Глутаматные внесинаптические рецепторы ионотропные
Необходимо отметить, что подавляющее большинство ионотропных глутаматергических рецепторов может быть обнаружено вне области постсинаптического уплотнения. Например, N-метил-D-аспартатные ( NMDA рецепторы ), могут перемещаться из синапса во внесинаптическую мембрану и обратно [ Tovar ea 2002 ]. Эти рецепторы имеют высокую аффинность к эндогенному агонисту и связывают глутамат в более низких концентрациях, чем AMPA-рецепторы [ Patneau ea 1990 ]. Таким образом, они являются идеальным кандидатом на роль приемников в диффузной нейропередаче. В частности, была продемонстрирована модуляторная роль внесинаптических NMDA рецепторов [ Clark ea 2002 , Hardingham ea 2002 ].
AMPA рецепторы также обладают латеральной подвижностью [ Sheng ea 2002 ].
Этот процесс регулируется пальмитилированием белка постсинаптического уплотнения PSD95 , который удерживает этот тип ионотропных глутаматергических рецепторов в синапсе [ El-Husseini ea 2002 ].
Было показано, что AMPA-рецепторы могут активироваться за счет внесинаптической диффузии глутамата в мозжечке , но роль этих рецепторов в качестве приемников диффузного сигнала в гиппокампе неизвестна [ DiGregorio ea 2002 ]. Вероятно, это связано с низкой аффинностью AMPA-рецепторов к эндогенному агонисту [ Patneau ea 1990 ]. В этой ситуации перемещение AMPA-рецепторов в гиппокампе из синапса и обратно скорее играет роль в регуляции синаптической передачи, чем в формировании функционального пула внесинаптических рецепторов [ El-Husseini ea 2002 ].
Каинатные рецепторы являются одним из наиболее исследованных к настоящему времени типов внесинаптических ионотропных рецепторов глутамата [ Kullmann ea 2001 ]. Биофизические свойства рекомбинантных каинатных рецепторов во многом похожи на свойства AMPA рецепторов : они быстро активируются и десенситизируются, имеют сходную проводимость одиночного канала и проницаемость для Ca2+ [ Bowie ea 1995 ]. Каинатные рецепторы опосредуют медленные возбуждающие постсинаптические токи ( ВПСТ ) в синапсах мшистых волокон [ Castillo ea 1997 , Cossart ea 2002 , Vignes ea 1997 ] и в некоторых (но не во всех) гиппокампальных интернейронах [ Cossart ea 2002 , Cossart ea 1998 , Frerking ea 1998 ]. То, что каинатные ВПСТ имеют столь медленную кинетику, небольшую амплитуду и требуют, как правило, высокочастотной стимуляции, чтобы быть замеченными [ Castillo ea 1997 , Cossart ea 1998 , Frerking ea 1998 , Vignes ea 1997 ], ставит под сомнение значительность их роли в синаптической передаче. По всей видимости, функциональное значение этих рецепторов связано с их ролью в диффузной нейропередаче. Пресинаптические каинатные рецепторы приводят к деполяризации мшистых волокон [ Kamiya ea 2000 , Schmitz ea 2000 ] и усиливают в них высвобождение глутамата [ Schmitz ea 2001 ]. Эти рецепторы исключительно чувствительны к агонисту, поскольку гетеросинаптическая деполяризация мшистых волокон возникает в ответ на высвобождение глутамата со сравнительно удаленных сайтов [ Schmitz ea 2000 ]. Сходные данные о роли аксональных деполяризующих каинатных рецепторов были получены для гиппокампальных интернейронов [ Semyanov ea 2001 ]. Кроме того, пресинаптические каинатные рецепторы в этих клетках способны увеличивать высвобождение ГАМК [ Cossart ea 2001 ].
С другой стороны, агонисты каинатных рецепторов подавляют ГАМКергическое торможение в пирамидных клетках гиппокампа [ Fisher ea 1984 , Rodriguez-Moreno ea 1997 ]. Остается неясным, в какой степени этот эффект может быть объяснен прямой активацией каинатных рецепторов [ Rodriguez-Moreno ea 1998 , Rodriguez-Moreno ea 2000 ]. Поскольку каинат деполяризует интернейроны, они начинают спонтанно разряжаться [ Cossart ea 1998 , Frerking ea 1998 , Semyanov ea 2001 ]. Это приводят к повышению внеклеточной концентрации ГАМК, которая уже вторично приводит к снижению эффективности ГАМКергического торможения пирамидных клеток [ Frerking ea 1999 ].
Таким образом, возникает вопрос, касающийся физиологической роли взаимодействия диффузных систем нейропередачи, что будет ниже рассмотрено более подробно.
Смотрите также:
