(Рис.1.)  |  Schematic illustration of the main steps of presynaptic cholinergic transmission.


(Рис.2.)  |  Amperometric recording of choline using enzyme-coated microelectrodes and evidence that choline signals reflect endogenous acetylcholine release.


(Рис.3.)  |  Importance of cortical cholinergic transmission in attentional performance.

Транспорт холина (choline) в окончаниях нейронов через высоко аффинный choline uptake transporter (CHT) важен для холинергической трансмиссии. Было показано, что холинергические системы переднего мозга опосредуют функции, связанные с вниманием, обучением и когнитивными способностями. В обзоре рассматриваются результаты работ, в которых изучали роль CHT в связи с когнитивными особенностями и способность CHT транспортировать холин, которая отчасти регулируется межклеточным перемещением CHTs. Кроме того, высказана гипотеза, согласно которой изменения в СHT активности оказывают влияние на проявления когнитивных расстройств.

Давно известно, что пресинаптическая холинергическая активность является важным фактором, оказывающим влияние на регуляцию работы CHT. В то же время полученные к настоящему времени данные указывают на роль множества сигнальных механизмов, оказывающих влияние на функции CHT. Эти механизмы могут быть использованы как холинергическими, так и не-холинергическими системами, воздействующими на CHT. Регуляция транспорт CHTs из везикул в плазменную мембрану, вероятно, и является таким механизмом.

Эксперименты на мышах с мутациями генов, кодирующих CHT, холин ацетилтрансферазу или ацетил холинэстеразу указывают, что CHTs может компенсировать аномалии холинергического транспорта. Однако механизмы, лежащие в основе такой пластичности функционирования CHT, пока неизвестны. Понимание пост-трансляционной регуляции CHTs крайне важно для выявления роли холинергического транспорта при неврологических и психиатрических расстройствах.

Недавние исследования с использованием холин-чувствительных микроэлетродов, измеряющих изменения в концентрациях внеклеточного холина, показали, что таким методом с высоким разрешением можно провести мониторинг высвобождения ацетилхолина, измеряя увеличения внеклеточного холина, образовавшегося в результате гидролиза ацетилхолина. Оказалось также, что таким методом можно оценивать CHT активность in vivo, так как холинывые сигналы быстро деблокируются через hemicholinium-sensitive механизмы.

Исследования на животных показали, что степень внимания ассоциируется с увеличением высвобождения кортикального ацетилхолина, с усиленной способностью CHT импортировать холин и увеличением транслокации CHTs в плазменную мемебрану. Такого рода исследования позволят выявить роль CHT в регулировании холинергического транспорта во время когнитивного процесса и обучения.

В обзоре обсуждаются доказательства о связи аномалий регуляции функций CHT с проявлениями когнитивных нарушений при нейродегенеративных и нейропсихиатрических расстройствах. Если окажется, что нарушения регуляции CHT действительно являются причиной снижения холинергической деятельности и когнитивных способностей при этих расстройствах, то для лечения этих заболеваний может быть предложено ограниченное использование энхансеров пресинаптической холинергической активности. Могут быть разработаны и другие подходы, которые прямо стимулируют активность CHT и могут быть перспективными при лечении такого рода расстройств.