То, что ботулизм и столбняк — опасные заболевания, известно всем. При этом поражается нервная система, и человек может умереть. Например, можно заболеть ботулизмом, если в твой организм попали пищевые продукты, вода или аэрозоли, содержащие ботулотоксин, который производит палочковая бактерия Clostridium botulinum. Если в домашних условиях делать консервы («закатывать» грибы и т.п.), и не обеспечить достаточно качественного обеззараживания банки или достаточно качественной фиксации крышки на банке, то при этих условиях вместо баночки вкусных грибочков ты можешь получить баночку ботулотоксина, который является очень сильным ядом.
Давай рассмотрим — как именно ботулотоксин и аналогичные яды поражают нервную систему.
Нейроны общаются между собой, передают сигналы другим нейронам, а также другим клеткам, например мышечным. Нейроны передают сообщения с помощью пересылки молекул нейромедиаторов. Сначала эти нейромедиаторы вырабатываются в самом нейроне и помещаются в специальные хранилища, поближе к синапсам. СИНАПС — это такое место, где нейрон взаимодействует с другой клеткой, и в нейроне, который выделяет нейротрансмиттеры, выделяют ПРЕСИНАПТИЧЕСКОЕ ОКОНЧАНИЕ, а в клетке мишени, соответственно — ПОСТСИНАПТИЧЕСКОЕ ОКОНЧАНИЕ, а пространство между ними называют синаптическим.
Хранилища нейрона, в которых содержатся нейромедиаторы, называются ЭНДОСОМЫ. Это, попросту говоря, довольно большие такие бочки, стенками которых служат мембраны, такие же как обычные клеточные мембраны, и они собираются внутри нейрона. От этих эндосом отщепляются маленькие капельки, окруженные куском мембраны. В каждой капельке — толпа молекул-нейромедиаторов. Такая капелька называется синаптическим пузырьком или ВЕЗИКУЛОЙ. Как только везикула с нейромедиаторами отделилась от эндосомы, ее подхватывает белок КИНЕЗИН, и тащит ее по МИКРОТРУБОЧКАМ вдоль аксона к пресинаптическому окончанию, поближе к активной зоне синапса — то есть непосредственно к мембране.
Микротрубочки — часть «скелета» клетки, но это такой особый, подвижный скелет, непостоянный. Микротрубочки очень быстро образуются там, где кинезин должен таскать на себе молекулы. А если таскать нечего, микротрубочка очень быстро разбирается на составные молекулы, которые используются в других местах клетки.
Итак, кинезин схватил везикулу с нейромедиаторами и тащит ее к активной зоне синапса. Дальше происходит очень интересный и сложный процесс, описание которого мы предельно упростим. Теперь везикула принесена к месту своего назначения — совсем близко от нейронной мембраны, за которой находится СИНАПТИЧЕСКОЕ ПРОСТРАНСТВО (или синаптическая щель), и именно в это пространство теперь надо как-то выплеснуть содержимое везикулы. И этим занимается целая свора белков. Их много, но мы сейчас расскажем только о нескольких.
Для начала, кинезин передает везикулу в объятья белка из семейства Rab. В этом семействе на данный момент известно около 70 разных белков, и все они занимаются вопросами помощи транспорта везикул. Итак, Rab одним своим концом прикрепляется к притащенной везикуле, освобождая кинезин от его груза, а другим концом — к особенному белковому комплексу, который собирается именно тогда, когда надо перетаскивать содержимое везикулы через мембрану, и вся эта колбаса теперь прицепляется изнутри нейрона к КАЛЬЦИЕВОМУ КАНАЛУ, который вцементирован внутри мембраны нейрона. Теперь везикула будет тут ждать, рядом с мембраной пресинаптического окончания, нужного момента.
Представим еще раз эту картинку: в мембране клетки находится кальциевый канал. К этому кальциевому каналу прикреплен особый белковый комплекс, к которому присоединен один конец молекулы Rab, в то время как другой конец Rab удерживает на себе большой такой «аэростат» везикулы с нейромедиаторами внутри. Ну, немножко громоздко, но представить и запомнить все-таки несложно.
Кальциевые каналы в мембране пресинаптического окончания нужны для того, чтобы впускать внутрь нейрона ионы кальция, которые в большом количестве плавают в синаптическом пространстве (то есть в пространстве, разделяющим нейрон, который передает сигнал, и ту клетку, которая этот сигнал должна получить).
И вот этот «аэростат»-везикула с нейромедиаторами внутри болтается на такой составной ножке, привязанный к мембране нейрона. Соответственно расстояние между ним и мембраной, за которую надо выплеснуть содержимое везикулы, уже довольно маленькое. Осталось совсем немного. Но как это сделать? Кто-то, а точнее — какой-то белковый комплекс должен выполнить эту работу? Так и есть.
Между мембраной везикулы и мембраной нейрона формируется особый белковый комплекс — SNARE. Он еще не совсем готов к работе и находится в неактивированном состоянии. Мы сейчас знаем около 60 разновидностей SNARE.
Все это можно считать подготовительной работой, которая происходит в нейроне просто потому, что время от времени надо передавать наружу сигналы, и надо быть к этому готовым. Итак, подготовительная работа заканчивается тем, что везикула болтается на белковой ниточке, привязанная к кальциевому каналу, а между мембранами везикулы и синапса формируется неактивированный SNARE.
И вот, по аксону, отходящему от тела нейрона, пошел электрический сигнал — свершилось! Пора передавать информацию на соседний нейрон. Как только электрический сигнал доходит до аксона, кальциевый канал открывается.
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ Нижеследующий абзац можно пока пропустить ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
Давай скажем пару слов о том — как именно кальциевый канал открывается. Дело в том, что закрытым его держит небольшая разница электрических потенциалов между наружной и внутренней стенками мембраны нейрона. Да, мембраны клеток — это своего рода электрические батарейки, причем с довольно сильным зарядом. Сама разница потенциалов в абсолютном выражении очень мала, но мембранный слой ведь очень тонкий, и в результате получается, что электрическое напряжение там очень даже сильное, и оно работает как мощный электронный замок, запирающий кальциевый канал. И когда по аксону приходит электрический сигнал, напряжение это обнуляется, происходит ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ, и электрический запор открывается, кальциевый канал становится открытым, и внутрь нейрона из синаптического пространства входят толпы ионов кальция.
↑ ↑ ↑ ↑ К этому абзацу можно вернуться позже, если захочется ↑ ↑ ↑ ↑
Как только ионы кальция (Ca2+) вошли внутрь нейрона, они тут же улавливаются особыми молекулами, торчащими в мембране «аэростата»-везикулы, и тут начинается бурная деятельность:
1. Везикула теперь подтаскивается уже вплотную к мембране синапса,
2. SNARE активируется
3. В мембране нейрона под действием других белков открывается ПОРА, то есть довольно крупное отверстие.
После этого мембраны везикулы и нейрона сливаются там, где открылась пора, везикула раскрывается и нейромедиаторы выходят в синаптическое пространство, носятся там посреди молекул воды как сумасшедшие (в результате броуновского движения) и практически мгновенно улавливаются рецепторами клетки, которой и предназначен сигнал.
Когда сигнал передан, нейромедиаторы в синаптическом пространстве больше не нужны, и они попросту всасываются обратно в исходный нейрон, чтобы снова быть упакованными в везикулы и снова быть готовыми к последующей передаче сигнала.
На этом фсё:) Возможно, тебе покажется, что это сложно, но имей в виду, что мы все это упростили в сто раз:) Мы не стали тебя заваливать названиями белков, которые принимают участие в этих процессах, и фактически, ты можешь сейчас запомнить только саму общую схему происходящего, ну и белок Rab и белковый комплекс SNARE — не так уж и много, в общем. А когда эта информация уложится у тебя в голове и если тебе захочется узнать побольше, то ты можешь дальше детализировать свои знания, узнавая — какие белки входят в SNARE, какой белок делает SNARE активированным, какой белок-«антенна» улавливает ионы кальция, какие белки соединяют Rab с кальциевым каналом, и так далее. А если тебе захочется еще подробнее разобраться, ты можешь посмотреть — какова структура этих белков, как они работают в описанных выше процессах, как меняется их структура, как устроен кальциевый канал и так далее и так далее.
Совершенствовать и уточнять свои знания можно до бесконечности. Главное — не поддаться перфекционизму и очень внимательно наблюдать за уровнем своего интереса, своего удовольствие от изучения наук. Если удовольствие уменьшилось ниже среднего уровня — остановись, сделай паузу. Пусть интерес, предвкушение узнавать что-то новое не исчерпается до нуля, оставь его немного «на вырост». Это очень важная техника «ОПОЛОВИНИВАНИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ЖЕЛАНИЙ», детально описанная в «селекции восприятий». Остановись тогда, когда желание изучать что-то еще есть, но уже слабое — не исчерпывай его, и тогда оно будет расти и усиливаться в результате твоих изучений наук.
Нельзя делать так, чтобы вместо интереса у тебя остался привкус неприятной усталости. Усталость может быть во время изучения, но она обязательно должна быть приятной. Приятная усталость — мышечная или интеллектуальная или эмоциональная — это очень здорово и способствует развитию. И тогда в конце концов ты изучишь намного больше всего, да еще и с удовольствием.
А ты еще помнишь про ботулотоксин и подобные ему яды? Так вот — они разрушают SNARE, именно поэтому последствия отравления такие тяжелые — везикулы не могут слиться с мембраной нейрона и нейромедиаторы не могут выплеснуться в синаптическую щель, сигналы между нейронами перестают проходить и на этом фсё.
Можешь порассматривать присоединенные картинки и найти знакомые уже объекты.
Можно постепенно укладывать в своей голове кусочек за кусочком информации. Не торопись, никакой спешки нет — пусть эти кусочки укладываются в твоей голове постепенно, формируя все более подробную картину и приводя к росту интереса, и постепенно ты начнешь ухватывать информацию все быстрее, интерес будет становиться, соответственно, устойчивее, и может лет через 5 или 10 ты начнешь заглатывать без труда учебник за учебником, и лет через 15-20 такого неспешного, в собственное удовольствие, изучения ты станешь очень даже неплохим профессионалом в этой области. Только глупец планирует в 70-100 лет стать тупым, дряхлым или мертвым. Умные люди понимают, что это очень даже круто — постепенно развивать свои интересы, год за годом получать удовольствие от изучения чего-то, чтобы в 60-80-100-120-140 лет получать уже огромное удовольствие от того, что ты отлично разбираешься в какой-то науке, и возможно тебе захочется применить свои знания в практической области, и тогда ты в свои 50-70-90 лет быстренько формально окончишь университет и найдешь профессиональную команду исследователей, которая нацелена на результат.
К сожалению, люди слишком привыкли к тому, что к 60-70 годам жизнь фактически заканчивается. Это не так. Это просто дурная привычка — становиться тупым, вялым и дряхлым. Ты можешь выбрать другое направление, и с возрастом становиться только умнее, информированнее, энергичнее, сильнее физически, умственно, психически, и для этого надо прекратить непрерывное самоотравление негативными эмоциями, тупостью, подавлением желаний, и для этого тебе более всего пригодится, разумеется, селекция привлекательных состояний (bodhi.name).