Далеов принцип: шта је то и шта говори о неуронима

Далеов принцип је опште правило који каже да неурон ослобађа исти неуротрансмитер или групу неуротрансмитера на свим својим синаптичким везама. Али шта је истина о томе? Да ли је тренутна неуронаука, делимично или потпуно, оповргла овај принцип?

У овом чланку објашњавамо шта је Дејлов принцип и каква је његова тренутна важност, од чега се састоји феномен котрансмисије и пример тога.

• Повезани чланак: "Шта су неуротрансмитери и коју функцију обављају у нашем мозгу?"

Шта је Далеов принцип?

Далеов принцип или Далеов закон, назван по енглеском физиологу Хенрију Х. Дале, награђен Нобеловом наградом за физиологију и медицину 1936. за своја открића о преносу нервних импулса, утврђује да неурон ослобађа исти неуротрансмитер (или групу неуротрансмитера) на свим својим синаптичким везама.

Овај принцип је у почетку био постављен са извесном двосмисленошћу; Неки научници, укључујући Џона Ц. Еклес, то је протумачио на следећи начин: „неурони ослобађају исту групу неуротрансмитера у свим својим синапсама“; док су други оригиналну изјаву тумачили на други начин: „неурони ослобађају само један неуротрансмитер у свим својим синапсама“.

Као што се може видети, чинило се да постоје две верзије Дејловог принципа које су говориле нешто слично, али са нијансама. У то време била су позната само два неуротрансмитера: ацетилхолин анд тхе норепинефрин (за који се у то време веровало да је адреналин); а могућност да неурон ослободи више од једног у једној синапси уопште није разматрана.

Настала двосмисленост Далеове оригиналне хипотезе довела је до одређене забуне о томе шта је постулирани принцип значио. Укратко, погрешно је протумачено јер се сматрало да пориче могућност да неурон може ослободити више од једног неуротрансмитера.

Међутим, тренутно је могуће потврдити да је Дејлов принцип, односно хипотеза да неурон ослобађа само један неуротрансмитер у свим својим синапсама, лажна. Установљено је научна чињеница да многи неурони ослобађају више од једног хемијског гласника, феномен који се зове котрансмисија, о којој ћемо даље говорити.

• Можда ће вас занимати: "Шта је синаптички јаз и како функционише?"

Феномен котрансмисије

Већ дуги низ година, разумевање механизама неуротрансмисије од стране научне заједнице је подложно Далеовом закону или принципу, који, као што смо коментарисали, постулира да концепт да неурон ослобађа само један неуротрансмитер. Међутим, почевши од 1970-их, појавиле су се нове линије мишљења и истраживања која су довела у питање ове идеје.

Концепт котрансмисије почео је да користи средином 70-их, између осталих научника, Геоффреи Бурнстоцк. Овај концепт уводи идеју да појединачни неурони, како у централном нервном систему, тако и у периферне, садрже и могу ослободити велику количину и разноврсност супстанци које су способне да утичу на ћелије циљ.

Дакле, котрансмисија подразумева ослобађање различитих врста неуротрансмитера, неуромодулатора и супстанци из једног неурона, дозвољавајући сложенијим ефектима да се изврше на постсинаптичке рецепторе и, на тај начин, генеришући сложенију комуникацију од оне која се јавља у нормалном преносу.

Данас знамо да, супротно ономе што постулира Далеов принцип, није необично да неурони ослобађају неуротрансмитере у друштву других супстанци. (котрансмитери), као што су АТП (извор енергије и важан неуротрансмитер нервног система), азот оксид или неуропептиди (сићушни протеини брзо деловање).

Постоји неколико примера неуронске котрансмисије. У симпатичком нервном систему, АТП се истовремено ослобађа са норепинефрином., а оба неуротрансмитера врше своје дејство активирањем одређених рецептора, који се на крају експримирају у ћелијама глатких мишића. На тај начин АТП учествује у контракцији ових мишића.

У парасимпатичким нервима такође можемо наћи примере котрансмисије. Ацетилхолин, вазоактивни интестинални полипептид (ВИП), АТП и азот оксид су котрансмитери које синтетише и ослобађа овај тип нерва. На пример, азот оксид делује као главни посредник неурогене вазодилатације у крвним судовима. мождане ћелије, док ВИП има суштинску улогу током неурогене вазодилатације у панкреаса.

Проучавање механизама котрансмисије: Аплизија

Када је Далеов принцип превазиђен, проучавање утицаја котрансмисије на активност неуронског кола је детаљно анализиран у системима бескичмењака, као што је Аплисиа. Коришћењем електрофизиолошких техника идентификоване су и одређене функције котрансмитера у физиолошки идентификованим неуронима у добро дефинисаним неуронским круговима.

Аплисиа коло за храњење пружило је важан увид у улогу функцију котрансмисије и како котрансмитери као што су кардиоактивни пептид и миомодулин су у стању да модулишу контракције мишића изазвана другим неуротрансмитером као што је ацетилхолин, који ослобађају моторни неурони на мишићима одговорним за контролу понашања животиње у исхрани.

Аплизија може да генерише два антагонистичка понашања храњења, наиме: гутање и гутање. Понављајућа стимулација ЦБИ-2 интернеурона би активирала централни генератор шаблона храњење у букалним ганглијима да би, на овај начин, прогресивно произвело моторичке програме варења храна.

Егестија би се активирала понављаном стимулацијом езофагеалног нерва, што изазива краткорочно потенцирање синаптичке трансмисије између Б20 интернеурона и моторног неурона Б8. Б20 би имао неуротрансмитере као што су ГАБА и допамин као котрансмитере.

Допамин би у овом случају деловао као брзи ексцитаторни предајник, вршењем ефекта на рецептор сличан 5-ХТ3. Габа, са своје стране, не би имала никакав директан утицај на ове синапсе, али би могла да потенцира допаминергички одговори деловањем на ГАБА б рецептор и накнадном активацијом протеин киназе ц.

Ово последње је пример где би "конвенционални" предајник (као што је ГАБА) изазвао модулациони ефекат, а "модулаторни" предајник (допамин) би имао конвенционални ефекат. Овај ефекат ГАБА се сматра примером унутрашње модулације котрансмитера, пошто модулише коло коме припада.

Библиографске референце:

• Бернсток, Г. (1976). Да ли неке нервне ћелије ослобађају више од једног предајника? Неуросциенце, 1(4), 239-248.
• Озборн, Н. не. (1979). Да ли је Дејлов принцип валидан? Трендс ин Неуросциенцес, 2, 73-75.
• Страта, П. и Харвеи, Р. (1999). Далеов принцип. Билтен истраживања мозга, 50(5-6), 349-350.
• Вилим, Ф. С., Кропер, Е. Ц., Прице, Д. А., Купферман, И., и Вајс, К. Р. (1996). Ослобађање пептидних котрансмитера у Аплизији: регулација и функционалне импликације. Јоурнал оф Неуросциенце, 16(24), 8105-8114.