Принцип Дейла: что это такое и что он говорит о нейронах

Принцип Дейла является общим правилом в котором говорится, что нейрон высвобождает один и тот же нейромедиатор или группу нейротрансмиттеров во всех своих синаптических связях. Но что в этом истинного? Разве современная неврология частично или полностью опровергла этот принцип?

В этой статье мы объясняем, что такое принцип Дейла и какова его актуальность в настоящее время, из чего состоит феномен котрансмиссии и приведем его пример.

• Статья по теме: "Что такое нейротрансмиттеры и какую функцию они выполняют в нашем мозгу?"

В чем заключается принцип Дейла?

Принцип Дейла или закон Дейла, названный в честь английского физиолога Генри Г. Дейл, получивший в 1936 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине за свои открытия в области передачи нервных импульсов, устанавливает, что нейрон высвобождает один и тот же нейротрансмиттер (или группу нейротрансмиттеров) во всех своих синаптических связях..

Первоначально этот принцип постулировался с некоторой двусмысленностью; Некоторые ученые, в том числе Джон С. Экклз, интерпретировал это следующим образом: «нейроны выделяют одну и ту же группу нейротрансмиттеров во всех своих синапсах»; в то время как другие интерпретировали исходное утверждение по-другому: «нейроны выделяют только один нейротрансмиттер во всех своих синапсах».

Как видно, существовало две версии принципа Дейла, которые утверждали что-то похожее, но с нюансами. В то время были известны только два нейротрансмиттера: ацетилхолин и норадреналин (который в то время считался адреналином); а возможность того, что нейрон высвобождает более одного в одном синапсе, вообще не рассматривалась.

Возникшая в результате двусмысленность первоначальной гипотезы Дейла привела к некоторой путанице в отношении того, что означает постулируемый принцип. Короче говоря, это было неправильно истолковано, поскольку считалось, что отрицается возможность того, что нейрон может выделять более одного нейротрансмиттера.

Однако в настоящее время удалось проверить, что принцип Дейла, т. е. гипотеза о том, что нейрон выделяет только один нейромедиатор во всех своих синапсах, неверен. Установлено научный факт, что многие нейроны выделяют более одного химического мессенджера, явление, называемое котрансмиссией, о котором мы поговорим далее.

• Вам может быть интересно: "Что такое синаптическая щель и как она работает?"

Феномен котрансмиссии

В течение многих лет понимание научным сообществом механизмов нейротрансмиссии подвергалось сомнению. закону или принципу Дейла, который, как мы отмечали, постулировал, что представление о том, что нейрон высвобождает только один нейротрансмиттер. Однако, начиная с 1970-х годов, появились новые направления мысли и исследования, которые поставили эти идеи под сомнение.

Концепцию котрансмиссии начал использовать в середине 70-х, среди прочих ученых, Джеффри Бернсток.. Эта концепция вводит представление о том, что отдельные нейроны как в центральной нервной системе, так и в периферические, содержат и могут выделять большое количество и разнообразие веществ, способных воздействовать на клетки цель.

Таким образом, котрансмиссия подразумевает высвобождение различных типов нейротрансмиттеров, нейромодуляторов и веществ из одного нейрона, позволяя оказывать более сложные эффекты на постсинаптические рецепторы и, таким образом, создавая более сложную коммуникацию, чем та, которая происходит при нормальной передаче.

Сегодня мы знаем, что, вопреки тому, что постулировал принцип Дейла, нейроны нередко выделяют нейротрансмиттеры в компании с другими веществами. (котрансмиттеры), такие как АТФ (источник энергии и важный нейротрансмиттер нервной системы), оксид азота или нейропептиды (крошечные белки быстрое действие).

Есть несколько примеров нейронной котрансмиссии. В симпатической нервной системе АТФ высвобождается совместно с норадреналином., и оба нейротрансмиттера проявляют свое действие, активируя определенные рецепторы, которые в конечном итоге экспрессируются в гладкомышечных клетках. Таким образом, АТФ участвует в сокращении этих мышц.

В парасимпатических нервах мы также можем найти примеры котрансмиссии. Ацетилхолин, вазоактивный интестинальный полипептид (ВИП), АТФ и оксид азота являются котрансмиттерами, синтезируемыми и высвобождаемыми нервами этого типа. Например, оксид азота действует как основной медиатор нейрогенной вазодилатации в сосудах. клетки головного мозга, в то время как VIP играет существенную роль во время нейрогенной вазодилатации в поджелудочная железа.

Изучение механизмов котрансмиссии: аплизия

Как только принцип Дейла будет преодолен, изучение влияния котрансмиссии на активность нейронной цепи был подробно проанализирован в системах беспозвоночных животных, таких как Aplysia. С помощью электрофизиологических методов были идентифицированы и определены функции котрансмиттеров в физиологически идентифицированных нейронах в четко определенных нейронных цепях.

Цепь питания аплизии предоставила важную информацию о роли функцию котрансмиссии и как котрансмиттеры, такие как кардиоактивный пептид и миомодулин способны модулировать мышечные сокращения вызывается другим нейротрансмиттером, таким как ацетилхолин, который высвобождается моторными нейронами мышц, ответственных за контроль пищевого поведения животного.

Аплизия может генерировать два антагонистических пищевого поведения, а именно: проглатывание и выпячивание. Повторяющаяся стимуляция интернейрона CBI-2 активирует центральный генератор паттернов питание в щечном ганглии, чтобы, таким образом, постепенно производить двигательные программы пищеварения. еда.

Эгестия активируется повторяющейся стимуляцией пищеводного нерва, что вызывает кратковременная потенциация синаптической передачи между интернейроном В20 и двигательным нейроном Б8. B20 будет иметь нейротрансмиттеры, такие как ГАМК и дофамин, в качестве котрансмиттеров.

Дофамин в этом случае будет действовать как быстрый возбуждающий передатчик., оказывая действие на рецептор, подобное 5-HT3. Гамба, со своей стороны, не оказывает прямого действия на эти синапсы, но может потенцировать их. дофаминергические реакции, воздействуя на рецептор ГАМК b и впоследствии активируя протеинкиназу в.

Последнее является примером, когда «обычный» передатчик (такой как ГАМК) вызывает модулирующий эффект, а «модулирующий» передатчик (дофамин) оказывает обычный эффект. Этот эффект ГАМК считается примером внутренней модуляции котрансмиттером, поскольку он модулирует цепь, к которой принадлежит.

Библиографические ссылки:

• Бернсток, Г. (1976). Выделяют ли некоторые нервные клетки более одного медиатора? Неврология, 1(4), 239-248.
• Осборн, Н. нет. (1979). Верен ли принцип Дейла? Тенденции в неврологии, 2, 73-75.
• Страта, П., и Харви, Р. (1999). Принцип Дейла. Бюллетень исследований мозга, 50(5-6), 349-350.
• Вилим, Ф. С., Кроппер Э. С., Прайс, Д. А., Купферманн И. и Вайс К. Р. (1996). Высвобождение пептидных котрансмиттеров у аплизии: регулирование и функциональные последствия. Журнал неврологии, 16 (24), 8105-8114.