Прежде всего следует определить некоторые основные понятия и исходные позиции. Даже если читатель не разделяет этих определений, он по крайней мере будет знать язык, которым пользуется автор.

Речь будет идти о химических различиях между нейронами, но интересовать нас будут не любые особенности химизма, а лишь те, которые имеют отношение к продукции физиологически-активного начала, выделяемого из аксонных окончаний. Очевидно, что нейрон, секретирующий глутамат, должен отличаться от, скажем, дофаминергического нейрона. Эту сторону химизма физиологи нередко называют «эргичностью», но многими такой термин воспринимается как жаргонизм, хотя окончание «ергический», введенное в 1933 г. Дейлом [142], вошло в литературу прочно. Взамен «эргичности» мы будем пользоваться термином

медиаторная специфичность.

Нужно, однако, учитывать, что и этот термин не вполне удовлетворителен, поскольку рассматриваемая сторона химизма обеспечивает продукцию не только медиаторов, но и нейрогормонов. Следовательно, говоря о медиаторной специфичности, мы вкладываем в понятие «медиатор» расширительный смысл.

В точном смысле под

медиатором

(синонимы: синаптический передатчик, нейтротрансмиттер) понимается, как это принято в литературе, физиологически-активное вещество, которое секретируется из возбужденного эфферентного (эффекторного) нервного окончания и диффундирует к мишени. Предполагается, следовательно, что мишень находится где-то рядом и что она обладает чувствительностью к передатчику, т. е. соответствующими рецепторами. Бывает, однако, и так, что снабжённая рецепторами клеточная мишень находится на значительном удалении от аксонных терминалей. В этом случае их активный агент доносится до мишени кровью (или гемолимфой), и его удобно называть

нейрогормоном.

Итак, действующее начало аксонных терминалей можно классифицировать в зависимости от его химической природы, и тогда мы говорим о медиаторной специфичности нейрона. (Подразумевается, что все аксонные терминали одного нейрона секретируют одно и то же активное начало, — в этом состоит известный принцип Дейла, который за несколько десятилетий своего существования не встретил сколько-нибудь обоснованных возражений). С другой стороны, секретируемые активные агенты можно группировать в зависимости от способа их доставки к месту назначения, и тогда мы делим их на медиаторы и нейрогормоны. Естественно, что в роли медиатора и нейрогормона (и даже просто гормона) может выступать одно и то же вещество, а клетки одной и той же медиаторной специфичности могут оказаться в роли как «обычных» нейронов, образующих синаптические контакты, так и

Медиаторная специфичность нейрона выражается комплексом признаков, определяемых природой самого медиатора.

В клетках разной специфичности неизбежно различны ферментные системы, ведущие синтез медиатора. Так, в нейронах, секретирующих ацетилхолин, высока активность холинацетилазы, чего нет, допустим, в нейронах, секретирующих норадреналин и дофамин. Клетки двух последних типов, хотя и очень близки в ряде отношений, различаются между собой тем, что в первых (норадренергических) имеется фермент дофамин-бета-оксидаза, не нужный вторым (дофаминергическим).

Различны, в зависимости от природы медиатора, и вещества, из которых построены секреторные органеллы цитоплазмы нейронов. Так, в состав секреторных гранул в нервных клетках, выделяющих катехоламины, входят белки хромогранины, а в нейронах, выделяющих физиологически активные октапептиды, — белки нейрофизины.

Различия в химическом составе медиатора и сопутствующих ему макромолекул находят проявление в строении некоторых структур цитоплазмы, в частности, секреторных пузырьков и гранул, которые неодинаковы по своим морфологическим характеристикам в разных нейронах.

Если теперь с точки зрения медиаторной специфичности рассмотреть клеточную популяцию нервной системы млекопитающих, то она представится в виде мозаики, своеобразный рисунок которой может показаться прихотливым.

С одной стороны, не видно закономерной связи между этой мозаикой и функциональной организацией нервной системы. С другой, распределение химически специфичных нейронов не следует за анатомическим членением нервной системы: в одном и том же её отделе нейронный состав, как правило, разнороден.

Нужно добавить, что многие группы нейронов остаются ещё неизученными, принадлежность других к тому или иному химическому типу остается предположительной. Но эти белые пятна довольно быстро заполняются.

Ниже перечислены выявленные к настоящему времени типы нейронов, различающиеся характером секретируемого физиологически активного продукта, и указано, где они располагаются. Из большой литературы вопроса выбраны для ссылок обзорные или наиболее важные работы.

Несмотря на работу большого числа исследователей, выясняющих химическую специфичность различных нервных клеток у млекопитающих животных, полученная к настоящему времени картина далека от полноты. Имеется ещё много нервных клеток, которые скорее всего не относятся ни к одному из перечисленных выше типов. Неясна медиаторная специфичность системы волокон, содержащих особые крупные (750-1600 Å) везикулы, — такие волокна представлены в дорзальном сером веществе спинного мозга [147]. Почти неизвестны синаптические механизмы, действующие в сетчатке: за исключением незначительной группы дофаминергических клеток, сложная нейронная популяция сетчатки остаётся лишь приблизительно охарактеризованной в химическом плане. Если взять такой хорошо изученный нервный центр, как мозжечок, то и здесь обнаруживаются зияющие пустоты: неизвестны медиаторы возбуждающих входов, нет данных о специфическом химизме зернистых клеток, не до конца ясно, все ли тормозные нейроны используют в качестве медиатора гамма-аминомасляную кислоту. Такие белые пятна остаются во всех отделах нервной системы.

В некоторых, пока немногих, случаях кандидатами в медиаторы предложены определённые вещества, и эти предложения экспериментально проверяются. Одним из старейших кандидатов является гистамин. Некоторое время назад казалось, что эта кандидатура окончательно отпала, так как чувствительный гистохимический метод обнаружения гистамина дал возможность убедиться, что гистамин не содержится в какой-либо категории нервных элементов и локализуется только в ненервных клетках. Однако в последнее время появляются данные, говорящие в пользу кандидатуры гистамина [например, 311]. Гораздо больше интереса вызывает «вещество Р» — группа близких соединений пептидной природы. Удалось изолировать несколько форм «вещества Р» и установить строение одной из них, выделенной из гипоталамуса крупного рогатого скота,- это пептид, построенный из 11 аминокислот. «Вещество Р» обладает сильным деполяризующим действием на корковые нейроны — клетки Беца [269] и на спинальные мотонейроны [222а]. Этот факт интересен не только как свидетельство в пользу старых предположений о медиаторной роли «вещества Р» в первичных сензорных нейронах позвоночных [см., например, 242], но и как доказательство того, что крупная пептидная молекула способна выполнять роль синаптического передатчика.

Предложенные кандидаты в медиаторы, однако, слишком немногочисленны, чтобы залатать бреши в знании механизмов передачи. Тем не менее уже сейчас ясно, что таких механизмов много. Мы насчитали около десятка типов нервных клеток, продуцирующих разные медиаторы (ацетилхолин, четыре биогенных амина, три аминокислоты, АТФ или его дериват), ещё столько же типов нейронов занято продукцией гипоталамических нейрогормонов. Этого достаточно, чтобы задаться вопросом о природе и причине клеточного разнообразия.

Задача состоит в том, как сформулировать этот вопрос.