинах цих органів, де є необхідні для такого синтезу ензими, або надходять туди з жовтка (MLKirby, 1978), тому що на предгаструляціонних стадіях розвитку немає органел, морфологічно або фізіологічно схожих з синаптическими бульбашками (A.Gerard et al., 1978). Органели, службовці для депонування трансмиттеров з'являються під час гаструляції і на постраструляціонних стадіях донервних ембріогенезу (Г.А.Бузніков, 1987). Цікавий той факт, що концентрації донервних трансмиттеров мають приблизно один і той же порядок у ранніх зародків різних тварин і подібні з концентраціями нейротрансмітерів в більшості тканин дорослих особин (Г.А.Бузніков, 1967; RAFluck, TMShih, 1981).

  Показано, що зони виявлення різних трансмиттеров в клітинах осьових органів не перекриваються, тобто на відміну від більш ранніх стадій розвитку спостерігається чітка трансмітерну специфічність клітин. Водночас характер цієї специфічності змінюється за ході розвитку. Так, переважна більшість клітин нервового гребеня спочатку є холинергическими, хоча багато з них виявляються попередниками ненервних клітин або моноаминергических нейронів, описані і групи клітин з скороминущої катехоламінергічних (N.Le Douarin, 1982; GMJonakait et al., 1985).

  Захоплення екзогенних моноамінів клітинами осьових органів дуже схожий з нейрональногозахоплення (DFNewgreen et al., 1985), але не пов'язаний з якими структурами типу синаптичних бульбашок або моноаминергических гранул, а депонується везикулами, що утворюються при деградації жовтка (A.Gerard et al ., 1978). Ця здатність ненервних клітин осьових органів захоплювати і синтезувати моноаміни втрачається при переході до нейрональная періоду розвитку (JAWallase, 1982).

  Вивчення просторово-временнoго розподілу біогенних амінів в осьових органах вищих хребетних виявило вражаючу (JAWallase, 1982) зв'язок між інтенсивністю гістохімічної реакції на ці аміни (ендогенні або екзогенні) і морфогенетичними переміщеннями клітин. Ця інтенсивність максимальна саме там, де в даний момент розвитку здійснюються найбільш сильні морфогенетические руху (DFNewgreen et al., 1985). Аналогічна кореляція виявляється і в разі холінергічної системи, в тому числі і на більш ранніх стадіях розвитку (A.Miki, 1981). Цікаво, що на постнейруляціонних стадіях розвитку зародка, при утворенні нирок кінцівок появи в них нервових і м'язових структур передують ненервние синтез, рецепція та інактивація ацетилхоліну в клітинах мезенхіми і хондробластов, тобто в найбільш активно переміщаються клітинах (C.Falugi, M.Raineri, 1985).

  Роль осьових органів як донервних трансмітерну центру характерна для хребетних. Саме хордомезодерми хребетних індукує перетворення клітин презумптівного ектодерми в клітини-попередники нейронів (T.Gustafson, 1969; T.Gustafson, M.Toneby, 1971). 
« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
 Інформація, релевантна "Нейротрансмітери в ембріогенезі"
  1.  Загальні положення
      Є певна залежність клінічної картини від стадії онтогенетичного розвитку мозку до часу його поразки. Тому публікації авторів, що розглядають ДЦП з онтофілогенетичну позицій, є особливо цінними, хоча, на жаль, вельми нечисленними. Розвиток дитини, пише Р.П.Нарціссов (1989), періодично призводить до внутрішньо детерминированному нестійкого
  2.  ПЕРВИННА АМЕНОРЕЯ
      Про первинній аменореї говорять в тому випадку, коли у дівчат старше 15 років не було жодної самостійної менструації. Причини первинної аменореї, згідно з результатами дослідження Е.А.Богдановой (1982), представлені в таблиці 6.1. Згідно з даними численних досліджень, практично дві третини випадків первинної аменореї пов'язані з порушеннями внутрішньоутробного розвитку сечостатевої системи
  3.  ОБМІН кальцію, фосфору і кісткової тканини: кальційрегулюючих ГОРМОНИ
      Майкл Ф. Холік, Стефеп М. Крепі, Джої Т. Поттс, молодший (Michael F. Holick, Stephen M. Krone, John T. Potts, Jr.) Структура і метаболізм кісткової тканини (див. гл. 337) Кость - це динамічна тканину, постійно перебудовували протягом життя людини. Кістки скелета добре васкулярізована і отримують приблизно 10% хвилинного об'єму крові. Будова щільною і губчастої кісток
  4.  Трансмітери в регуляції росту нейритів, рухливості конусів зростання і в сінаптогенеза
      Існують специфічні особливості реакцій різних нейронів до зовнішніх факторів, що впливає на експресію цих особливостей, приводячи до дискретним неоднаковим морфологічним характеристикам зв'язків кожної з клітин. На остаточну форму нейрона сильно впливають індивідуальні конуси росту (D.Bray, 1973). Конуси росту різних нейронів за своїми структурними особливостями розрізняються не менше, ніж
  5.  Симпатичні катехоламіни і патологія мозку
      Слід зупинитися на ролі симпатичних катехоламінів у розвитку мозкової патології. Видається, що дисфункція катехоламінергіческіх систем ЦНС (і пов'язані з нею медіаторні дисфункції інших нейротрансмітерні систем мозку) може бути викликана (пояснена) венозною церебральною патологією - утрудненням венозного відтоку з порожнини черепа і / або іншими варіантами венозної дисфункції.
  6.  ЕТІОЛОГІЯ І ПАТОГЕНЕЗ
      остаточно не вивчені. Серед факторів, що сприяють розвитку захворювання виокрем-ляють: - порушення росту ембріона; - гіперпродукція і підвищений дію на міокард катехола-минов (катехоламіни сприяють розвитку гіпертро-фії; - первинне порушення метаболізму міокарда. Нині є чимало фактів, що дозволяють розглядати ГКМП як генетично обумовлене
  7.  ОСНОВНІ ПРОБЛЕМИ ПЕРИНАТОЛОГІЇ
      Перинатологія - це наука про розвиток і функціональному становленні плода та новонародженого в перинатальному періоді. У 1968 році відбувся перший міжнародний конгрес перинатології. Розділи перинатології: 1) перинатальна патологія 2) перинатальна біохімія 3) перинатальна фармакологія 4) перинатальна ендокринологія та ін Проблеми перинатології.
  8.  Плацентарна недостатність І СИНДРОМ ЗАТРИМКИ РОЗВИТКУ ПЛОДА.
      Плацентарна недостатність - це зниження здатності плаценти підтримувати адекватний обмін між організмами матері та плоду. Плацентарна недостатність - це багатопричинне і багатофакторний синдром, при якому порушується транспортна, трофічна, ендокринна, метаболічна та інші найважливіші функції плаценти. В результаті плацентарної недостатності розвиваються:
  9.  МЕДИЧНА ІМУНОЛОГІЯ
      Тема: Імунологія як наука про способи і механізми захисту від генетично чужорідних речовин з метою підтримання гомеостазу організму Виникнення і становлення імунології як науки, етапи формування імунології. Роль вітчизняних та зарубіжних вчених у розвитку імунології, нобелівські лауреати в галузі імунології. Основні напрямки сучасної імунології: клітинна, молекулярна,
  10.  1.1. Регуляція функції репродуктивної системи
      Існування живої матерії забезпечується її відтворенням. Форми відтворення можуть бути різні і визначаються, мабуть, специфікою існування живого. У ході еволюції відбувся відбір форм живих істот і їх відтворення, оптимально відповідають умовам навколишнього середовища. Найбільшого поширення в живому світі отримали дві стратегії розмноження - екстенсивна і інтенсивна.
© medbib.in.ua - Медична Бібліотека