Принято считать, что главное в мозге — это нейроны. Сейчас это мнение активно оспаривается, потому что учёные начали понимать, что роль глиальных клеток неоправданно принижалась. Но даже если придерживаться первоначальной гипотезы, то стоит уточнить: главное — не нейроны, а связи между ними. Сегодня в рубрике «10 фактов» мы предлагаем вам подборку интересных фактов о местах соединения нейронов: синапсах.
Схема работы химического синапса
1. Термин «синапс» ввел в научный оборот Чарльз Шеррингтон. Правда, сам Шеррингтон утверждал, что ему это слово подсказал Майкл Фостер — ученик Томаса Гексли, физиолог, хирург и ботаник.
Майкл Фостер
2. Слово «синапс» — греческого происхождения. σύναψις – от греческого συνάπτειν – «соединение». Кстати, именно с учетом перевода, синапс и коннектом — родственные слова.
3. Долгое время шла дискуссия, передаётся ли импульс между синапсами химическим или электрическим путём. Казалось, после открытий сэра Генри Дейла и Отто Лёви, вопрос решился в пользу химических сигналов, и вся нейробиология занялась изучением нейромедиаторов. Однако сейчас известны и химические, и электрические и смешанные синапсы – но химические, конечно, преобладают.
сэр Генри Дейл
4. Внутри синапса сигнал передаётся при помощи нейромедиаторов, которые транспортируются в особых пузырьках — везикулах. За исследование этого процесса германский нейробиолог Томас Зюдхоф получил в 2013 году нобелевскую премию по физиологии или медицине (совместно с Джеймсом Романом и Рэнди Шекманом, тоже изучавшим везикулярный транспорт).
Томас Зюдхоф
5. Всего за открытие и изучение синаптической передачи прямо или косвенно было присуждено шесть нобелевских премий по физиологии или медицине. В 1906 году премию «В знак признания трудов о строении нервной системы» премию получили Саньяго Рамон-и-Кахаль и Камилло Гольджи. В 1932 году — Чарльз Шеррингтон и Дуглас Эдриан — «За открытия, касающиеся функций нейронов». В 1936 году — Генри Дейл и Отто Лёви, «За открытия, связанные с химической передачей нервных импульсов». В 1970 году — Бернард Кац, Ульф фон Эйлер и Джулиус Аксельрод — «За открытия, касающиеся гуморальных передатчиков в нервных окончаниях и механизмов их хранения, выделения и инактивации». В 2000 году — Арвид Карлссон, Пол Грингард и Эрик Кандель — «За открытия, связанные с передачей сигналов в нервной системе», и в 2013 году уже упоминавшийся Томас Зюдхоф.
Чарльз Шеррингтон
6. Один из механизмов высвобождения нейромедиаторов из везикулы в синапсах называется «целуй и беги». В этом случае везикула соединяется с мембраной, и из неё в синаптическую щель выходят небольшие молекулы, а крупные остаются в везикуле.
7. Слишком большое количество синапсов может быть пагубным для организма. Так, в недавнем исследовании, которое провели нейробиологи из Хьюстона, показывается, что мутация в одном из генов приводит к тому, что мозг не может избавиться от избытка синапсов и вызывает возникновения синдрома ломкой Х-хромосомы, разновидности аутизма.
8. Во время естественного развития организма в мозге образуются «неправильные» и слабые синапсы. Такой «брак» маркируется особым белком C1q, и «поедается» микроглией. Судя по всему, нарушение в работе именно этого механизма приводит к возникновению болезни Альцгеймера.
9. Любопытно, но если слишком много синапсов может привести к аутизму, то формирование новых синапсов под действием особого нейропептида может защитить мозг от шизофрении. Речь идёт о загадочном белке коллаген XIX, который входит в состав внеклеточного матрикса.
10. Важную роль синапсы играют и в крионике — науке, пытающейся сохранить мозг человека после смерти. Не так давно группа ученых и инженеров из компании 21st Century Medicine впервые сумела разморозить мозг млекопитающего после криоконсервации, сохранив в нем нейронные связи.
Размороженный гиппокамп кролика с сохранёнными синапсами
Алексей Паевский