Механизмы синаптической передачи

Синапсы

Синапсы – структурно и функционально оформленные места контактов одной клетки с другой. Это не физический, а функциональный контакт клеток.

Термин введен Чарльзом Скоттом Шеррингтоном (1857-1952) в 1897 г. и происходит от греч. «застёгивать». Синапс передает информацию в одном направлении – от пресинаптической к постсинаптической клетке. Новые данные – может и наоборот.

В 1911году испанский нейробиолог и нейроанатом Сантьяго Рамон-и-Кахал (1852-1934, NP 1906) показал, что все синапсы состоят из двух элементов: пресинаптической и постинаптической мембран, между – синаптическая щель (0,5 нм). Совместная работа этих трех элементов лежит в основе коммуникаций между нейронами и процессами передачи синаптической информации. Сложные формы синаптических связей, формирующихся по мере развития мозга, составляют основу всех функций нервных клеток. Дефекты синаптической передачи лежат в основе многих заболеваний нервной системы.

Все функции, свойственные нервной системе, связаны с наличием у нервных клеток структурных и функциональных особенностей, обеспечивающих возможность генерации под влиянием внешнего воздействия особого сигнального процесса – нервного импульса. Его основные свойства:

– незатухающее распространение вдоль клетки;

– возможность передачи сигнала в необходимом направлении;

– воздействие с его помощью на другие клетки.

Механизм электрической возбудимости: поверхностной мембраной воспринимаются изменения проходящего через нее электрического поля, изменяется ее ионная проводимость и создается за счет этого трансмембранный ионный ток, используя в качестве движущей силы постоянно существующие между вне- и внутриклеточной средой ионные градиенты.

При достижении стимулом пороговой величины в мембране аксона происходит деполяризиция-реполяризация (этот цикл называется потенциал действия). Если стимулы достаточно сильны для возникновения потенциала действия, импульс передается вдоль нейрона с постоянной и максимальной частотой для существующих условий (т.к. зависит от градиента концентрации ионов и от времени, в течение которого открыты ионные каналы, эти величины постоянны).

Луковицеобразное утолщение – синаптичекая бляшка наполнена синаптическими пузырьками с медиаторами – вещество, с помощью которого нервный сигнал идет через синапс. К преснаптической мембране могут прикрепляться синаптические пузырьки и выделяться в синаптическую щель медиаторы. Постисинаптическая мембрана содержит крупные белковые молекулы, действующие как рецепторы медиаторов, каналы и поры для поступления ионов.

Прибытие нервного импульса в синаптическую бляшку вызывает деполяризацию пресинаптической мембраны и повышение ее проницаемости для ионов кальция (). Они вызывают выход содержимого синаптических пузырьков в синаптическую щель. Молекулы медиатора диффундируют через щель и прикрепляются к рецепторным молекулам, способным узнавать их молекулярную структуру. Конфигурация белковой молекулы меняется, что приводит к открытию каналов и поступлению в постсинаптическую клетку ионов, вызывающих деполяризацию (гиперполяризацию) ее мембраны. Молекулы медиатора сразу же удаляются из синаптической щели. Ионы натрия () входят в клетку, ионы калия () выходят из нее. В результате происходит деполяризация постсинаптической мембраны – наз. возбудительный постсинаптический потенциал. Это для возбуждающих синапсов. Для тóрмозных синапсов – ионы и , наз. тормозной постсинаптический потенциал.

Основные медиаторы нервной системы позвоночных – ацетилхолин и норадреналин. Медиаторы сами по себе не обладают возбуждающими или тормозящими свойствами. Например, ацетилхолин оказывает возбуждающее действие в большинстве нервно-мышечных соединений, но вызывает торможение в нервно-мышечных соединениях сердца и висцеральной мускулатуры.

Рис 2 и 3. Синапсы и синаптическая передача

Дата добавления: 2015-06-04