Механизм долговременной потенциации

Раскрытие каналов НМДА рецепторов приводит к току ионов кальция в постсинаптический нейрон и повышению в нём концентрации кальция. Результатом этого повышения становится активация трёх систем вторичных посредников: кальций-кальмодулин-зависимой протеинкиназы, протеинкиназы С и тирозинкиназы. Это ферменты фосфорилируют белковые молекулы глутаматэргических рецепторов, что способствует сохранению открытого состояния каналов и ДВП. Если на постсинаптической мембране одновременно с НМДА рецепторами имеются метаботропные глутаматэргические рецепторы (чувствительных к квискулату), то происходит ещё и активация фосфолипазы С и связанных с ней вторичных посредников, способствующих поддержанию высокой концентрации кальция в постсинаптическом нейроне. Указанные процессы поддерживают возбуждённое состояние нейрона и обеспечивают кратковременное хранение памяти.

Изменения нейронной активности при ДВП никогда не ограничиваются только постсинаптическими клетками, они поддерживаются вовлечением в этот процесс пресинаптических нейронов, чтобы те продолжили выделять медиатор из своих окончаний. Пресинаптические нейроны вовлекаются в ДВП низкомолекулярными веществами, выделяющимися из постсинаптических клеток и следующих к пресинаптическим нейронам путём диффузии. Подобная активация пресинаптических нейронов называется ретроградной, её обеспечивают низкомолекулярные растворимые вещества, в частности оксиды азота и углерода. Наряду с ними интенсивность секреции медиатора из пресинаптических терминалей модулируют пресинаптические ауторецепторы, относящиеся к НМДА типу.

8.6. Структурные изменения синапсов – основа энграмм памяти

Длительное поддержание ДВП, а, тем более, повторение её в одних и тех же синапсах приводит к их структурной перестройке, относящейся как к постсинаптическим, так и к пресинаптическим нейронам. Такая перестройка начинается с экспрессии генов, определяющих последующий синтез структурных белков, которые включаются в клеточную мембрану и изменяют её состав и свойства. Этот процесс происходит в два этапа, соответствующих активации т.н. ранних и поздних генов (Справка 8.6).

Продолжительная активация генов сопровождается биосинтетическими процессами, приводящими к образованию новых контактов между пресинаптическими и постсинаптическими нейронами. В окончаниях пресинаптических нейронов возрастает количество активных зон, необходимых для выделения медиатора, и появляются дополнительные веточки аксонных терминалей. В свою очередь, на стержнях дендритов постсинаптических нейронов возникают дополнительные шипики, на которых образуют синаптические контакты новые терминали аксонов. В результате увеличивается число синаптических соединений между пресинаптическим и постсинаптическим нейронами, а эффективность синаптического переноса информации повышается на длительное время.

Память не связана с синтезом каких-либо уникальных белков, специфичных для каждого её вида: таких белков не существует. Память зависит не столько от конкретных биохимических процессов, сколько от того, в каких нейронах и синапсах происходят эти процессы, где находятся такие нейроны и синапсы и как они связаны с другими клетками. Если же перестроенные синапсы не активируются на протяжении длительного времени, то происходит естественное разрушение белковых молекул, синтезированных для образования энграмм памяти, и соответственно этому - забывание.

Дата добавления: 2015-07-10