Интернейроны содержат рецепторы, обладающие нетипичными фармакологическими свойствами

Обобщая данные проведенных экспериментов можно сказать следующее. Аппликация высокой концентрации пикротоксина (100 μМ) не достаточна, чтобы полностью подавить ГАМКергические токи в интернейронах. В пирамидных клетках эта концентрация пикротоксина полностью блокировала ТПСТ. Пикротоксин-нечувствительный ток в интернейронах мог быть получен как при синаптической стимуляции (ТПСТ), так при генерализованной аппликации или ионтофорезе различных антагонистов, специфично используемых для активации или ГАМК_А, или ГАМК_С рецепторов. Использование антагонистов ГАМК_А и ГАМК_С рецепторов не показало фармакологического различия между этими токами.

 

Рис. 3.1.11 Фармакологический профиль ионотропных ГАМКергических рецепторов, опосредующих пикротоксин-нечувствительные ТПСТ в интернейронах str.radiatum поля СА1 гиппокампа

Схема, иллюстрирующая три различных типа ГАМКергических рецепторов в гиппокампе в зависимости от их фармакологических свойств. ГАМКергические рецепторы в интернейронах str.radiatum поля СА1 гиппокампа, наличие которых показано в данной работе (показаны красным цветом, ГАМК_А/С), совмещают в себе свойства как ГАМК_А (показаны синим), так и ГАМК_С (показаны зеленым) рецепторов. Кроме того, они обладают сниженной чувствительностью к пикротоксину, в отличие от классических ГАМК_А рецепторов и большинства рецепторов группы ГАМК_С.

 

 

Средняя проводимость одиночного канала ГАМКергических рецепторов в интернейронах меньше средней проводимости в пирамидных нейронах. Вероятное объяснение этому заключается в том, что в интернейронах экспрессируется необычная популяция пикротоксин-нечувствительных рецепторов с низкой проводимостью одиночного канала и с фармакологическими свойствами характерными для обоих типов (ГАМК_А и ГАМК_С) рецепторов (Рис. 3.1.11).

Однако, прежде чем сделать это заключение мы рассматривали и другие гипотезы. Мы рассматривали вероятности того, что в интернейронах могут быть ГАМК_А, ГАМК_С или смесь этих типов рецепторов. Однако, эти объяснения оказались неудовлетворительными по следующим причинам:

1. Результаты нельзя объяснить существованием типичных ГАМК_А рецепторов, так как пикротоксин не подавлял ни ТПСТ, ни токи в ответ на ионтофорез ГАМК, CACA или изогувазина, а все известные типы ГАМК_А рецепторов крайне чувствительны к пикротоксину (Macdonald and Kelly 1994; Newland and Cull-Candy 1992). Полученные данные также противоречат предположению о том, что типичные ГАМК_А рецепторы участвуют в токе в ответ на ионтофорез изогувазина, специфического агониста этих рецепторов. Считается, что блокада ГАМК_А токов пикротоксином должна быть активность-зависимой, но мы не наблюдали тенденции снижения остаточного ТПСТ в течение длительных экспериментов. В дополнение ко всему, активация одних только ГАМК_А рецепторов не способна объяснить возникновение тока в ответ на аппликацию 50 μМ CACA.

2. Результаты нельзя также объяснить только наличием типичных ГАМК_С рецепторов. Антагонист этих рецепторов TPMPA в сравнительно высокой концентрации (200 μМ) не подавлял полностью ни пикротоксин нечувствительные ТПСТ, ни ток на ионтофоретическую аппликацию CACA. При этом концентрация TPMPA была приблизительно в 100 раз выше, чем IC₅₀ для ГАМК_С рецепторов (Ragozzino et al. 1996).

3. Наконец, результаты нельзя объяснить смесью ГАМК_А и ГАМК_С рецепторов. Ток вызываемый при аппликации или ионтофорезе CACA потенцировался пентобарбиталом, который не действует на типичные ГАМК_С рецепторы (Barnard et al. 1998; Bormann 2000b; Johnston 1996).

Другие данные также указывают на наличие специфического типа ионотропных ГАМКергических рецепторов в интернейронах. TPMPA, антагонист ГАМК_С рецепторов, значительно снижал пикротоксин нечувствительные токи в ответ на ионтофорез изогувазина, агониста ГАМК_А рецепторов. И наоборот, бикукуллин, антагонист ГАМК_А рецепторов, подавлял ответы на ионтофорез CACA, агониста ГАМК_С рецепторов. К сожалению, эти результаты, взятые по отдельности не достаточно доказательны по следующим причинам. Не смотря на то, что изогувазин был описан, как мощный и селективный агонист ГАМК_А рецепторов (Barnard et al. 1998), он может быть и частичным агонистом ГАМК_С рецепторов с K_d ~ 120 μМ (Chebib et al. 1998). Поскольку концентрация изогувазина, достигаемая при ионтофорезе, неизвестна, мы не можем исключить активацию ГАМК_С рецепторов. Кроме того, концентрация TPMPA была приблизительно 63 % от IC₅₀ для рекомбинантных или нативных ГАМК_А рецепторов (~ 320 μМ) (Jones et al. 2001; Ragozzino et al. 1996). Таким образом, эффект TPMPA на ток вызываемый ионтофорезом изогувазина сам по себе может быть объяснен недостаточной селективностью агониста, антагониста или обоих вместе. Похожая ситуация наблюдается и с ионтофорезом CACA. Если при ионтофорезе достигается очень высокая концентрация агониста, он может активировать ГАМК_А рецепторы, которые не полностью блокированы пикротоксином, что послужит объяснением эффекта на них бикукуллина. Тем не менее, если соотнести эффективность бикукуллина с эффективностью TPMPA, то обнаруживается, что у токов, вызванных изогувазином и у токов, вызванных ионтофорезом CACA, это соотношение примерно одинаково. Это говорит о том, что специфические антагонисты ГАМК_А и ГАМК_С рецепторов одинаково эффективны в подавлении токов вызываемых специфическими агонистами ГАМК_А и ГАМК_С рецепторов. Отсутствие специфичности антагонистов распространяется также на ТПСТ и токи, вызываемые ионтофорезом ГАМК. Они показывают сходную относительную чувствительность к TPMPA/бикукуллину, как и ответы на изогувазин или CACA.

Данные результаты указывают на наличие в гиппокампальных интернейронах ГАМКергических рецепторов с новым фармакологическим профилем (Рис. 3.1.11), которые обладают сниженной чувствительностью к пикротоксину, нечувствительны к золпидему и активируются ГАМК, CACA и изогувазином. В них наблюдается сходная чувствительность к бикукуллину и пентобарбиталу, как в ГАМК_А рецепторах. При этом они, хотя и частично, чувствительны к TPMPA, как ГАМК_С рецепторы.

В целом, ионотропные ГАМКергические рецепторы в интернейронах не гомогенны. В отсутствие пикротоксина они менее чувствительны к TPMPA и, наоборот, более чувствительны к золпидему. Очевидным объяснением данному феномену является наличие в интернейронах как описанного в данной работе подтипа ионотропных ГАМК рецепторов, так и класических ГАМК_А рецепторов.

3.1.10 Нетипичные ГАМКергические рецепторы и традиционные типы рецепторов (ГАМК_А и ГАМК_С)

В отличие от интернейронов, ГАМКергические ТПСТ в пирамидных нейронах практически полностью блокируются при аппликации 100 μМ пикротоксина. Однако, аппликация 50 μМ CACA также вызывает значительный ток в этих клетках. Данный ток, не чувствителен к пентобарбиталу. Эти данные указывают на наличие обычных ГАМК_С рецепторов в пирамидных клетках поля СА1 гиппокампа. Наличие ГАМКергических рецепторов с необычными фармакологическим свойствами в мозге было показано и раньше. Токи, фармакологически сходные с токами, опосредованными ГАМК_С рецепторами, были продемонстрированы в пирамидных нейронах развивающегося гиппокампа (Cherubini et al. 1998; Martina et al. 1995; Strata and Cherubini 1994). В этих клетках бикукуллин не полностью подавлял ГАМКергические ТПСТ. Это указывает на наличие рецепторов, обладающих некоторыми свойствами ГАМК_С. В другом случае, ГАМКергические рецепторы с нетипичными фармакологическими свойствами были найдены в пирамидных нейронах миндалины (Delaney and Sah 1999; Delaney and Sah 2001). Однако, эти рецепторы отличаются от тех, что описаны в данной работе: они нечувствительны к бикукуллину и барбитуратам, а блокируются TPMPA и 1,4-бензодиазепинами. Delaney и Sah (1999, 2001) охарактеризовали эти рецепторы как "ГАМК_С-подобные".

Мы не исключаем существования в гиппокампе ГАМКергических рецепторов имеющих фармакологический профиль ГАМК_С рецепторов. В наших экспериментах низкая концентрация CACA вызывала значительный ток в пирамидных нейронах, который был нечувствителен к пентобарбиталу. Важно заметить, что величина этого, CACA-опосредованного тока, была выше в пирамидных клетках, чем в интернейронах. Этот результат указывает на то, что в пирамидных клетках существует популяция ГАМКергических рецепторов, более напоминающих типичные ГАМК_С рецепторы и, по этой причине, более чувствительных к специфическому агонисту, чем нетипичные рецепторы описанные в интернейронах.

Описание в представленной работе ГАМКергических рецепторов с нетипичными фармакологическими свойствами, общими для ГАМК_А и ГАМК_С, является связующим звеном между филогенетически различными типами рецепторов. Это является предпосылкой для пересмотра или уточнения классификации ГАМКергических рецепторов. Однако, для того чтобы это сделать, необходимо точно определить субъединичный состав фармакологически охарактеризованного рецептора и найти его специфические агонисты и антагонисты.