Daleův princip: co to je a co říká o neuronech

Daleův princip je obecným pravidlem který říká, že neuron uvolňuje stejný neurotransmiter nebo skupinu neurotransmiterů ve všech svých synaptických spojeních. Ale co je na tom pravdy? Vyvrátila současná neurověda, částečně nebo úplně, tento princip?

V tomto článku vysvětlujeme, co je Daleův princip a jaká je jeho současná platnost, z čeho se skládá fenomén kotransmise a jeho příklad.

• Související článek: "Co jsou to neurotransmitery a jakou funkci plní v našem mozku?"

Jaký je Daleův princip?

Daleův princip nebo Daleův zákon, pojmenovaný po anglickém fyziologovi Henry H. Dale, oceněný v roce 1936 Nobelovou cenou za fyziologii a medicínu za své poznatky o přenosu nervových vzruchů, prokazuje, že neuron uvolňuje stejný neurotransmiter (nebo skupinu neurotransmiterů) ve všech svých synaptických spojeních.

Tento princip byl zpočátku postulován s určitou dvojznačností; Někteří vědci, včetně Johna C. Eccles, interpretoval to takto: „neurony uvolňují stejnou skupinu neurotransmiterů na všech svých synapsích“; zatímco jiní interpretovali původní tvrzení tímto jiným způsobem: "neurony uvolňují pouze jeden neurotransmiter na všech svých synapsích."

Jak je vidět, zdálo se, že existovaly dvě verze Daleova principu, které tvrdily něco podobného, ​​ale s nuancemi. V té době byly známy pouze dva neurotransmitery: acetylcholin a norepinefrin (který byl v té době považován za adrenalin); a možnost, že neuron uvolní více než jeden na jedné synapsi, nebyla vůbec zvažována.

Výsledná nejednoznačnost Daleovy původní hypotézy vedla k určitému zmatku ohledně toho, co postulovaný princip znamená. Stručně řečeno, bylo to špatně interpretováno, protože se mělo za to, že popírá možnost, že by neuron mohl uvolnit více než jeden neurotransmiter.

V současnosti se však podařilo ověřit, že Daleův princip, tedy hypotéza, že neuron uvolňuje pouze jeden neurotransmiter ve všech svých synapsích, je nepravdivý. Je zavedeno vědecký fakt, že mnoho neuronů uvolňuje více než jednoho chemického posla, fenomén zvaný kotransmise, o kterém si povíme příště.

• Mohlo by vás zajímat: "Co je synaptická mezera a jak funguje?"

Fenomén kotransmise

Po mnoho let bylo podřízeno chápání mechanismů neurotransmise vědecké komunity k Daleovu zákonu nebo principu, který, jak jsme uvedli, postuloval, že koncept, že neuron uvolňuje pouze jeden neurotransmiter. Počínaje 70. lety se však objevily nové myšlenkové a výzkumné směry, které tyto myšlenky zpochybňovaly.

Koncept kotransmise začal v polovině 70. let používat mimo jiné vědce Geoffrey Burnstock. Tento koncept zavádí myšlenku, že jednotlivé neurony, jak v centrálním nervovém systému, tak v periferní, obsahují a mohou uvolňovat velké množství a rozmanitost látek, které jsou schopny ovlivňovat buňky cíl.

Společný přenos tedy znamená uvolňování různých typů neurotransmiterů, neuromodulátorů a látek z jednoho neuronu, což umožňuje vyvíjet složitější účinky na postsynaptické receptory a tímto způsobem generovat složitější komunikaci, než ke které dochází při normálním přenosu.

Dnes víme, že na rozdíl od toho, co předpokládal Daleův princip, není neobvyklé, že neurony uvolňují neurotransmitery ve společnosti jiných látek. (kotransmitery), jako je ATP (zdroj energie a důležitý neurotransmiter nervového systému), oxid dusnatý nebo neuropeptidy (drobné proteiny rychlá akce).

Existuje několik příkladů neurální kotransmise. V sympatickém nervovém systému se ATP uvolňuje společně s norepinefrinem.a oba neurotransmitery uplatňují svůj účinek aktivací určitých receptorů, které se nakonec exprimují v buňkách hladkého svalstva. Tímto způsobem se ATP podílí na kontrakci těchto svalů.

V parasympatických nervech najdeme i příklady kotransmise. Acetylcholin, vazoaktivní střevní polypeptid (VIP), ATP a oxid dusnatý jsou kotransmitery syntetizované a uvolňované tímto typem nervů. Například oxid dusnatý působí jako hlavní mediátor neurogenní vazodilatace v krevních cévách. mozkových buněk, zatímco VIP má zásadní roli během neurogenní vazodilatace v slinivka břišní.

Studium kotransmisních mechanismů: Aplysia

Jakmile byl Daleův princip překonán, studium vlivu kotransmise na aktivitu neuronového okruhu byla podrobně analyzována v systémech bezobratlých živočichů, jako je Aplysia. Pomocí elektrofyziologických technik byly identifikovány a určeny funkce kotransmiterů ve fyziologicky identifikovaných neuronech v dobře definovaných neuronových okruzích.

Napájecí okruh Aplysie poskytl důležité poznatky o této roli funkce kotransmise a jak kotransmitery, jako je kardioaktivní peptid a myomodulin jsou schopny modulovat svalové kontrakce vyvolaný jiným neurotransmiterem, jako je acetylcholin, který je uvolňován motorickými neurony na svalech zodpovědných za kontrolu stravovacího chování zvířete.

Aplysie může generovat dvě antagonistická chování při krmení, a to: požití a požití. Opakovaná stimulace interneuronu CBI-2 by aktivovala centrální generátor vzorů krmení v bukálním ganglionu, aby se tímto způsobem postupně produkovaly motorické programy trávení jídlo.

Egesce by byla aktivována opakovanou stimulací esofageálního nervu, která indukuje a krátkodobá potenciace synaptického přenosu mezi B20 interneuronem a motorickým neuronem B8. B20 by měl jako kotransmitery neurotransmitery, jako je GABA a dopamin.

Dopamin by v tomto případě fungoval jako rychlý excitační přenašečpůsobením na receptor podobný 5-HT3. Gaba ze své strany nebude mít žádný přímý vliv na tyto synapse, ale mohla by potencovat dopaminergní odpovědi působením na receptor GABAb a následně aktivací proteinkinázy C.

Posledně jmenovaný je příkladem, kdy by "konvenční" vysílač (jako je GABA) vyvolal modulační účinek a "modulační" vysílač (dopamin) by vyvíjel konvenční účinek. Tento efekt GABA je považován za příklad vnitřní modulace kotransmiterem, protože moduluje obvod, ke kterému patří.

Bibliografické odkazy:

• Burnstock, G. (1976). Uvolňují některé nervové buňky více než jeden vysílač? Neuroscience, 1(4), 239-248.
• Osborne, N. Ne. (1979). Platí Daleův princip? Trends in Neurosciences, 2, 73-75.
• Strata, P., & Harvey, R. (1999). Daleův princip. Bulletin výzkumu mozku, 50(5-6), 349-350.
• Vilím, F. S., Cropper, E. C., Cena, D. A., Kupfermann, I., & Weiss, K. R. (1996). Uvolňování peptidových kotransmiterů u Aplysie: regulace a funkční důsledky. Journal of Neuroscience, 16(24), 8105-8114.