«ИЗВЕСТИЯ ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА». СЕРИЯ «БИОЛОГИЯ. ЭКОЛОГИЯ»
«IZVESTIYA IRKUTSKOGO GOSUDARSTVENNOGO UNIVERSITETA». SERIYA «BIOLOGIYA. ECOLOGIYA»
«THE BULLETIN OF IRKUTSK STATE UNIVERSITY». SERIES «BIOLOGY. ECOLOGY»
ISSN 2073-3372 (Print)

Список выпусков > Серия «Биология. Экология». 2024. Том 48

Основные нервные процессы – возбуждение и торможение как адаптивные реакции (обзор). Сообщение 2. Критика представлений о существовании возбуждающих и тормозных нейромедиаторов. Нейромедиаторные эффекты как клеточные адаптивные реакции

Автор(ы)
С. Э. Мурик
Аннотация

Критически анализируются представления о возбуждении и торможении как об основных нервных процессах, обусловленных деятельностью специфических возбуждающих и тормозных систем. Обсуждаются результаты исследований, демонстрирующие различные типичные реакции клеток нервной системы на нейромедиатор глутамат в разных жизненных условиях (in vivo и in vitro). Предложено рассматривать деятельностные состояния нервных клеток как функцию, производную от текущего адаптационного состояния нейрона и цитотоксичности нейромедиатора.

Об авторах
Мурик Сергей Эдуардович, кандидат биологических наук, доцент, Иркутский государственный университет, Россия, 664003 г. Иркутск, ул. К. Маркса, 1, e-mail: sergey_murik@mail.ru
Ссылка для цитирования
Мурик С. Э. Основные нервные процессы – возбуждение и торможение как адаптивные реакции (обзор). Сообщение 2. Критика представлений о существовании возбуждающих и тормозных нейромедиаторов. Нейромедиаторные эффекты как клеточные адаптивные реакции // Известия Иркутского государственного университета. Серия Биология. Экология. 2024. Т. 48. С. 53–81. https://doi.org/10.26516/2073-3372.2024.48.53
Ключевые слова
нервные процессы, возбуждение, торможение, тормозной постсинаптический потенциал (ТПСП), возбуждающий постсинаптический потенциал (ВПСП), гиперполяризационный постсинаптический потенциал (ГПСП), деполяризационный постсинаптический потенциал (ДПСП), деполяризация, гиперполяризация, мембранный потенциал, адаптационное состояние, функциональное состояние, нейрон.
УДК
612.82(2)(812)+577.3
DOI
https://doi.org/10.26516/2073-3372.2024.48.53
Литература

Анохин П. К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса. М. : Медицина, 1968. 547 с. 

Анохин П. К. Системный анализ интегративной деятельности нейрона // Успехи физиологических наук. 1974. Т. 5, № 2. С. 5–92. 

Анохин П. К. Условное торможение как проблема физиологии. Избранные труды. М. : Наука, 1979. С. 383–416. 

Батуев А. С. Функции двигательного анализатора. Л. : ЛГУ, 1970. 224 с. 

Бреже М. Электрическая активность нервной системы. М. : Мир, 1979. 263 с. 

Введенский Н. Е. Возбуждение, торможение и наркоз. СПб. : Тип. М. М. Стасюлевича, 1901. 110 с. 

Вериго Б. Ф. К вопросу о действии на нерв гальванического тока прерывистого и непрерывного. (Попытка объяснения физиологических явлений электротона). СПб. : Тип. М. М. Стасюлевича, 1888. 338 с. 

Воронин Л. Л., Солнцева Е. И. Следовые эффекты после поляризации отдельных нейронов коры. Внутриклеточное отведение // Журнал высшей нервной деятельности. 1969. № 4. С. 828–838. 

Глутамат вызывает понижение мембранного потенциала митохондрий в культивированных клетках-зернах мозжечка / Н. К. Исаев, Д. Б. Зоров, А. А. Лыжин, Б. И. Ходоров, И. В. Викторов // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1994. № 2. С. 208– 226. 

Гусельников В. И. Электрофизиология головного мозга. М. : Высшая школа, 1976, 422 с. Гусельников В. И., Супин А. Я. Ритмическая активность головного мозга. М. : МГУ, 1968. 253 с. 

Гусельникова К. В., Королев А. М. Сенсорные системы обоняния и вкуса // Физиология сенсорных систем. Л. : Медицина, 1976. С. 276–294. 

Дейч С. Модели нервной системы. М. : Мир, 1970. 325 с. 

Иваницкий А. М., Стрелец В. Б., Корсаков И. А. Информационные процессы мозга и психическая деятельность. М. : Наука, 1984. 201 с. 

Коган А. Б. Электрофизиология. М. : Высшая школа, 1969. 368 с. 

Кондрашова М. Н. К биохимической характеристике парабиотического процесса // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1954. Т. 37. С. 1–40. 

Конорски Ю. Интегративная деятельность мозга. М. : Мир, 1970. 412 с. 

Кулланда К. М. Механизмы генеза и функциональное значение вызванных потенциалов и процессы интеграции на уровне корковых нейронов // Интегративная деятельность нервной системы в норме и патологии. М. : Медицина, 1968. С. 36–79 . 

Кулланда К. М. Вызванные потенциалы и динамика функциональных связей в коре больших полушарий головного мозга : автореф. дис. … д-ра мед. наук, М., 1970. 59 с. 

Ленинджер А. Основы биохимии. Т. 2. М. : Мир, 1985. 731 с. 

Линдеманн М., Сантибанец Х. Некоторые аспекты интеро-экстероцептивного взаимодействия // Биологические анализаторы и поведение. Л. : ЛГУ, 1984. С. 156–165. 

Матюшкин Д. П. Основы электрофизиологии. Л. : Изд-во Ленингр. гос. ун-та, 1984. 103 с. 

Мурик С. Э. О функциональном состоянии нейронов головного мозга // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра СО РАМН. 2003. № 7. С. 51–53. 

Мурик С. Э. Общий нейрональный механизм мотиваций и эмоций. Иркутск : Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2006. 376 с. 

Мурик С. Э. Общая схема адаптации нервных клеток: новый взгляд // Адаптационные стратегии живых систем : материалы междисципл. науч. конф. Киев : Mavis Publ., 2012. С. 82. 

Мурик С. Э. Психология и физиология функциональных состояний человека. Saarbrücken : Lap Lambert Acad. Publ., 2013. 310 с. 

Мурик С. Э. Основные нервные процессы – возбуждение и торможение как адаптивные реакции (обзор). Сообщение 1. Критический анализ эволюции теорий об основных нервных процессах и доказательство зависимости тормозного ответа нейронов от их текущего адаптационного состояния // Известия Иркутского государственного университета. Серия Биология. Экология. 2023. Т. 46. С. 44–75. https://doi.org/10.26516/2073-3372.2023.46.44 

Насонов Д. Н. Местная реакция протоплазмы и распространяющееся возбуждение. Л. : Изд-во АН СССР, 1959. 435 с. 

Насонов Д. Н., Александров В. Я. Реакция живого вещества на внешние воздействия. М.-Л. : Издательство АН СССР, 1940. 252 с. 

О парабиотической природе физиологического электротона / Б. П. Ушаков, М. С. Авербах, И. П. Суздальская, В. П. Трошина, Т. Н. Черепанова // Физиологический журнал СССР. 1953. Т. 34, №2. С. 218–224. 

От нейрона к мозгу / Дж. Г. Николлс, А. Р. Мартин, Б. Дж. Валлас, П. Фукс. М. : URSS, 2022. 684 с. 

Прибрам К. Языки мозга: экспериментальные парадоксы и принципы нейропсихологии. М. : Либроком, 2009. 463 с. 

Ройтбак А. И. Вызванные потенциалы коры больших полушарий // Современные проблемы электрофизиологических исследований нервной системы. М. : Медицина, 1964. С. 164- 219. 

Сентаготаи Я., Арбиб М. Концептуальные модели нервной системы. М. : Мир, 1976. 198 с. 

Сеченов И. М. Рефлексы головного мозга. СПб. : Тип. А. Головачёва, 1866. 186 с. Сеченов И. М. Избранные произведения. М. : Учпедгиз, 1953. 335 с. 

Скребицкий В. Г. Регуляция проведения возбуждения в зрительном анализаторе. М. : Медицина, 1977. 159 с. 

Соколов Е. Н., Вайткявичус Г. Г. Нейроинтеллект: от нейрона к нейрокомпьютеру. М. : Наука, 1989. 238 с. 

Сторожук В. М. Активность нейронов первичной проекционной зоны соматосенсорной коры во время первичного ответа // Журнал высшей нервной деятельности. 1968. Т. 18, № 3. С. 469–477. 

Ходоров Б. И. О кажущихся и истинных изменениях возбудимости нерва на полюсах постоянного тока // Бюлл. экспер. биол. и мед., 1950. Т. 29, № 4. С. 272. 

Ходоров Б. И. Проблема возбудимости. Л. : Медицина, 1969. 301 с. 

Шмидт Р. Межклеточная передача возбуждения // Физиология человека. М. : Мир, 1985. Т. 1. С. 78–106. 

Экклс Дж. Тормозные пути центральной нервной системы. М. : Мир, 1971. 168 с. 

Amzica F., Lopes da Silva F. H. Cellular Substrates of Brain Rhythms // Niedermeyer's Electroencephalography: Basic Principles, Clinical Applications, and Related Fields / eds.: D. L. Schomer, F. H. Lopes da Silva. New York : Oxford Academic, 2017. P. 20–62. https://doi.org/10.1093/med/9780190228484.003.0002 

Andersson S. A. Intracellular postsynaptic potentials in the somatosensory cortex of the cat // Nature. 1965. Vol. 205. P. 297–298. https://doi.org/10.1038/205297a0

Andersson S. A. Localized slow wave activity in the somatosensory cortex // Medicina Experimentalis. 1962. Vol. 6, N 1. P. 21–24. https://doi.org/10.1159/000135128

A Review of Neurotransmitters Sensing Methods for Neuro-Engineering Research / S. D. Niyonambaza, P. Kumar, P. Xing, J. Mathault, P. De Koninck, E. Boisselier, M. Boukadoum, A. Miled // Appl. Sci. 2019. Vol. 9, Is. 21. 4719. https://doi.org/10.3390/app9214719

Araki T., Ito M., Oshima T. Potential changes produced by application of current steps in motoneurones // Nature. 1961. Vol. 191. P. 1104-1105. https://doi.org/10.1038/1911104a0 

Brandstätter J. H., Koulen P., Wässle H. Diversity of glutamate receptors in the mammalian retina // Vision Research. 1998. Vol. 38, N 10. P. 1385–1397. https://doi.org/10.1016/s0042- 6989(97)00176-4

Bremer F. Cerebral and cerebellar potentials // Physiol. Rev. 1958. Vol. 38, N. 3. P. 357– 388. https://doi.org/10.1152/physrev.1958.38.3.357 

Calambos R. Neural mechanisms of audition // Physiol. Rev. 1954. Vol. 34, Is. 3. P. 497–528. https://doi.org/10.1152/physrev.1954.34.3.497

Coombs J. S., Curtis D. R., Eccles J. C. The electrical constants of the motoneurone membrane // J. Physiol. 1959. Vol. 145, N 3. P. 505–528. https://doi.org/10.1113/jphysiol.1959.sp006158 

Cortical GABAergic excitation contributes to epileptic activities around human glioma / J. Pallud, M. Le Van Quyen, F. Bielle, Ch. Pellegrino, P. Varlet, M. Labussiere, N. Cresto, M.-J. Dieme, M. Baulac, Ch. Duyckaerts, N. Kourdougli, G. Chazal, B. Devaux, C. Rivera, R. Miles, L Capelle, G. Huberfeld1 // Sci. Transl. Med. 2014. Vol. 6, N 244. P. 244–259. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.3008065 

Crawford J. M., Curtis D. R. The excitation and depression of mammalian cortical neurons by amino acids // Brit. J. Pharmacol. 1964. Vol. 23. P. 313–329. https://doi.org/10.1111/j.1476- 5381.1964.tb01589.x 

Creutzfeldt O. D. The general physiology of the cortex // Proc. Int. Union of Physiological Sciences. Abstr. 24-th Int. Congr. Washington. 1968. P. 258–259. 

Creutzfeldt O., Ito M. Functional synaptic organization of primary visual cortex neurones in the cat // Exp. Brain Res. 1968. Vol. 6. P. 324–352. https://doi.org/10.1007/BF00233183 

Creutzfeldt O. D., Watanabe S., Lux H. D. Relations between EEG phenomena and potentials of single cortical cells. I. Evoked responses after thalamic and erpicortical stimulation // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1966. Vol 20, N 1. P. 1–18. https://doi.org/10.1016/0013- 4694(66)90136-2

Energy substrate availability as a determinant of neuronal resting potential, GABA signaling and spontaneous network activity in the neonatal cortex in vitro / C. D. Holmgren, M. Mukhtarov, A. E. Malkov, I. Y. Popova, P. Bregestovski, Y. Zilberter // J. Neurochem. 2010. Vol. 112, Is. 4. P. 900–912. https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.2009.06506.x

Fernández-Montoya J., Avendaño C., Negredo P. The Glutamatergic System in Primary Somatosensory Neurons and Its Involvement in Sensory Input-Dependent Plasticity // Int. J. Mol. Sci. 2017. Vol. 19, N 1. P. 69. https://doi.org/10.3390/ijms19010069 

GABA action in immature neocortical neurons directly depends on the availability of ketone bodies / S. Rheims, C. D. Holmgren, G. Chazal, J. Mulder, T. Harkany, T. Zilberter, Y. Zilberter // J. Neurochem. 2009. Vol. 110, Is. 4. P. 1330–1338. https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.2009.06230.x

Glycolysis and oxidative phosphorylation in neurons and astrocytes during network activity in hippocampal slices / A. I. Ivanov, A. E. Malkov, T. Waseem, M. Mukhtarov, S. Buldakova, O. Gubkina, M. Zilberter, Y. Zilberter // JCBFM. 2014. Vol. 34, Is. 3. P. 397–407. https://doi.org/10.1038/jcbfm.2013.222

Grundfest H., Purpura D. P. Nature of dendritic potentials and synaptic mechanisms in cerebral cortex of cat // J. Neurophysiol. 1956. Vol. 19, Is. 6. P. 573–595. https://doi.org/10.1152/jn.1956.19.6.573

Hill A. V. The intensity-duration relation for nerve excitation // J. Physiol. 1935. Vol. 83. P. 30. 

Hill A. V. Excitation and accommodation in nerve // Proc. Roy. Soc., Ser. B. 1936. Vol. 119, Is. 814. P. 305–355. https://doi.org/10.1098/RSPB.1936.0012

Lu Y. Metabotropic glutamate receptors in auditory processing // Neuroscience. 2014. Vol. 22, N 274. P. 429–445. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2014.05.057 

Malis L. I., Kruger L. Multiple response and excitability of cat’s visual cortex // J. Neurophysiol. 1956. Vol. 19. P. 172–186. https://doi.org/10.1152/jn.1956.19.2.172

Meldrum B. S. Glutamate as a neurotransmitter in the brain: review of physiology and pathology // J. Nutr. 2000. Vol. 130, N 4. P. 1007–1015. https://doi.org/10.1093/jn/130.4.1007S 

Murik S. E. On the functional states of nerve cells (a new approach) // Int. J. Psychophysiol. 2010. Vol. 77, Is. 3. P. 311. 

Pol A. N., Obrietan K., Chen G. Excitatory actions of GABA after neuronal trauma // J. Neurosci. 1996. Vol. 16, N 13. P. 4283–4292. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.16-13-04283.1996 

Ramón y Cajal S. Histologie du système nerveux de l'homme & des vertébrés. Paris. 1911. https://doi.org/10.5962/bhl.title.48637 

Staley K. J., Soldo B. L., Proctor W. R. Ionic mechanisms of neuronal excitation by inhibitory GABAA receptors // Science. 1995. Vol. 269, N 5226. P. 977–981. https://doi.org/10.1126/science.7638623

Visual evoked response of single cells and of the EEG in primary visual area of the cat / O. Creutzfeldt, A. Rosina, M. Ito, W Probst // J. Neurophysiol. 1969. Vol. 32, Is. 2. P. 127–139. https://doi.org/10.1152/jn.1969.32.2.127

Watanabe S., Konishi M., Creutzfeldt O. Postsynaptic potentials in the cat’s visual cortex following electrical stimulation of afferent pathways // Experimental Brain Research. 1966. Vol. 1. P. 272–283. https://doi.org/10.1007/BF00234347

Werigo B. Die sekundären Erregbarkeitsänderungen an der Kathodes des polarisierten Nerven // Pflüg. Arch., 1883. Vol. 31. P. 417–478. 

Zilberter Y., Zilberter T., Bregestovski P. Neuronal activity in vitro and the in vivo reality: the role of energy homeostasis // Trends Pharmacol. Sci. 2010. Vol. 31, N 9. P. 394–401. https://doi.org/10.1016/j.tips.2010.06.005


Полная версия (русская)