Dales princip

Illustration av de viktigaste elementen i kemisk synaptisk överföring. En elektrokemisk våg som kallas en aktionspotential färdas längs en neurons axon . När vågen når en synaps, framkallar den frisättning av en puff av signalsubstansmolekyler , som binder till kemiska receptormolekyler som finns i membranet av en annan neuron, på motsatt sida av synapsen.

Inom neurovetenskap är Dales princip (eller Dales lag ) en regel som tillskrivs den engelske neuroforskaren Henry Hallett Dale . Principen säger i grunden att en neuron utför samma kemiska verkan vid alla sina synaptiska kopplingar till andra celler, oavsett målcellens identitet. Det har dock funnits oenighet om den exakta formuleringen.

På grund av en tvetydighet i det ursprungliga uttalandet finns det faktiskt två versioner av principen, en som definitivt har visat sig vara falsk och en annan som förblir en värdefull tumregel. Termen "Dales princip" användes först av Sir John Eccles 1954, i en passage som läser, "I överensstämmelse med Dales princip (1934, 1952) att samma kemiska sändare frigörs från alla synaptiska terminaler i en neuron..." moderna författare har förstått principen att påstå att neuroner släpper en och endast en sändare på alla sina synapser, vilket är falskt. Andra, inklusive Eccles själv i senare publikationer, har uppfattat det som att neuroner släpper ut samma uppsättning sändare vid alla sina synapser .

Dale själv uttalade aldrig sin "princip" i en explicit form. Källan som Eccles hänvisade till var en föreläsning publicerad av Dale 1934, kallad Pharmacology and nerve endings , som beskrev en del av den tidiga forskningen om neurotransmissions fysiologi. Vid den tiden var endast två kemiska transmittorer kända, acetylkolin och noradrenalin (som då troddes vara adrenalin ). I det perifera nervsystemet var kolinerg och adrenerg överföring kända för att uppstå från olika grupper av nervfibrer. Dale var intresserad av möjligheten att en neuron som släpper en av dessa kemikalier i periferin också kan släppa ut samma kemikalie vid centrala synapser. Han skrev:

Det bör vidare noteras att i de fall för vilka direkta bevis redan finns tillgängliga, förefaller regenereringsfenomenen indikera att naturen hos den kemiska funktionen, vare sig den är kolinerg eller adrenerg, är karakteristisk för varje enskild neuron och oföränderlig.

Och nära slutet av tidningen:

När vi har att göra med två olika ändar av samma sensoriska neuron, den ena perifer och rör vasodilatation och den andra vid en central synaps, kan vi anta att upptäckten och identifieringen av en kemisk transmitter av axon-reflex vasodilatation skulle ge en antydan vad gäller arten av överföringsprocessen vid en central synaps? Möjligheten har åtminstone ett visst värde som en stimulans till ytterligare experiment.

Med endast två sändarkemikalier kända för att existera vid den tiden, kom inte möjligheten att en neuron släpper ut mer än en sändare vid en enda synaps in i någons sinne, och därför togs ingen omsorg om att formulera hypoteser på ett sätt som tog hänsyn till denna möjlighet . Den resulterande tvetydigheten i de inledande uttalandena ledde till viss förvirring i litteraturen om den exakta innebörden av principen. Nicoll och Malenka, till exempel, förstod det som att en neuron alltid frisätter en och endast en signalsubstans vid alla sina synapser. I denna form är det säkert falskt. Många neuroner frigör mer än en signalsubstans, i det som kallas " samtransmission ". Även om det fanns tidigare tips, kom det första formella förslaget till denna upptäckt inte förrän 1976. De flesta neuroner släpper flera olika kemiska budbärare. Inom modern neurovetenskap klassificeras neuroner ofta efter sin signalsubstans och viktigaste samtransmittor, till exempel använder striatala GABA-neuroner antingen opioidpeptider eller substans P som den primära samtransmittorn.

I en publikation från 1976 tolkade Eccles emellertid principen på ett subtilt annat sätt:

"Jag föreslog att Dales princip skulle definieras som att det vid alla axonala grenar av en neuron fanns frigöring av samma sändarsubstans eller ämnen."

Tillägget av "eller ämnen" är kritiskt. Med denna förändring tillåter principen möjligheten att neuroner släpper ut mer än en sändare, och hävdar bara att samma uppsättning frigörs vid alla synapser. I denna form fortsätter det att vara en viktig tumregel, med endast ett fåtal kända undantag, inklusive David Sulzer och Stephen Rayports upptäckt att dopaminneuroner också frigör glutamat som en signalsubstans, men vid separata frisättningsställen.