Dalen periaate: mitä se on ja mitä se sanoo neuroneista

Dalen periaate on yleinen sääntö jossa todetaan, että neuroni vapauttaa saman välittäjäaineen tai välittäjäaineiden ryhmän kaikissa synaptisissa yhteyksissään. Mutta mikä siinä on totta? Onko nykyinen neurotiede osittain tai kokonaan kumonnut tämän periaatteen?

Tässä artikkelissa selitämme mitä Dale-periaate on ja mikä sen nykyinen pätevyys on, mistä yhteislähetysilmiö koostuu ja esimerkki siitä.

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "Mitä välittäjäaineet ovat ja mitä toimintoa ne suorittavat aivoissamme?"

Mikä on Dalen periaate?

Dalen periaate tai Dalen laki, joka on nimetty englantilaisen fysiologin Henry H. Dale, joka sai Nobelin fysiologian ja lääketieteen palkinnon vuonna 1936 löydöistään hermoimpulssien välittymisestä, toteaa, että neuroni vapauttaa saman välittäjäaineen (tai ryhmän välittäjäaineita) kaikissa synaptisissa yhteyksissään.

Tämä periaate esitettiin alun perin epäselvästi; Jotkut tiedemiehet, mukaan lukien John C. Eccles tulkitsi sen seuraavasti: "neuronit vapauttavat saman ryhmän välittäjäaineita kaikissa synapseissaan"; kun taas toiset tulkitsivat alkuperäisen lausunnon tällä toisella tavalla: "neuronit vapauttavat vain yhden välittäjäaineen kaikissa synapseissaan."

Kuten voidaan nähdä, Dalen periaatteesta näytti olevan kaksi versiota, jotka totesivat jotain samanlaista, mutta vivahtein. Tuolloin tunnettiin vain kaksi välittäjäainetta: asetyylikoliini ja norepinefriini (jonka tuolloin uskottiin olevan adrenaliini); ja mahdollisuutta, että neuroni vapauttaa useamman kuin yhden yhdessä synapsissa, ei otettu lainkaan huomioon.

Tästä seurannut Dalen alkuperäisen hypoteesin epäselvyys johti hämmennykseen siitä, mitä oletettu periaate tarkoitti. Lyhyesti sanottuna se tulkittiin väärin, koska sen katsottiin kieltävän sen mahdollisuuden, että neuroni voisi vapauttaa useamman kuin yhden välittäjäaineen.

Tällä hetkellä on kuitenkin voitu varmistaa, että Dalen periaate, eli hypoteesi, jonka mukaan hermosolu vapauttaa vain yhden välittäjäaineen kaikissa synapseissaan, on väärä. Se on perustettu tieteellinen tosiasia, että monet neuronit vapauttavat useamman kuin yhden kemiallisen lähettimen, ilmiö nimeltä cotransmission, josta puhumme seuraavaksi.

• Saatat olla kiinnostunut: "Mikä on synaptinen aukko ja miten se toimii?"

Yhteislähetyksen ilmiö

Tiedeyhteisön ymmärrys neurotransmissiomekanismeista on ollut monien vuosien ajan kohteena Dalen lakiin tai periaatteeseen, joka, kuten olemme kommentoineet, olettaa, että käsite, että neuroni vapauttaa vain yhden välittäjäaine. Kuitenkin 1970-luvulta lähtien ilmaantui uusia ajatus- ja tutkimuslinjoja, jotka kyseenalaistivat nämä ajatukset.

Yhteislähetyksen käsitettä alkoi käyttää 70-luvun puolivälissä muun muassa Geoffrey Burnstock.. Tämä käsite esittelee ajatuksen siitä, että yksittäiset neuronit sekä keskushermostossa että perifeerisiä, sisältävät ja voivat vapauttaa suuren määrän ja erilaisia ​​aineita, jotka voivat vaikuttaa soluihin tavoite.

Näin ollen yhteislähetys merkitsee erityyppisten välittäjäaineiden, neuromodulaattoreiden ja aineiden vapautuminen yhdestä neuronista, mikä mahdollistaa monimutkaisempien vaikutusten kohdistamisen postsynaptisiin reseptoreihin ja tällä tavalla muodostaen monimutkaisempaa viestintää kuin mitä tapahtuu normaalissa lähetyksessä.

Nykyään tiedämme, että toisin kuin Dalen periaate olettaa, ei ole epätavallista, että neuronit vapauttavat välittäjäaineita muiden aineiden seurassa. (yhteisvälittäjäaineet), kuten ATP (energian lähde ja tärkeä hermoston välittäjäaine), typpioksidi tai neuropeptidit (pienet proteiinit nopea toiminta).

Hermoston yhteistransmissiosta on useita esimerkkejä. Sympaattisessa hermostossa ATP vapautuu yhdessä norepinefriinin kanssa., ja molemmat välittäjäaineet harjoittavat toimintaansa aktivoimalla tiettyjä reseptoreita, jotka päätyvät ilmentymään sileissä lihassoluissa. Tällä tavalla ATP osallistuu näiden lihasten supistumiseen.

Parasympaattisista hermoista voimme myös löytää esimerkkejä yhteistransmissiosta. Asetyylikoliini, vasoaktiivinen suolen polypeptidi (VIP), ATP ja typpioksidi ovat tämän tyyppisten hermojen syntetisoimia ja vapauttamia yhteislähettimiä. Esimerkiksi typpioksidi toimii pääasiallisena neurogeenisen verisuonten laajenemisen välittäjänä verisuonissa. aivosoluissa, kun taas VIP: llä on olennainen rooli neurogeenisen verisuonten laajenemisen aikana haima.

Kotransmissiomekanismien tutkiminen: Aplysia

Kun Dalen periaate on voitettu, tutkitaan yhteistransmission vaikutusta hermosolupiirin toimintaan on analysoitu yksityiskohtaisesti selkärangattomien eläinten järjestelmissä, kuten Aplysia. Sähköfysiologisten tekniikoiden avulla on tunnistettu ja määritetty fysiologisesti identifioitujen hermosolujen yhteistransmitterien toiminnot tarkasti määritellyissä hermosolupiireissä.

Aplysia-ruokintapiiri on antanut tärkeitä näkemyksiä roolista yhteistransmission toiminta ja miten rinnakkaislähettimet, kuten kardioaktiivinen peptidi ja myomoduliini pystyvät moduloimaan lihasten supistuksia herättää toinen välittäjäaine, kuten asetyylikoliini, jota vapauttavat motoriset neuronit lihaksissa, jotka ovat vastuussa eläimen syömiskäyttäytymisen hallinnasta.

Aplysia voi synnyttää kaksi antagonistista ruokintakäyttäytymistä, nimittäin: nieleminen ja syöminen. CBI-2-interneuronin toistuva stimulaatio aktivoiisi keskuskuviogeneraattorin ruokinta bukkaalisessa gangliossa tuottaakseen tällä tavalla asteittain ruuansulatuksen motorisia ohjelmia ruokaa.

Egestion aktivoituu ruokatorven hermon toistuvalla stimulaatiolla, mikä saa aikaan lyhytaikainen synaptisen transmission tehostaminen B20-interneuronin ja motorisen neuronin välillä B8. B20:lla olisi välittäjäaineina välittäjäaineita, kuten GABA ja dopamiini.

Dopamiini toimisi tässä tapauksessa nopeana kiihottimena, saattamalla vaikutuksen 5-HT3:n kaltaiseen reseptoriin. Gaba ei puolestaan ​​vaikuttaisi suoraan näihin synapseihin, mutta se voisi tehostaa dopaminergisiä vasteita vaikuttamalla GABA b-reseptoriin ja aktivoimalla sen jälkeen proteiinikinaasia c.

Jälkimmäinen on esimerkki, jossa "perinteinen" lähetin (kuten GABA) herättäisi moduloivan vaikutuksen, ja "moduloiva" lähetin (dopamiini) saa aikaan tavanomaisen vaikutuksen. Tätä GABA: n vaikutusta pidetään esimerkkinä rinnakkaislähettimen sisäisestä modulaatiosta, koska se moduloi piiriä, johon se kuuluu.

Bibliografiset viittaukset:

• Burnstock, G. (1976). Vapauttavatko jotkut hermosolut useamman kuin yhden lähettimen? Neuroscience, 1(4), 239-248.
• Osborne, N. ei. (1979). Onko Dalen periaate pätevä? Trends in Neurosciences, 2, 73-75.
• Strata, P., & Harvey, R. (1999). Dalen periaate. Aivotutkimustiedote, 50(5-6), 349-350.
• Vilim, F. S., Cropper, E. C., Price, D. A., Kupfermann, I., & Weiss, K. R. (1996). Peptidivälittäjäaineiden vapautuminen Aplysiassa: säätely ja toiminnalliset vaikutukset. Journal of Neuroscience, 16(24), 8105-8114.