Deila princips: kas tas ir un ko tas saka par neironiem

Deila princips ir vispārējs noteikums kas nosaka, ka neirons atbrīvo vienu un to pašu neirotransmiteru vai neirotransmiteru grupu visos savos sinaptiskajos savienojumos. Bet kas tajā ir patiesība? Vai pašreizējā neirozinātne ir daļēji vai pilnībā atspēkojusi šo principu?

Šajā rakstā mēs izskaidrojam, kas ir Deila princips un kāds ir tā pašreizējais derīgums, no kā sastāv līdzpārraides fenomens un kāds ir tā piemērs.

• Saistīts raksts: "Kas ir neirotransmiteri un kādu funkciju tie veic mūsu smadzenēs?"

Kāds ir Deila princips?

Deila princips jeb Deila likums, kas nosaukts angļu fiziologa Henrija H. Deils, kuram 1936. gadā tika piešķirta Nobela prēmija fizioloģijā un medicīnā par viņa atklājumiem par nervu impulsu pārraidi, konstatē, ka neirons atbrīvo vienu un to pašu neirotransmiteru (vai neirotransmiteru grupu) visos savos sinaptiskajos savienojumos.

Šis princips sākotnēji tika postulēts ar zināmu neskaidrību; Daži zinātnieki, tostarp Džons C. Eklss to interpretēja šādi: "neironi visās sinapsēs atbrīvo vienu un to pašu neirotransmiteru grupu"; savukārt citi sākotnējo apgalvojumu interpretēja šādi: "neironi visās sinapsēs atbrīvo tikai vienu neirotransmiteru."

Kā redzams, likās, ka Deila principam bija divas versijas, kas apgalvoja ko līdzīgu, bet ar niansēm. Tajā laikā bija zināmi tikai divi neirotransmiteri: acetilholīns un norepinefrīns (kas tajā laikā tika uzskatīts par adrenalīnu); un vispār netika apsvērta iespēja, ka neirons vienā sinapsē izdala vairāk nekā vienu.

Rezultātā Deila sākotnējās hipotēzes neskaidrība radīja zināmu neskaidrību par to, ko nozīmē postulētais princips. Īsāk sakot, tas tika nepareizi interpretēts, jo tika uzskatīts, ka tas noliedz iespēju, ka neirons varētu atbrīvot vairāk nekā vienu neirotransmiteru.

Tomēr šobrīd ir bijis iespējams pārbaudīt, vai Deila princips, tas ir, hipotēze, ka neirons visās sinapsēs atbrīvo tikai vienu neirotransmiteru, ir nepatiess. Tā ir izveidota Zinātniskais fakts, ka daudzi neironi atbrīvo vairāk nekā vienu ķīmisko sūtni, parādība, ko sauc par kotransmisiju, par kuru mēs runāsim tālāk.

• Jūs varētu interesēt: "Kas ir sinaptiskā plaisa un kā tā darbojas?"

Koppārraides fenomens

Daudzus gadus zinātnieku aprindās ir bijusi izpratne par neirotransmisijas mehānismiem Deila likumam vai principam, kas, kā mēs esam komentējuši, postulēja, ka jēdziens, ka neirons atbrīvo tikai vienu neirotransmiters. Tomēr, sākot ar 1970. gadiem, parādījās jauni domu virzieni un pētījumi, kas apšaubīja šīs idejas.

Koppārraides jēdzienu 70. gadu vidū sāka lietot, citu zinātnieku vidū arī Džefrijs Bērnstoks.. Šī koncepcija ievieš ideju, ka atsevišķi neironi gan centrālajā nervu sistēmā, gan perifērās, satur un var izdalīt lielu daudzumu un dažādas vielas, kas spēj ietekmēt šūnas mērķis.

Tādējādi līdzpārraide nozīmē dažāda veida neirotransmiteru, neiromodulatoru un vielu izdalīšanās no viena neirona, ļaujot uz postsinaptiskajiem receptoriem iedarboties sarežģītāk un tādējādi radīt sarežģītāku komunikāciju nekā parastā pārraidē.

Šodien mēs zinām, ka pretēji tam, ko apgalvo Deila princips, nav nekas neparasts, ka neironi izdala neirotransmiterus citu vielu pavadībā. (kotransmiteri), piemēram, ATP (enerģijas avots un svarīgs nervu sistēmas neiromediators), slāpekļa oksīds vai neiropeptīdi (sīki olbaltumvielas ātra darbība).

Ir vairāki neironu kotransmisijas piemēri. Simpātiskajā nervu sistēmā ATP tiek atbrīvots kopā ar norepinefrīnu., un abi neirotransmiteri iedarbojas, aktivizējot noteiktus receptorus, kas galu galā tiek ekspresēti gludās muskulatūras šūnās. Tādā veidā ATP piedalās šo muskuļu kontrakcijā.

Parasimpātiskajos nervos mēs varam atrast arī kotransmisijas piemērus. Acetilholīns, vazoaktīvais zarnu polipeptīds (VIP), ATP un slāpekļa oksīds ir līdztransmiteri, ko sintezē un atbrīvo šāda veida nervi. Piemēram, slāpekļa oksīds darbojas kā galvenais starpnieks neirogēnai vazodilatācijai asinsvados. smadzeņu šūnām, savukārt VIP ir būtiska loma neirogēnās vazodilatācijas laikā aizkuņģa dziedzeris.

Kotransmisijas mehānismu izpēte: Aplysia

Kad Deila princips ir pārvarēts, pētījums par kotransmisijas ietekmi uz neironu ķēdes darbību ir detalizēti analizēts bezmugurkaulnieku sistēmās, piemēram, Aplysia sistēmā. Izmantojot elektrofizioloģiskās metodes, ir identificētas un noteiktas kotransmiteru funkcijas fizioloģiski identificētos neironos labi definētās neironu ķēdēs.

Aplysia barošanas ķēde ir sniegusi svarīgu ieskatu par lomu kotransmisijas funkcija un kā kotransmiteri, piemēram, kardioaktīvais peptīds un miomodulīns spēj modulēt muskuļu kontrakcijas ko izraisa cits neirotransmiters, piemēram, acetilholīns, ko izdala motorie neironi muskuļos, kas ir atbildīgi par dzīvnieka ēšanas uzvedības kontroli.

Aplysia var radīt divus antagonistiskus barošanas veidus, proti: norīšanu un norīšanu. CBI-2 interneurona atkārtota stimulēšana aktivizēs centrālo modeļu ģeneratoru barojot vaigu gangliju, lai tādā veidā pakāpeniski ražotu motoriskās gremošanas programmas ēdiens.

Izdalīšanās tiktu aktivizēta, atkārtoti stimulējot barības vada nervu, kas izraisa īslaicīga sinaptiskās transmisijas pastiprināšana starp B20 interneuronu un motoro neironu B8. B20 kā kotransmiteri būtu neirotransmiteri, piemēram, GABA un dopamīns.

Dopamīns šajā gadījumā darbotos kā ātrs ierosinošs raidītājs, iedarbojoties uz 5-HT3 līdzīgu receptoru. Gabai no savas puses nebūtu tiešas ietekmes uz šīm sinapsēm, taču tā varētu pastiprināt dopamīnerģiskās reakcijas, iedarbojoties uz GABA b receptoriem un pēc tam aktivizējot proteīnkināzi c.

Pēdējais ir piemērs, kur "parastais" raidītājs (piemēram, GABA) izraisītu modulējošu efektu, bet "modulējošais" raidītājs (dopamīns) radītu parasto efektu. Šis GABA efekts tiek uzskatīts par kopraidītāja iekšējās modulācijas piemēru, jo tas modulē ķēdi, kurai tas pieder.

Bibliogrāfiskās atsauces:

• Bērnstoks, G. (1976). Vai dažas nervu šūnas atbrīvo vairāk nekā vienu raidītāju? Neuroscience, 1(4), 239-248.
• Osborns, N. Nē. (1979). Vai Deila princips ir spēkā? Trends in Neurosciences, 2, 73-75.
• Strata, P. un Hārvijs, R. (1999). Deila princips. Smadzeņu izpētes biļetens, 50(5-6), 349-350.
• Vilims, F. S., Kropers, E. C., Praisa, D. A., Kupfermans, I. un Veiss, K. R. (1996). Peptīdu kotransmiteru izdalīšanās Aplysia: regulēšana un funkcionālās sekas. Journal of Neuroscience, 16(24), 8105-8114.