Нейромедиаторы
Тезис Чарлза Шеррингтона о том, что нервные клетки контактируют через просвет между ними, или синапс, стал общепринятым; однако никто не мог объяснить, как это на самом деле происходит. Была ли природа этой связи электрической или химической? Ответ подсказало биение сердца лягушки, находившегося в солевом растворе.
Решить вопрос о природе синапса помогло знание о двух основополагающих функциях нервной клетки. Эти функции направлены либо на стимуляцию тела, что заставляет его работать быстрее или с большим усилием, или, наоборот, на то, чтобы тормозить его активность, принуждая тело успокоиться и расслабиться.
В 1890-х годах было показано, что вытяжка из надпочечников способна стимулировать работу сердца, заставляя его биться сильнее. Было ли это связано с действием адреналина, выделяемого надпочечниками? Происходит ли передача нервных сигналов химическими веществами? Вопрос остался без ответа, так как было обнаружено, что стимуляция сердца происходит путем электростимуляции одного из его нервов — и напротив, электростимуляция другого нерва может привести к замедлению сердцебиения.
В 1914 году англичанин Генри Дейл занимался исследованием воздействия спорыньи, яд гриба, вызывающего «Антониев огонь», или средневековую танцевальную манию. Он выделил из этого гриба химическое вещество, называемое ацетилхолин, которое, как он заметил, оказывает на нервы тормозящее действие, обратное действию адреналина. Но оставался открытым вопрос: влияют ли химические вещества на нервы, побуждая их посылать сигналы, или же сами нервные сигналы продуцируют химические вещества, посредством которых они переходят через синапс к тканям?
В 1921 году идея экспериментального метода проверки этой гипотезы пришла к немецкому ученому Отто Лёви во сне — на самом деле в двух снах, но он не смог вспомнить первый из них достаточно ясно. Лёви знал, что сердце лягушки продолжает биться еще некоторое время после того, как оно изъято из тела и находится в солевом растворе. Ученый подготовил такое сердце, осуществив стимуляцию нерва, замедляющего сердцебиение.
Затем Лёви удалил это сердце и взял другое — с полностью удаленными нервами, оставив его в том же растворе. Скорость биения второго сердца мгновенно упала. Эксперимент Лёви показал, что первое сердце получило ацетилхолин из нерва, и это же самое химическое вещество, оставленное в солевом растворе, воздействовало на второе, лишенное нервов, сердце. Загадка природы синапса была разрешена: сигналы переносятся через тончайший просвет химическими веществами, называемыми нейромедиаторами. Ацетилхолин и адреналин были в числе первых в ряду дюжины таких веществ, обнаруженных впоследствии.