• 1. Физиологические свойства синапсов, их классификация
  • 2. Механизмы передачи возбуждения в синапсах на примере мионеврального синапса
  • 3. Физиология медиаторов. Классификация и характеристика
  • ЛЕКЦИЯ № 5. Физиология синапсов

    1. Физиологические свойства синапсов, их классификация

    Синапс – это структурно-функциональное образование, обеспечивающее переход возбуждения или торможения с окончания нервного волокна на иннервирующую клетку.

    Cтруктура синапса:

    1) пресинаптическая мембрана (электрогенная мембрана в терминале аксона, образует синапс на мышечной клетке);

    2) постсинаптическая мембрана (электрогенная мембрана иннервируемой клетки, на которой образован синапс);

    3) синаптическая щель (пространство между пресинаптической и постсинаптической мембраной, заполнена жидкостью, которая по составу напоминает плазму крови).

    Существует несколько классификаций синапсов.

    1. По локализации:

    1) центральные синапсы;

    2) периферические синапсы.

    Центральные синапсы лежат в пределах центральной нервной системы, а также находятся в ганглиях вегетативной нервной системы. Центральные синапсы – это контакты между двумя нервными клетками, причем эти контакты неоднородны и в зависимости от того, на какой структуре первый нейрон образует синапс со вторым нейроном, различают:

    1) аксосоматический, образованный аксоном одного нейрона и телом другого нейрона;

    2) аксодендритный, образованный аксоном одного нейрона и дендритом другого;

    3) аксоаксональный (аксон первого нейрона образует синапс на аксоне второго нейрона);

    4) дендродентритный (дендрит первого нейрона образует синапс на дендрите второго нейрона).

    Различают несколько видов периферических синапсов:

    1) мионевральный (нервно-мышечный), образованный аксоном мотонейрона и мышечной клеткой;

    2) нервно-эпителиальный, образованный аксоном нейрона и секреторной клеткой.

    2. Функциональная классификация синапсов:

    1) возбуждающие синапсы;

    2) тормозящие синапсы.

    3. По механизмам передачи возбуждения в синапсах:

    1) химические;

    2) электрические.

    Особенность химических синапсов заключается в том, что передача возбуждения осуществляется при помощи особой группы химических веществ – медиаторов.

    Различают несколько видов химических синапсов:

    1) холинэргические. В них происходит передача возбуждения при помощи ацетилхолина;

    2) адренэргические. В них происходит передача возбуждения при помощи трех катехоламинов;

    3) дофаминэргические. В них происходит передача возбуждения при помощи дофамина;

    4) гистаминэргические. В них происходит передача возбуждения при помощи гистамина;

    5) ГАМКэргические. В них происходит передача возбуждения при помощи гаммааминомасляной кислоты, т. е. развивается процесс торможения.

    Особенность электрических синапсов заключается в том, что передача возбуждения осуществляется при помощи электрического тока. Таких синапсов в организме обнаружено мало.

    Синапсы имеют ряд физиологических свойств:

    1) клапанное свойство синапсов, т. е. способность передавать возбуждение только в одном направлении с пресинаптической мембраны на постсинаптическую;

    2) свойство синаптической задержки, связанное с тем, что скорость передачи возбуждения снижается;

    3) свойство потенциации (каждый последующий импульс будет проводиться с меньшей постсинаптической задержкой). Это связано с тем, что на пресинаптической и постсинаптической мембране остается медиатор от проведения предыдущего импульса;

    4) низкая лабильность синапса (100–150 имульсов в секунду).

    2. Механизмы передачи возбуждения в синапсах на примере мионеврального синапса

    Мионевральный (нервно-мышечный) синапс – образован аксоном мотонейрона и мышечной клеткой.

    Нервный импульс возникает в тригерной зоне нейрона, по аксону направляется к иннервируемой мышце, достигает терминали аксона и при этом деполяризует пресинаптическую мембрану. После этого открываются натриевые и кальциевые каналы, и ионы Ca из среды, окружающей синапс, входят внутрь терминали аксона. При этом процессе броуновское движение везикул упорядочивается по направления к пресинаптической мембране. Ионы Ca стимулируют движение везикул. Достигая пресинаптическую мембрану, везикулы разрываются, и освобождается ацетилхолин (4 иона Ca высвобождают 1 квант ацетилхолина). Синаптическая щель заполнена жидкостью, которая по составу напоминает плазму крови, через нее происходит диффузия АХ с пресинаптической мембраны на постсинаптическую, но ее скорость очень мала. Кроме того, диффузия возможна еще и по фиброзным нитям, которые находятся в синаптической щели. После диффузии АХ начинает взаимодействовать с хеморецепторами (ХР) и холинэстеразой (ХЭ), которые находятся на постсинаптической мембране.

    Холинорецептор выполняет рецепторную функцию, а холинэстераза выполняет ферментативную функцию. На постсинаптической мембране они расположены следующим образом:

    ХР—ХЭ—ХР—ХЭ—ХР—ХЭ.

    ХР + АХ = МПКП – миниатюрные потенциалы концевой пластины.

    Затем происходит суммация МПКП. В результате суммации образуется ВПСП – возбуждающий постсинаптический потенциал. Постсинаптическая мембрана за счет ВПСП заряжается отрицательно, а на участке, где нет синапса (мышечного волокна), заряд положительный. Возникает разность потенциалов, образуется потенциал действия, который перемещается по проводящей системе мышечного волокна.

    ХЭ + АХ = разрушение АХ до холина и уксусной кислоты.

    В состоянии относительного физиологического покоя синапс находятся в фоновой биоэлектрической активности. Ее значение заключается в том, что она повышает готовность синапса к проведению нервного импульса. В состоянии покоя 1–2 пузырька в терминале аксона могут случайно подойти к пресинаптической мембране, в результате чего вступят с ней в контакт. Везикула при контакте с пресинаптической мембраной лопается, и ее содержимое в виде 1 кванта АХ поступает в синаптическую щель, попадая при этом на постсинаптическую мембрану, где будет образовываться МПКН.

    3. Физиология медиаторов. Классификация и характеристика

    Медиатор – это группа химических веществ, которая принимает участие в передаче возбуждения или торможения в химических синапсах с пресинаптической на постсинаптическую мембрану.

    Критерии, по которым вещество относят к группе медиаторов:

    1) вещество должно выделяться на пресинаптической мембране, терминали аксона;

    2) в структурах синапса должны существовать ферменты, которые способствуют синтезу и распаду медиатора, а также должны быть рецепторы на постсинаптической мембране, которые взаимодействуют с медиатором;

    3) вещество, претендующее на роль медиатора, должно при очень низкой своей концентрации передавать возбуждение с пресинаптической мембраны на постсинаптическую мембрану. Классификация медиаторов:

    1) химическая, основанная на структуре медиатора;

    2) функциональная, основанная на функции медиатора.

    Химическая классификация.

    1. Сложные эфиры – ацетилхолин (АХ).

    2. Биогенные амины:

    1) катехоламины (дофамин, норадреналин (НА), адреналин (А));

    2) серотонин;

    3) гистамин.

    3. Аминокислоты:

    1) гаммааминомасляная кислота (ГАМК);

    2) глютаминовая кислота;

    3) глицин;

    4) аргинин.

    4. Пептиды:

    1) опиоидные пептиды:

    а) метэнкефалин;

    б) энкефалины;

    в) лейэнкефалины;

    2) вещество «P»;

    3) вазоактивный интестинальный пептид;

    4) соматостатин.

    5. Пуриновые соединения: АТФ.

    6. Вещества с минимальной молекулярной массой:

    1) NO;

    2) CO.

    Функциональная классификация.

    1. Возбуждающие медиаторы, вызывающие деполяризацию постсинаптической мембраны и образование возбуждающего постсинаптического потенциала:

    1) АХ;

    2) глютаминовая кислота;

    3) аспарагиновая кислота.

    2. Тормозящие медиаторы, вызывающие гиперполяризацию постсинаптической мембраны, после чего возникает тормозной постсинаптический потенциал, который генерирует процесс торможения:

    1) ГАМК;

    2) глицин;

    3) вещество «P»;

    4) дофамин;

    5) серотонин;

    6) АТФ.

    Норадреналин, изонорадреналин, адреналин, гистамин являются как тормозными, так и возбуждающими.

    АХ (ацетилхолин) является самым распространенным медиатором в ЦНС и в периферической нервной системе. Содержание АХ в различных структурах нервной системы неодинаково. С филогенетической точки зрения в более древних структурах нервной системы концентрация ацетилхолина выше, чем в молодых. АХ находится в тканях в двух состояниях: связан с белками или находится в свободном состоянии (активный медиатор находится только в этом состоянии).

    АХ образуется из аминокислоты холин и ацетил-коэнзима А.

    Медиаторами в адренэргических синапсах являются норадреналин, изонорадреналин, адреналин. Образование катехоламинов идет в везикулах терминали аксона, источником является аминокислота: фенилаланин (ФА).







     


    Главная | В избранное | Наш E-MAIL | Добавить материал | Нашёл ошибку | Другие сайты | Наверх