Немецкие исследователи показали, как осуществляется регуляция силы сигнала, приходящего к нейрону через синапс. Эту работу выполняют два белка, один из которых отвечает за снабжение синапса нейромедиатором — химическим веществом-посредником.

Немецкие нейрофизиологи из берлинской Больницы Шарите раскрыли механизм, который позволяет нейрону разбираться в своих синапсах.

Синапс нейронов головного мозга — это соединение между различными нервными клетками; через него с нейрона на нейрон проходят нервные сигналы. Но стоит только представить, какой объём информации обрабатывается мозгом и какое количество синапсов стоит за этим, как тут же хочется задаться вопросом: как нейрон различает и фильтрует информацию? Ведь он соединён со множеством других нейронов; как тогда он различает, что и через какой синапс ему передаётся?

Рис. 1. Нейронная сеть, 3D-модель (фото Dr. Tanveer).

Учёные давно подозревали, что нейрон по-разному воспринимает сигналы от разных синапсов, что какие-то из них он «слышит» сильнее, какие-то — слабее. А вот как он их различает, оставалось неясным. Исследователям из Германии удалось обнаружить белок эндофилин, который взаимодействует с одним из так называемых везикулярных переносчиков глутамата. Напомним, что глутамат — это один из главных нейромедиаторов, выделение его в синаптическую щель сопровождает передачу сигнала между многими нейронами. В свою очередь, внутри нейрона этот глутамат пребывает в мембранных пузырьках — везикулах. Белок-переносчик накачивает везикулы глутаматом, а потом по нервному сигналу они выбросят нейромедиатор в синапс навстречу другому нейрону.

Для учёных стало некоторым сюрпризом, что при взаимодействии с эндофилином белок-переносчик превращается в белок-регулятор. Так или иначе, за счёт этих белков регулируется уровень нейромедиатора, участвующего в переносе сигнала — а значит, регулируется и сила — «громкость» — связи между нервными клетками. Некоторые неврологические заболевания, в частности эпилепсия, связаны с неспособностью нейрона «разбираться» в поступающей информации, распределять её по важности. Воздействуя на механизм регуляции силы синаптической передачи, можно добиться значительных успехов в терапии таких недугов.

Отчёт об исследовании опубликован в статье:

Matthew C. Weston, Ralf B. Nehring, Sonja M. Wojcik, Christian Rosenmund Interplay between VGLUT Isoforms and Endophilin A1 Regulates Neurotransmitter Release and Short-Term Plasticity. – Neuron. – Volume 69, Issue 6, 1147–1159, 24 March 2011; doi:10.1016/j.neuron.2011.02.002.