Современные представления о роли кальция в физиологии синапса

Современные представления о роли кальция в физиологии синапса

Кальций (Са2+) является уникальным ионом, контролирующим и регулирующим обширнейший диапазон клеточных процессов, включая транскрипцию генов, работу ионных каналов, нейрональную пластичность, мышечное сокращение и пролиферацию клеток. Для специализированного контроля различных функций распределение Са2+ жестко регулируется в пространстве (микро- и нано-домены) и времени. Ключевая роль Са2+ в синаптической передаче была установлена Катцем и Миледи, доказавшими в 1960-х годах, что Са2+ является триггером выброса нейромедиатора из пресинаптического окончания. В последние годы обнаружены новые функции Са2+ в физиологии синапса, включая формирование нейрональной сети и тонкую регуляцию синаптической передачи. Используя методы флуоресценсии и электрофизиологии, мы обнаружили два независимых пути Са2+-индуцируемой модуляции глицинергический синапсов в срезах мозга млекопитающих: (1) постсинаптическую потенциацию активности глициновых рецепторов, по-видимому, через Са2+-связывающий белок, взаимодействующий с цитоплазматическим доменом рецептора; (2) пресинаптическую модуляцию выброса квантов медиатора, вызываемую эндоканнабиноидами. В ответ на повышение Са2+ эндоканнабиноиды, производные арахидоновой кислоты, синтезируются в постсинаптическом нейроне, ретроградно диффундируют к пресинаптической мембране и взаимодействуют с G-белок-зависимыми каннабиноидными рецепторами. Этот механизм двойной модуляции может играть важную роль в регуляции путей, осуществляемых ингибиторными синапсами. На примере ингибиторных ГАБА- и глицин-эргических синапсов млекопитающих, будет показано каким образом Са2+ (а) модулирует функцию постсинаптических ионных каналов; (б) изменяет число функциональных рецепторов; (в) стимулирует формирование новых синапсов; (г) индуцирует синтез и выделение ретроградных факторов, регулирующих выброс нейромедиатора из пресинаптических окончаний.

Комментарии: