Что произошло бы, если бы нейроны головного мозга не снижали свою чувствительность к нейротрансмиттерам после длительного воздействия?

Краткий ответ
Насколько мне известно, нейротоксические эффекты хронической возбуждающей стимуляции не предотвращаются переносом рецепторов.

Фон
Я думаю, что вопрос предполагает, что 1) повреждение нейронов, связанное с непрерывной активацией ( экзитотоксичность ), можно предотвратить с помощью 2) динамической регуляции количества рецепторов на мембране нейрона. Насколько я понимаю, эти два процесса никак не связаны.

1. Эксайтотоксичность _

   ... способность глутамата или родственных возбуждающих аминокислот опосредовать гибель центральных нейронов [...], например, после интенсивного воздействия. [...] Эксайтотоксичность имеет значительную клеточную специфичность и в большинстве случаев опосредована глутаматными рецепторами. В среднем, активация рецепторов NMDA может вызывать летальные повреждения быстрее, чем активация AMPA или каинатных рецепторов, возможно, отражая большую способность индуцировать приток кальция и последующую клеточную перегрузку кальцием (Choi, 1992) .
   

Следовательно, именно приток токсичных количеств Ca ²⁺ вызывает гибель клеток. Для этого требуется не так много Ca ^{2+ .} Например, эпилептический статус (длительный эпилептический припадок) может привести к повреждению гиппокампа из-за постоянного возбуждения и высвобождения глутамата (Meldrum, 1991) . Эпилептические припадки продолжительностью более 5 минут считаются в этом смысле опасными, а через 30 минут они потенциально смертельны (хотя часто не связаны напрямую с эксайтотоксичностью) (Cherian & Thomas, 2009) . В такой короткий промежуток времени регуляция плотности рецепторов на клеточной поверхности вряд ли сыграет существенную роль.. Например, ингибиторам обратного захвата серотонина требуется 2 недели, чтобы снизить количество рецепторов 5HT1A (Tylee & Wolters, 2009) .

2. Динамическая регуляция рецепторов . Регуляция количества рецепторов связана через петли обратной связи. Отличным примером является то, как глутаматергические рецепторы AMPA регулируются посредством эндоцитоза (рис. 1).

^{Рис. 1. Транспортировка AMPA-рецепторов. Источник: Лаборатория Анггоно .}

Рецепторы AMPA являются основными рецепторами, которые опосредуют большую часть быстрой возбуждающей синаптической передачи в мозге млекопитающих (Purves et al ., 2001) . Динамический транспорт и правильное синаптическое нацеливание на рецепторы AMPA имеют решающее значение в определении силы и пластичности возбуждающей синаптической передачи . Эта динамическая регуляция может также влиять на процессы обучения и памяти. Процесс доставки рецепторов, насколько мне известно, обычно не связан с аварийно-спасательными операциями по предотвращению эксайтотоксичности. Тем не менее, эти механизмы необходимы для поддержания адаптируемого мозга, способного учиться, забывать и реструктурировать себя .

<sub>Ссылки
- Cherian & Thomas, Ann Indian Acad Neurol (2009); 12 (3): 140–53
- Чой, Дж. Нейробиол (1992); 23 (9): 1261-76
- Meldrum, Epilepsy Res (1991); 10 (1): 55-61
- Purves et al ., Neuroscience. 2 ^-е изд. Сандерленд (Массачусетс): Sinauer Associates; 2001
- Тайлли и Уолтерс, BMJ (2007); 334 (7600): 911–2</sub>

В принципе, многие рецепторы нейротрансмиттеров работают как ионные каналы, и фактический механизм передачи сигналов включает обеспечение притока/оттока кальция, калия, магния и т. д. Хорошим примером этого является рецептор ацетилхолина. Предположительно, если бы клетка сохраняла такое же количество рецепторов даже в присутствии большого количества лигандов, клетка была бы переполнена ионами. Это не только сделает сигнальный путь нечувствительным, но и может привести к проблемам с выживанием клетки/неуместным перекрестным помехам с другими путями.

По крайней мере, так это должно работать в моделях передачи сигналов нейромедиаторов, с которыми я знаком. Вполне вероятно, что где-то в нейролаборатории есть модель клетки или животного, которая может дать реальный ответ.