Фермент, катализирующий синтез ацетилхолина

Предшественники ацетилхолина, циркулируя в организме, попадают во многие ткани и легко находят пути своего транспорта в окончания аксонов. В концевых пластинках (так называют места контакта нервов с мышечными волокнами) и в синапсах некоторых других типов ацетат и холин, образующиеся при распаде ацетилхолина вне окончания аксона, быстро захватываются внутрь окончания. Фермент, катализирующий синтез ацетилхолина, — холинацетилтрансфераза — переносится вдоль аксона от тела нейрона к нервному окончанию, где накапливается в цитоплазме. Таким образом, все компоненты, необходимые для синтеза ацетилхолина, собираются в ограниченном пространстве окончания аксона. Неудивительно, что концентрация ацетилхолина в этом участке нейрона оказывается наивысшей.

Идея о том, что везикулы могут быть непосредственным источником высвобождающегося в синапсе ацетилхолина, зародилась в 1950 г. В то время вошел в практику электронный микроскоп, который и позволил увидеть эти органеллы. В 1952 г. П. Фотт и Б. Кац из Лондонского университета обнаружили небольшие изменения трансмембранной разности потенциалов в мышечных волокнах, находящихся в расслабленном состоянии. Амплитуда их была ниже пороговой величины, необходимой, чтобы вызвать сокращение мышечного волокна. По всей вероятности, причина таких изменений — высвобождение из окончания мотонейрона небольших количеств ацетилхолина, воздействующего на рецепторные белки на мембране мышечного волокна. Эти изменения разности потенциалов получили название миниатюрных потенциалов концевой пластинки.

Кац и его коллеги предположили, что каждый миниатюрный потенциал концевой пластинки обусловлен высвобождением ацетилхолина, упакованного в одну синаптическую везикулу. Есть ряд фактов, убедительно подтверждающих такую гипотезу.