Štruktúra synapsie: elektrické a chemické synapsie. Typy synapsií, vlastnosti ich štruktúry. Mechanizmus prenosu vzruchu cez synapsiu. Psychologické vlastnosti synapsií Stručne o funkciách synapsie

Svalové a žľazové bunky sa prenášajú špeciálnym štruktúrnym útvarom - synapsiou.

Synapse- štruktúra, ktorá poskytuje vedenie signálu z jedného do druhého. Termín zaviedol anglický fyziológ C. Sherrington v roku 1897.

Synapsická štruktúra

Synapsie sa skladajú z troch hlavných prvkov: presynaptická membrána, postsynaptická membrána a synaptická štrbina (obr. 1).

Ryža. 1. Štruktúra synapsie: 1 - mikrotubuly; 2 - mitochondrie; 3 - synaptické vezikuly s mediátorom; 4 - presynaptická membrána; 5 - postsynaptická membrána; 6 - receptory; 7-synaptická štrbina

Niektoré prvky synapsií môžu mať aj iné názvy. Napríklad synaptický plak je synapsia medzi, koncová doska je postsynaptická membrána, motorický plak je presynaptický koniec axónu na svalovom vlákne.

Presynaptická membrána pokrýva rozšírené nervové zakončenie, čo je neurosekrečný aparát. Presynaptická časť obsahuje vezikuly a mitochondrie, ktoré poskytujú syntézu vysielača. Mediátory sú uložené v granulách (liekovkách).

Postsynaptická membrána - zhrubnutá časť bunkovej membrány, s ktorou sa presynaptická membrána dotýka. Má iónové kanály a je schopný vytvárať akčný potenciál. Okrem toho sú na ňom umiestnené špeciálne proteínové štruktúry - receptory, ktoré vnímajú pôsobenie mediátorov.

Synaptická štrbina je priestor medzi presynaptickými a postsynaptickými membránami, naplnený kvapalinou podobného zloženia.

Ryža. Štruktúra synapsie a procesy vykonávané počas synaptického prenosu signálu

Typy synapsií

Synapsie sú klasifikované podľa umiestnenia, charakteru akcie a spôsobu prenosu signálu.

Podľa polohy vylučujú neuromuskulárne synapsie, neuro-glandulárne a neuro-neuronálne; tie druhé sú zase rozdelené na axo-axonálne, axo-dendritické, axo-somatické, dendro-somatické, dendro-dendrotické.

Podľa povahy akcie na vnímajúcej štruktúre môžu byť synapsie excitačné a inhibičné.

Spôsobom prenosu signálu synapsie sa delia na elektrické, chemické, zmiešané.

Tabuľka 1. Klasifikácia a typy synapsií

Synapsická klasifikácia a mechanizmus prenosu excitácie

Synapsie sú klasifikované nasledovne:

podľa polohy - periférne a centrálne;
podľa povahy ich pôsobenia - vzrušujúce a brzdiace;
spôsobom prenosu signálu - chemickým, elektrickým, zmiešaným;
mediátorom, prostredníctvom ktorého sa prenos uskutočňuje - cholinergným, adrenergným, serotonergným atď.

Vzrušenie prenáša mediátori(sprostredkovatelia).

Mediátori- molekuly chemikálií, ktoré zabezpečujú prenos vzruchu v synapsách. Inými slovami, chemikálie zapojené do prenosu excitácie alebo inhibície z jednej excitabilnej bunky do druhej.

Vlastnosti mediátora

Syntetizované v neuróne
Zhromažďujte na konci bunky
Uvoľňujú sa, keď sa ión Ca2 + objaví v presynaptickom termináli
Majú špecifický účinok na postsynaptickú membránu

Podľa chemickej štruktúry možno mediátory rozdeliť na amíny (norepinefrín, dopamín, serotonín), aminokyseliny (glycín, kyselina gama-aminomaslová) a polypeptidy (endorfíny, enkefalíny). Acetylcholín je známy predovšetkým ako excitačný neurotransmiter a nachádza sa v rôznych častiach centrálneho nervového systému. Mediátor je umiestnený vo vezikulách presynaptického zhrubnutia (synaptický plak). Mediátor je syntetizovaný v bunkách neurónu a môže byť resyntetizovaný z metabolitov jeho štiepenia v synaptickej štrbine.

Keď sú terminály axónov excitované, membrána synaptického plaku sa depolarizuje, čo spôsobí tok iónov vápnika z extracelulárneho média do nervového zakončenia cez vápnikové kanály. Vápnikové ióny stimulujú pohyb synaptických vezikúl k presynaptickej membráne, ich fúziu s ňou a následné uvoľnenie vysielača do synaptickej štrbiny. Mediátor po prieniku do medzery difunduje k postsynaptickej membráne, ktorá na svojom povrchu obsahuje receptory. Interakcia mediátora s receptormi spôsobuje otvorenie sodíkových kanálov, čo prispieva k depolarizácii postsynaptickej membrány a vzniku excitačného postsynaptického potenciálu. V neuromuskulárnej synapsii sa tento potenciál nazýva potenciál koncovej dosky. Medzi depolarizovanou postsynaptickou membránou a susednými polarizovanými oblasťami tej istej membrány vznikajú lokálne prúdy, ktoré membránu depolarizujú na kritickú úroveň s následnou generáciou akčného potenciálu. Akčný potenciál sa šíri cez všetky membrány, napríklad svalové vlákna, a spôsobuje jeho stiahnutie.

Mediátor uvoľnený do synaptickej štrbiny sa viaže na receptory postsynaptickej membrány a je štiepený zodpovedajúcim enzýmom. Cholinesteráza teda ničí mediátor acetylcholín. Potom určité množstvo produktov štiepenia mediátora vstúpi do synaptického plaku, kde sa z nich znova syntetizuje acetylcholín.

Telo obsahuje nielen excitačné, ale aj inhibičné synapsie. Podľa mechanizmu prenosu vzruchu sú podobné synapsiam excitačného pôsobenia. Pri inhibičných synapsiách sa mediátor (napríklad kyselina gama-aminomaslová) viaže na receptory v postsynaptickej membráne a uľahčuje jej otvorenie. Súčasne sa aktivuje prienik týchto iónov do bunky a vyvíja sa hyperpolarizácia postsynaptickej membrány, čo spôsobuje vznik inhibičného postsynaptického potenciálu.

Teraz sa zistilo, že jeden mediátor sa môže viazať na niekoľko rôznych receptorov a indukovať rôzne reakcie.

Chemické synapsie

Psychologické vlastnosti chemických synapsií

Synapsie s chemickým prenosom excitácie majú určité vlastnosti:

excitácia sa vykonáva v jednom smere, pretože mediátor sa uvoľňuje iba zo synaptického plaku a interaguje s receptormi na postsynaptickej membráne;
šírenie excitácie synapsami je pomalšie ako pozdĺž nervového vlákna (synaptické oneskorenie);
prenos vzrušenia sa vykonáva pomocou špecifických mediátorov;
rytmus excitácie sa mení v synapsiách;
synapsie sú schopné únavy;
synapsie sú veľmi citlivé na rôzne chemikálie a hypoxiu.

Jednosmerné vedenie signálu. Signál sa prenáša iba z presynaptickej membrány na postsynaptickú membránu. Vyplýva to zo štrukturálnych vlastností a vlastností synaptických štruktúr.

Pomalý prenos signálu. Je to spôsobené synaptickým oneskorením prenosu signálu z jednej bunky do druhej. Oneskorenie je spôsobené časom stráveným na procesoch uvoľňovania mediátora, jeho difúziou na postsynaptickú membránu, väzbou na receptory postsynaptickej membrány, depolarizáciou a konverziou postsynaptického potenciálu na AP (akčný potenciál). Trvanie synaptického oneskorenia sa pohybuje od 0,5 do 2 ms.

Schopnosť zhrnúť účinok signálov prichádzajúcich do synapsie. Takéto zhrnutie sa objaví, ak nasledujúci signál dorazí do synapsie krátko neskôr (1-10 ms) po predchádzajúcom. V takýchto prípadoch sa amplitúda EPSP zvyšuje a na postsynaptickom neuróne je možné generovať vyššiu frekvenciu AP.

Rytmická transformácia vzrušenia. Frekvencia nervových impulzov prichádzajúcich na presynaptickú membránu zvyčajne nezodpovedá frekvencii AP generovaných postsynaptickým neurónom. Výnimkou sú synapsie, ktoré prenášajú excitáciu z nervového vlákna do kostrového svalu.

Nízka labilita a vysoká únava synapsií. Synapsie môžu prenášať 50 až 100 nervových impulzov za sekundu. To je 5-10 krát menej ako maximálna frekvencia AP, ktorú môžu nervové vlákna reprodukovať, keď sú elektricky stimulované. Ak sa nervové vlákna považujú za prakticky neúnavné, potom sa v synapsiách únava vyvíja veľmi rýchlo. Je to spôsobené vyčerpaním rezerv mediátora, energetických zdrojov, rozvojom trvalej depolarizácie postsynaptickej membrány atď.

Vysoká citlivosť synapsií na pôsobenie biologicky aktívnych látok, liekov a jedov. Jed strychnín napríklad blokuje funkciu inhibičných synapsií centrálneho nervového systému väzbou na receptory, ktoré sú citlivé na mediátor glycín. Tetanový toxín blokuje inhibičné synapsie a narúša uvoľnenie vysielača z presynaptického terminálu. V oboch prípadoch sa vyvíjajú život ohrozujúce javy. Príklady účinku biologicky aktívnych látok a jedov na prenos signálu v neuromuskulárnych synapsiách sú diskutované vyššie.

Vlastnosti reliéfu a depresie synoptického prenosu. K uľahčeniu synaptického prenosu dochádza vtedy, keď nervové impulzy dorazia do synapsie v krátkom čase (10-50 ms) jeden po druhom, t.j. dosť často. Navyše, počas určitého časového obdobia, každý nasledujúci AP prichádzajúci na presynaptickú membránu spôsobuje zvýšenie obsahu mediátora v synaptickej štrbine, zvýšenie amplitúdy EPSP a zvýšenie účinnosti synaptického prenosu.

Jedným z mechanizmov uľahčenia je akumulácia iónov Ca 2 v presynaptickom termináli. Kalciové čerpadlo potrebuje niekoľko desiatok milisekúnd na odstránenie časti vápnika, ktorý vstúpil do synaptického terminálu po prijatí AP. Ak v tomto čase príde nový akčný potenciál, potom do terminálu vstúpi nová časť vápnika a jeho účinok na uvoľnenie neurotransmitera sa pridá k zvyškovému množstvu vápnika, ktoré kalciová pumpa nestihla odstrániť z neuroplazmy terminál.

Na rozvoj úľavy existujú aj ďalšie mechanizmy. Tento jav sa nazýva aj klasické manuály o fyziológii posttetanická potenciacia. Uľahčenie synaptického prenosu je dôležité pre fungovanie pamäťových mechanizmov, pre tvorbu podmienených reflexov a učenie. Uľahčenie prenosu signálu je základom rozvoja synaptickej plasticity a vylepšenej funkcie s častou aktiváciou.

Depresia (potlačenie) prenosu signálu v synapsách sa vyvíja vtedy, keď na presynaptickú membránu dorazia veľmi časté (pre neuromuskulárnu synapsiu viac ako 100 Hz) nervové impulzy. V mechanizmoch vývoja fenoménu depresie, vyčerpania zásob mediátora v presynaptickom termináli, zníženia citlivosti receptorov postsynaptickej membrány na mediátor, vývoja trvalej depolarizácie postsynaptickej membrány , ktoré bránia tvorbe AP na membráne postsynaptickej bunky, sú dôležité.

Elektrické synapsie

Okrem synapsií s chemickým prenosom excitácie existujú v tele synapsie s elektrickým prenosom. Tieto synapsie majú veľmi úzku synaptickú štrbinu a znížený elektrický odpor medzi týmito dvoma membránami. Vďaka prítomnosti priečnych kanálov medzi membránami a nízkemu odporu elektrický impulz ľahko prechádza cez membrány. Elektrické synapsie sú zvyčajne charakteristické pre bunky rovnakého typu.

V dôsledku expozície stimulu presynaptický akčný potenciál dráždi postsynaptickú membránu, kde vzniká propagačný akčný potenciál.

Vyznačujú sa vyššou rýchlosťou excitačného vedenia v porovnaní s chemickými synapsami a nízkou citlivosťou na účinky chemikálií.

Elektrické synapsie sú s jednosmerným a obojsmerným prenosom excitácie.

V tele sú aj elektrické inhibičné synapsie. Inhibičný účinok sa vyvíja v dôsledku pôsobenia prúdu, ktorý spôsobuje hyperpolarizáciu postsynaptickej membrány.

V zmiešaných synapsiach je možné excitáciu prenášať pomocou elektrických impulzov a mediátorov.

Moskovská psychologickáSociálny inštitút (MPSI)

Abstrakt z anatómie centrálneho nervového systému na tému:

Synapsie(štruktúra, štruktúra, funkcia).

Študent 1. ročníka Fakulty psychológie,

skupina 21 / 1-01 Logachev A.Yu.

Učiteľ:

Kholodova Marina Vladimirovna.

rok 2001.

Pracovný plán:

1. Prológ.

2. Fyziológia neurónu a jeho štruktúra.

3. Štruktúra a funkcia synapsie.

4. Chemická synapsia.

5. Izolácia krompáča.

6. Chemické mediátory a ich typy.

7 Epilog.

8. Zoznam referencií.

PROLOG:

Naše telo je jeden veľký hodinový strojček. Skladá sa z veľkého počtu drobných častíc, v ktorých sa nachádza prísny poriadok a každý z nich vykonáva určité funkcie a má svoje vlastné jedinečné vlastnosti. Tento mechanizmus - telo, pozostáva z buniek a spája ich s tkanivami a systémami: to všetko ako celok tvorí jeden reťazec, super -systém tela. Najväčší súbor bunkových prvkov by nemohol fungovať ako celok, keby telo nemalo prepracovaný regulačný mechanizmus. Zvláštnu úlohu v regulácii zohráva nervový systém. Celá komplexná práca nervového systému - regulácia práce vnútorných orgánov, kontrola pohybov, či už ide o jednoduché a nevedomé pohyby (napríklad dýchanie) alebo zložité pohyby rúk človeka - to všetko je v podstate založené o vzájomnom pôsobení buniek. To všetko je v podstate založené na prenose signálu z jednej bunky do druhej. Každá bunka navyše vykonáva svoju prácu a niekedy má niekoľko funkcií. Rôzne funkcie zabezpečujú dva faktory: ako sú bunky navzájom prepojené a ako sú tieto spojenia usporiadané.

FYZIOLÓGIA NEURÓNA A JEHO ŠTRUKTÚRY:

Najjednoduchšia reakcia nervového systému na vonkajší podnet je je to reflex. Najprv sa pozrime na štruktúru a fyziológiu štrukturálnej elementárnej jednotky nervového tkaniva zvierat a ľudí - neurón. Funkčné a základné vlastnosti neurónu sú určené jeho schopnosťou vzrušovať a sebaexcitovať. Prenos excitácie sa vykonáva pozdĺž procesov neurónu - axóny a dendrity.

Axóny sú dlhšie a širšie procesy. Majú množstvo špecifických vlastností: izolované vedenie excitácia a bilaterálne vedenie.

Nervové bunky sú schopné nielen vnímať a spracovávať vonkajšie vzrušenie, ale aj spontánne vyžarovať impulzy, ktoré nie sú spôsobené vonkajšou stimuláciou (samobudením). V reakcii na stimuláciu reaguje neurón impulz aktivity-akčný potenciál, ktorého generačná frekvencia sa pohybuje od 50 do 60 impulzov za sekundu (pre motoneuróny) až do 600 až 800 impulzov za sekundu (pre interneuróny mozgu). Axon končí mnohými tenkými vetvami, ktoré sa nazývajú terminály. Z terminálov impulz ide do iných buniek, priamo do ich tiel alebo, častejšie, do ich dendritov. Počet terminálov na axóne môže dosiahnuť až tisíc, ktoré končia v rôznych bunkách. Na druhej strane typický neurón stavovcov má 1 000 až 10 000 terminálov z iných buniek.

Dendrity - kratšie a početnejšie procesyneuróny. Vnímajú vzrušenie zo susedných neurónov a vedú ho do tela bunky. Rozlišujte mäsité a nedužinaté nervové bunky a vlákna.

Buničinové vlákna - sú súčasťou citlivých amotorické nervy kostrových svalov a zmyslových orgánovSú pokryté lipidovým myelínovým plášťom. Mäsité vlákna sú „rýchlejšie pôsobiace“: v takýchto vláknach s priemerom 1-3,5 mikromilimetrov sa vzrušenie šíri rýchlosťou 3-18 m / s. Je to spôsobené tým, že vedenie impulzov pozdĺž myelinizovaného nervu nastáva náhle. V tomto prípade akčný potenciál „preskočí“ oblasť nervu pokrytého myelínom a v mieste zachytenia Ranviera (holá oblasť nervu) prejde do plášťa axiálneho valca nervové vlákno. Myelínový plášť je dobrým izolátorom a vylučuje prenos excitácie do spoja paralelných nervových vlákien.

Nemasité vlákna - tvoria väčšinu sympatických nervov. Nemajú myelínový obal a sú od seba oddelené neurogliálnymi bunkami.

Bunky hrajú úlohu izolátorov v nedužinatých vláknach. neuroglia(tkanivo podporujúce nervy). Schwannove bunky - jedna z odrôd gliových buniek. Okrem vnútorných neurónov, ktoré vnímajú a transformujú impulzy z iných neurónov, existujú aj neuróny, ktoré vnímajú vplyvy priamo z prostredia - to sú receptory, ako aj neuróny, ktoré priamo ovplyvňujú výkonné orgány - efektory, napríklad svaly alebo žľazy. Ak neurón postihne sval, nazýva sa motorický neurón alebo motorický neurón. Medzi neuroreceptormi sa rozlišuje 5 typov buniek v závislosti od typu patogénu:

- fotoreceptory, ktoré sú vzrušené pod vplyvom svetla a zabezpečujú fungovanie zrakových orgánov,

- mechanoreceptory, receptory, ktoré reagujú na mechanické napätie. Nachádzajú sa v orgánoch sluchu, rovnováhy. Hmatové bunky sú tiež mechanoreceptory. Niektoré mechanoreceptory sú umiestnené vo svaloch a merajú, do akej miery sa napínajú.

- chemoreceptory - selektívne reagujú na prítomnosť alebo zmenu koncentrácie rôznych chemikálií, je na nich založená práca orgánov čuchu a chuti,

- termoreceptory, reagovať na zmenu teploty alebo na jej úroveň - receptory chladu a tepla,

- elektroreceptory reagujú na aktuálne impulzy a nachádzajú sa v niektorých rybách, obojživelníkoch a cicavcoch, napríklad v platýpoch.

Na základe vyššie uvedeného by som rád poznamenal, že medzi biológmi, ktorí študovali nervový systém, dlho existoval názor, že nervové bunky tvoria dlhé komplexné siete, ktoré sa navzájom kontinuálne spájajú.

V roku 1875 však taliansky vedec, profesor histológie na univerzite v Pavii, prišiel s novým spôsobom farbenia buniek - striebrenie. Keď jedna z tisícov susedných buniek striebra, zafarbí sa iba ona - jediná, ale úplne, so všetkými svojimi procesmi. Golgiho metóda veľmi pomohol štúdiu štruktúry nervových buniek. Jeho použitie ukázalo, že napriek tomu, že bunky v mozgu sú umiestnené extrémne blízko seba a ich procesy sú zapletené, napriek tomu sú všetky bunky jasne oddelené. To znamená, že mozog, rovnako ako ostatné tkanivá, pozostáva z oddelených buniek, ktoré nie sú spojené do spoločnej siete. K tomuto záveru dospel španielsky histológ S. Ramon-i-Cajal,čím sa rozšírila bunková teória na nervový systém. Odmietnutie myšlienky zjednotenej siete znamenalo, že v nervovom systéme pulz neprechádza z bunky do bunky nie priamym elektrickým kontaktom, ale cez prestávka.

Keď sa elektrónový mikroskop, ktorý bol vynájdený v roku 1931, začal používať v biológii M. Knoll a E. Ruska, tieto predstavy o prítomnosti medzery sa priamo potvrdili.

KONŠTRUKCIA A FUNKCIE SYNAPSY:

Každý mnohobunkový organizmus, každé tkanivo pozostávajúce z buniek potrebuje mechanizmy, ktoré zaisťujú medzibunkové interakcie. Zvážte ako interneuronálneinterakcie. Informácie sa šíria pozdĺž nervovej bunky vo forme akčné potenciály. K prenosu excitácie z axonálnych koncoviek do inervovaného orgánu alebo inej nervovej bunky dochádza prostredníctvom medzibunkových štruktúrnych útvarov - synapsie(z gréčtiny. "Synapsis"-prepojenie, komunikácia). Pojem synapsie predstavil anglický fyziológ C. Sherrington v roku 1897, aby sa naznačil funkčný kontakt medzi neurónmi. Treba poznamenať, že už v 60. rokoch minulého storočia ICH. Sechenov zdôraznil, že mimo medzibunkovej komunikácie nie je možné vysvetliť spôsoby vzniku ani toho najelementárnejšieho nervového procesu. Čím je nervový systém zložitejší a čím väčší je počet prvkov nervového mozgu, tým dôležitejšie sú synaptické kontakty.

Rôzne synaptické kontakty sa navzájom líšia. Pri všetkej rozmanitosti synapsií však existujú určité všeobecné vlastnosti ich štruktúry a funkcie. Preto najskôr popíšeme všeobecné princípy ich fungovania.

Synapse je komplexná štruktúra formácia pozostávajúca z presynaptickej membrány (najčastejšie ide o koncové vetvenie axónu), postsynaptickej membrány (najčastejšie ide o časť telesnej membrány alebo dendrit iného neurónu), ako aj zo synaptickej štrbiny.

Mechanizmus prenosu cez synapsiu zostal dlho nejasný, aj keď bolo zrejmé, že prenos signálov v synaptickej oblasti sa výrazne líši od procesu vedenia akčného potenciálu pozdĺž axónu. Na začiatku 20. storočia však bola sformulovaná hypotéza, že sa vykonáva synaptický prenos resp elektrické alebo chemicky. Elektrická teória synaptického prenosu v centrálnom nervovom systéme bola uznávaná až do začiatku päťdesiatych rokov minulého storočia, ale výrazne sa stratila po tom, čo bola chemická synapsia preukázaná v mnohých periférne synapsie. Napríklad, A.V. Kibyakov, uskutočnenie experimentu na nervovom gangliu, ako aj použitie technológie mikroelektród na intracelulárnu registráciu synaptických potenciálov

neuróny centrálneho nervového systému umožnili vyvodiť záver o chemickej povahe prenosu v interneuronálnych synapsiách miechy.

Štúdie mikroelektród v posledných rokoch ukázali, že v určitých interneuronálnych synapsiách existuje mechanizmus elektrického prenosu. Teraz je zrejmé, že existujú synapsie, a to ako s chemickým prenosovým mechanizmom, tak s elektrickým. Navyše v niektorých synaptických štruktúrach fungujú elektrické aj chemické prenosové mechanizmy spoločne - ide o tzv zmiešané synapsie.

Synapse(Grécky σύναψις, od συνάπτειν - objatie, zovretie, podanie ruky) je miesto kontaktu medzi dvoma neurónmi alebo medzi efektorovou bunkou, ktorá prijíma signál. Slúži na prenos medzi dvoma bunkami a počas synaptického prenosu je možné regulovať amplitúdu a frekvenciu signálu.

Termín zaviedol v roku 1897 anglický fyziológ Charles Sherrington.

Synapsická štruktúra

Typickou synapsiou je axo-dendritická chemická látka. Takáto synapsia sa skladá z dvoch častí: presynaptický tvorené klavátovým predĺžením konca axónu vysielacej bunky a postsynaptický, predstavovaná kontaktnou oblasťou cytolémy prijímajúcej bunky (v tomto prípade oblasť dendritu). Synapsia je priestor, ktorý oddeľuje membrány kontaktných buniek, ku ktorým prichádzajú nervové zakončenia. Prenos impulzov sa uskutočňuje chemicky pomocou mediátorov alebo elektricky prechodom iónov z jednej bunky do druhej.

Medzi oboma časťami je synaptická štrbina - medzera 10-50 nm medzi postsynaptickými a presynaptickými membránami, ktorých okraje sú vystužené medzibunkovými kontaktmi.

Časť axolemy expanzie klavátu, susediaca so synaptickou štrbinou, sa nazýva presynaptická membrána... Nazýva sa oblasť cytolémy prijímajúcej bunky, ktorá obmedzuje synaptickú štrbinu na opačnej strane postsynaptická membrána, v chemických synapsiách je reliéfny a obsahuje množstvo.

V synaptickej expanzii sú malé vezikuly, tzv synaptické vezikuly obsahujúci buď mediátor (látka-mediátor v prenose), alebo enzým, ktorý tento mediátor ničí. Na postsynaptických a často na presynaptických membránach sú receptory pre konkrétneho mediátora.

Synapsická klasifikácia

V závislosti od mechanizmu prenosu nervového impulzu sa rozlišujú

chemické;
elektrické - články sú prepojené vysoko priepustnými kontaktmi pomocou špeciálnych konektorov (každý konexón pozostáva zo šiestich proteínových podjednotiek). Vzdialenosť medzi bunkovými membránami v elektrickej synapsii je 3,5 nm (obvyklá medzibunková vzdialenosť je 20 nm)

Pretože odpor extracelulárnej tekutiny je malý (v tomto prípade), impulzy prechádzajú bez pretrvávania synapsie. Elektrické synapsie sú zvyčajne excitačné.

Boli objavené dva mechanizmy uvoľňovania: s úplnou fúziou vezikuly s plazmalémou a takzvaným „pobozkaným a utekajúcim“ (angl. pobozkaj a uteč), keď sa vezikula spojí s membránou a malé molekuly ju opustia v synaptickej štrbine, zatiaľ čo veľké zostanú vo vezikule. Druhý mechanizmus je pravdepodobne rýchlejší ako prvý, pomocou ktorého dochádza k synaptickému prenosu s vysokým obsahom iónov vápnika v synaptickom plaku.

Dôsledkom tejto štruktúry synapsie je jednostranné vedenie nervového impulzu. Existuje tzv synaptické oneskorenie- čas potrebný na prenos nervového impulzu. Jeho trvanie je asi - 0,5 ms.

Takzvaný „Daleov princíp“ (jeden - jeden mediátor) bol uznaný za chybný. Alebo, ako sa niekedy verí, je špecifikované: z jedného konca bunky nie je možné uvoľniť jeden, ale niekoľko mediátorov a ich množina je pre danú bunku konštantná.

História objavov

V roku 1897 Sherrington sformuloval koncept synapsií.
Za výskum nervového systému vrátane synaptického prenosu dostali Golgi a Ramon y Cajal v roku 1906 Nobelovu cenu.
V roku 1921 rakúsky vedec O. Loewi stanovil chemickú povahu prenosu excitácie prostredníctvom synapsií a úlohu acetylcholínu v nej. V roku 1936 získal Nobelovu cenu s G. Daleom (N. Dale).
V roku 1933 sovietsky vedec A.V. Kibyakov stanovil úlohu adrenalínu v synaptickom prenose.
1970 - B. Katz (V. Katz, Veľká Británia), W. von Euler (U. v. Euler, Švédsko) a J. Axelrod (USA) získali Nobelovu cenu za objav rolinoradrenalínu v synaptickom prenose.

Prednáška 2. Fyziológia synapsií: štruktúra, klasifikácia a mechanizmy činnosti. Mediátory, neurochemické základy správania.

Na konci 19. storočia existovali paralelne dve teórie organizácie nervového systému (NS). Retikulárna teória veril, že NS je funkčné syncytium: neuróny sú prepojené pomocou procesov, ako sú kapiláry obehového systému. Podľa bunková teória Waldeyera(1981) NS pozostáva z oddelených, oddelených membránami, neurónov. Na vyriešenie problému interakcie jednotlivých neurónov, Sherrington v roku 1987 navrhol prítomnosť špeciálnej membránovej formácie - synapsia... Pomocou elektrónového mikroskopu bola prítomnosť synapsií bezpodmienečne potvrdená. Bunková teória štruktúry NS sa však stala všeobecne uznávanou; paradoxne, v roku 1959 Fershpan a Potter objavili synapsu s medzerovými spojmi v NS kôrovcov (elektrická synapsia).

Synapse- Ide o membránovú formáciu dvoch (alebo viacerých) buniek, pri ktorej dochádza k prenosu excitácie (informácie) z jednej bunky do druhej.

Existuje nasledujúca klasifikácia synapsií:

1) mechanizmom prenosu budenia (a štruktúrou):

Chemické;

Elektrické (efaps);

Zmiešané.

2) podľa uvoľneného neurotransmitera:

Adrenergné - neurotransmiter norepinefrín;

Cholinergikum - neurotransmiter acetylcholín;

Dopaminergikum - neurotransmiter dopamín;

Serotonergný - neurotransmiter serotonín;

GABAergic - neurotransmiter kyselina gama -aminomaslová (GABA)

3) vplyvom:

Vzrušujúce;

Brzda.

4) podľa polohy:

Neuromuskulárne;

Neuro-neuronálne:

a) axo-somatický;

b) axo-axonálne;

c) axo-dendrický;

d) dendrosomatický.

Zvážte tri typy synapsií: chemické, elektrické a zmiešané(kombinovanie vlastností chemických a elektrických synapsií).

Bez ohľadu na typ majú synapsie spoločné štruktúrne znaky: nervový proces na konci tvorí predĺženie ( synaptický plak, So); konečná membrána SB sa líši od ostatných sekcií membrány neurónov a nazýva sa presynaptická membrána(PresM); špecializovaná membrána druhej bunky je označená ako postsynaptická membrána (PostSM); medzi membránami synapsie je Synaptická štrbina(SS, obr. 1, 2).

Ryža. 1. Schéma štruktúry chemickej synapsie

Elektrické synapsie(efapsy, ES) sa dnes v NS nachádzajú nielen kôrovce, ale aj mäkkýše, článkonožce, cicavce. ES majú množstvo jedinečných vlastností. Majú úzku synaptickú medzeru (asi 2 až 4 nm), vďaka ktorej je možné excitáciu prenášať elektrochemicky (ako pozdĺž nervového vlákna v dôsledku EMF). vysokou rýchlosťou a v oboch smeroch: od membrány PreSM k PostSM, a od PostSM k PreSM. Medzi bunkami (spojenia alebo spojovníky) existujú medzery, ktoré sú tvorené dvoma proteínmi nazývanými konexíny. Šesť podjednotiek každého konexínu tvorí kanály PreSM a PostSM, prostredníctvom ktorých si bunky môžu vymieňať látky s nízkou molekulovou hmotnosťou s molekulovou hmotnosťou 1 000-2 000 daltonov. Prácu konexónov je možné regulovať iónmi Ca 2+ (obr. 2).

Ryža. 2. Schéma elektrickej synapsie

ES sú špecializovanejšie v porovnaní s chemickými synapsiami a poskytujú vysokú rýchlosť prenosu budenia... Zdá sa však, že je zbavený možnosti jemnejšej analýzy (regulácie) prenášaných informácií.

V NS dominujú chemické synapsie... História ich štúdia sa začína prácou Clauda Bernarda, ktorý v roku 1850 publikoval článok „Vyšetrovanie kurare“. Tu je to, čo napísal: „Curare je silný jed, ktorý pripravujú niektoré národy (väčšinou ľudožrúti) žijúce v lesoch ... Amazonky.“ A ďalej, „Curare je podobný hadiemu jedu v tom zmysle, že môže byť beztrestne zavedený do zažívacieho traktu ľudí alebo zvierat, pričom injekčné podanie pod kožu alebo do akejkoľvek časti tela rýchlo vedie k smrti. ... Po chvíli zvieratá ležia, ako keby boli unavené. Potom sa dýchanie zastaví a ich citlivosť a život zmiznú a zvieratá nekričia a nejavia žiadne známky bolesti. “ Hoci C. Bernard neprišiel na myšlienku chemického prenosu nervových vzruchov, jeho klasické experimenty s kurare umožnili vznik tejto myšlienky. Uplynulo viac ako pol storočia, keď J. Langley zistil (1906), že paralyzujúci účinok kurare je spojený so špeciálnou časťou svalu, ktorú nazval receptívna látka. Prvýkrát predpoklad prenosu excitácie z nervu na efektorový orgán pomocou chemikálie vyslovil T. Eliot (1904).

Hypotézu o chemickej synapsii však napokon potvrdili iba diela G. Dalea a O. Loewyho. Dale v roku 1914 zistil, že stimuláciu parasympatického nervu napodobňuje acetylcholín. Loewy v roku 1921 dokázal, že acetylcholín sa vylučuje z nervových zakončení blúdivého nervu, a v roku 1926 objavil acetylcholínesterázu, enzým, ktorý ničí acetylcholín.

Vzrušenie v chemickej synapsii prenáša mediátor... Tento proces zahŕňa niekoľko fáz. Uvažujme o týchto funkciách na príklade acetylcholínovej synapsie, ktorá je rozšírená v centrálnom nervovom systéme, autonómnom a periférnom nervovom systéme (obr. 3).

Ryža. 3. Schéma fungovania chemickej synapsie

1. Mediátor acetylcholín (ACh) sa syntetizuje v synaptickom plaku z acetyl-CoA (acetyl-koenzým A sa tvorí v mitochondriách) a cholínu (syntetizuje sa v pečeni) pomocou acetylcholín transferázy (obr. 3, 1).

2. Pick je zabalený synaptické vezikuly ( Castillo, Katz; 1955). Množstvo mediátora v jednej vezikule je niekoľko tisíc molekúl ( kvantum mediátora). Niektoré z vezikúl sú umiestnené na PresM a sú pripravené uvoľniť mediátor (obr. 3, 2).

3. Mediátora uvoľní exocytóza keď je vzrušený preSM. Prichádzajúci prúd hrá dôležitú úlohu pri pretrhnutí membrán a kvantovom uvoľnení vysielača. Ca 2+ (Obr. 3, 3).

4. Vydaný Pick viaže sa na špecifický receptorový proteín PostSM (obr. 3, 4).

5. V dôsledku interakcie mediátora a receptora zmeny iónovej vodivosti PostSM: keď sú otvorené kanály Na +, depolarizácia; otvorenie K + alebo Cl - kanálov vedie k hyperpolarizácia(Obr. 3, 5).

6 ... Po depolarizácii sa v postsynaptickej cytoplazme spustia biochemické procesy (obr. 3, 6).

7. Receptor sa uvoľňuje z mediátora: ACh je zničená acetylcholínesterázou (AChE, obr. 3. 7).

Začiatok formulára

ber to na vedomie mediátor normálne interaguje so špecifickým receptorom s určitou silou a trvaním... Prečo je kurare jed? Miestom pôsobenia kurare je presne synapsia AX. Curare sa pevnejšie viaže na acetylcholínový receptor a zbavuje ho interakcie s mediátorom (ACh). Vzrušenie zo somatických nervov do kostrových svalov vrátane bránicového nervu do hlavného dýchacieho svalu (bránica) sa prenáša pomocou AX, preto curare spôsobuje relaxáciu (relaxáciu) svalov a zastavenie dýchania (čo v skutočnosti spôsobuje smrť) ).

Všimnime si to hlavné vlastnosti prenosu excitácie v chemickej synapsii.

1. Vzrušenie sa prenáša pomocou chemického mediátora - mediátora.

2. Vzrušenie sa prenáša jedným smerom: z PreSm do PostSM.

3. Pri chemickej synapsii dochádza dočasné zdržanie vo vedení vzruchu, preto synapsia má nízka labilita.

4. Chemická synapsia je veľmi citlivá na pôsobenie nielen mediátorov, ale aj iných biologicky aktívnych látok, liekov a jedov.

5. Transformácia excitácií prebieha v chemickej synapsii: elektrochemická povaha excitácie na PreSM pokračuje v biochemickom procese exocytózy synaptických vezikúl a väzby mediátora na špecifický receptor. Nasleduje zmena iónovej vodivosti PostSM (tiež elektrochemický proces), ktorá pokračuje biochemickými reakciami v postsynaptickej cytoplazme.

V zásade by takýto viacstupňový prenos excitácie mal mať významný biologický význam. Upozorňujeme, že v každej z fáz je možná regulácia procesu prenosu excitácie. Napriek obmedzenému počtu mediátorov (o niečo viac ako tucet) v chemickej synapsii existujú podmienky pre široké spektrum možností rozhodovania o osude nervového vzrušenia prichádzajúceho do synapsie. Súhrn vlastností chemických synapsií vysvetľuje individuálnu biochemickú rozmanitosť nervových a mentálnych procesov.

Pozrime sa teraz na dva dôležité procesy prebiehajúce v postsynaptickom priestore. Zistili sme, že v dôsledku interakcie ACh s receptorom na PostSM sa môže vyvinúť depolarizácia aj hyperpolarizácia. Čo určuje, či bude mediátor vzrušujúci alebo inhibičný? Výsledok interakcie mediátora a receptora určené vlastnosťami receptorového proteínu(ešte jedna dôležitá vlastnosť chemickej synapsie - PostSM je aktívny vo vzťahu k excitácii, ktorá k nemu prichádza). Chemická synapsia je v zásade dynamická formácia. Bunka, ktorá je excitovaná, môže zmenou receptora ovplyvniť svoj ďalší osud. Ak sú vlastnosti receptora také, že jeho interakcia s mediátorom otvára kanály Na +, potom na alokácia jedného kvanta mediátora na PostSM rozvíja miestny potenciál(pre neuromuskulárnu synapsiu sa tomu hovorí miniatúrny potenciál koncovej platničky - IPPC).

Kedy vzniká PD? Excitácia PostSM (excitačný postsynaptický potenciál - EPSP) nastáva v dôsledku súčtu lokálnych potenciálov. Dá sa rozlíšiť dva typy súčtových procesov... O sekvenčný výber niekoľkých kvant mediátora v tej istej synapsii(voda a kameň sa míňa) vzniká časa zhrniem... Ak súčasne sa uvoľňujú kvantá mediátorov v rôznych synapsiách(na membráne neurónu ich môže byť niekoľko tisíc) priestorové zhrnutie... K repolarizácii membrány PostSM dochádza pomaly a po uvoľnení jednotlivých kvant kvantity mediátora PostSM je určitý čas v stave exaltácie (takzvaná synaptická potenciácia, obr. 4). Možno týmto spôsobom dôjde k učeniu synapsie (uvoľnenie kvantov vysielača v určitých synapsách môže „pripraviť“ membránu na rozhodujúcu interakciu s vysielačom).

Keď sú otvorené kanály K + alebo Cl -, objaví sa na PostSM (TPSP, obr. 4) inhibičný postsynaptický potenciál.

Ryža. 4. Potenciály postsynaptickej membrány

Prirodzene, v prípade vývoja TPSP je možné zastaviť ďalšie šírenie excitácie. Ďalšou možnosťou, ako ukončiť proces budenia, je presynaptická inhibícia. Ak sa na membráne synaptického plaku vytvorí inhibičná synapsia, potom v dôsledku hyperpolarizácie PreSM môže byť exocytóza synaptických vezikúl zablokovaná.

Druhým dôležitým procesom je vývoj biochemických reakcií v postsynaptickej cytoplazme. Zmena iónovej vodivosti PostSM aktivuje tzv sekundárni poslovia (sprostredkovatelia): cAMP, cGMP, Ca 2+ -dependentná proteínkináza, ktoré zase aktivujú rôzne proteínkinázy fosforyláciou. Tieto biochemické reakcie môžu „zostúpiť“ hlboko do cytoplazmy až do jadra neurónu, čím sa regulujú procesy syntézy bielkovín. Nervová bunka teda môže reagovať na vzrušenie, ktoré prišlo nielen rozhodnutím o svojom ďalšom osude (reagovať na EPSP alebo TPSP, tj. Vykonávať alebo nevykonávať to ďalej), ale zmeniť počet receptorov, príp. syntetizovať receptorový proteín s novými vlastnosťami vo vzťahu k určitému mediátoru. Preto ďalšia dôležitá vlastnosť chemickej synapsie: vďaka biochemickým procesom postsynaptickej cytoplazmy sa bunka pripravuje (učí) na budúce interakcie.

V nervovom systéme funguje množstvo synapsií, ktoré sa líšia mediátormi a receptormi. Názov synapsií určuje mediátor, presnejšie názov receptora pre konkrétneho mediátora. Preto zvážime klasifikáciu hlavných mediátorov a receptorov nervového systému (pozri tiež materiál rozdaný na prednáške !!).

Už sme poznamenali, že účinok interakcie mediátora a receptora je určený vlastnosťami receptora. Známe mediátory, s výnimkou kyseliny g-aminomaslovej, môžu teda fungovať ako excitačné aj inhibičné mediátory. Nasledujúce skupiny mediátorov sa rozlišujú podľa chemickej štruktúry.

Acetylcholín, široko distribuovaný v centrálnom nervovom systéme, je mediátorom v cholinergických synapsiách autonómneho nervového systému, ako aj v somatických neuromuskulárnych synapsiách (obr. 5).

Ryža. 5. Molekula acetylcholínu

Známy dva typy cholinergných receptorov: nikotín ( H-cholinergné receptory) a muskarínové ( M-cholinergné receptory). Názov dostali látky, ktoré v týchto synapsiách spôsobujú účinok podobný acetylcholínu: N-cholinomimetikum je nikotín, a M-cholinomimetikum- toxín muchovníka Amanita muscaria ( muskarín). Blokátor H-cholinergných receptorov (anticholinergický) je d-tubokurarín(hlavná zložka jedu curare) a M-anticholinergikum je toxín belladony Atropa belladonna - atropín... Je zaujímavé, že vlastnosti atropínu sú známe už dlho a boli časy, keď ženy používali belladonový atropín na rozšírenie zrakových zreníc (aby boli oči tmavé a „krásne“).

Nasledujúce štyri hlavné mediátory majú podobnosť v chemickej štruktúre, preto sú zaradené do skupiny monoamíny... to serotonín alebo 5-hydroxytrypt (5-HT), hrá dôležitú úlohu v mechanizmoch posilnenia (hormón radosti). Je syntetizovaný z aminokyseliny esenciálnej pre človeka - tryptofánu (obr. 6).

Ryža. 6. Molekula serotonínu (5-hydroxytryptamínu)

Tri ďalšie neurotransmitery sú syntetizované z esenciálnej aminokyseliny fenylalanínu, preto sú zjednotené spoločným názvom katecholamíny- toto je dopamín (dopamín), norepinefrín (norepinefrín) a adrenalín (epinefrín, obr. 7).

Ryža. 7. Katecholamíny

Medzi aminokyseliny medzi mediátorov patrí kyselina gama-aminomaslová(g -AMK alebo GABA - známy len ako inhibičný mediátor), glycín, kyselina glutámová, kyselina asparágová.

Mediátori obsahujú číslo peptidy... V roku 1931 Euler objavil vo výťažkoch mozgu a čriev látku, ktorá spôsobuje stiahnutie hladkých svalov čreva, rozšírenie ciev. Tento mediátor bol izolovaný z hypotalamu v čistej forme a dostal meno látka P(z angličtiny powder - prášok, pozostáva z 11 aminokyselín). Následne sa zistilo, že látka P hrá dôležitú úlohu pri vedení bolestivých vzruchov (názov nebolo potrebné meniť, pretože bolesť v angličtine je bolesť).

Peptid delta spánku dostal svoj názov pre schopnosť indukovať pomalé rytmy s vysokou amplitúdou (delta rytmy) v elektroencefalograme.

V mozgu sa syntetizuje množstvo proteínových mediátorov narkotickej (opiátovej) povahy. Ide o pentapeptidy Met-enkefalín a Leu-enkefalín a endorfíny... Toto sú najdôležitejšie blokátory vzrušenia z bolesti a mediátory posilnenia (radosti a potešenia). Inými slovami, náš mozog je skvelá továreň. endogénne drogy. Hlavnou vecou je naučiť mozog ich vytvárať. „Ako?“ - pýtaš sa. Je to jednoduché - endogénne opiáty sa uvoľňujú, keď si užívame. Robte všetko s potešením, aby vaša endogénna továreň syntetizovala opiáty! Túto príležitosť prirodzene dostávame od narodenia - drvivá väčšina neurónov reaguje na pozitívne posilnenie.

Výskum v posledných desaťročiach viedol k objaveniu ďalšieho veľmi zaujímavého mediátora - oxid dusnatý (NO). Ukázalo sa, že NO hrá nielen dôležitú úlohu pri regulácii tonusu ciev (nitroglycerín, ktorý poznáte, je zdrojom NO a rozširuje koronárne cievy), ale je syntetizovaný aj v neurónoch centrálneho nervového systému.

V zásade nie je história neurotransmiterov ešte úplná, existuje množstvo látok, ktoré sa podieľajú na regulácii nervového vzrušenia. Je to tak, že skutočnosť ich syntézy v neurónoch ešte nebola presne stanovená, nenašli sa v synaptických vezikulách a nenašli sa pre nich špecifické receptory.

Federálna agentúra pre vzdelávanie

Štátna vzdelávacia inštitúcia

vyššie odborné vzdelanie

Ryazan State University pomenovaná po S.A. Yesenin "

Ústav psychológie, pedagogiky a sociálnej práce

Testovacia práca z disciplíny „Neurofyziológia a základy HND“

na tému: „Pojem synapsie, štruktúra synapsie.

Prenos excitácie v synapsii "

Vyplnené študentskou skupinou 13L

1 kurz OZO (3) A.I. Sharova

Začiarknuté:

profesor lekárskych vied

O.A. Belova

Ryazan 2010

1. Úvod …………………………………………………………… .. ..3

2. Štruktúra a funkcie synapsie …………………………………… ... 6

3. Prenos vzrušenia v synapsii ………………………………… .8

4. Chemická synapsia …………………………………………………… 9

5. Izolácia mediátora ……………………………………………… ... 10

6. Chemické mediátory a ich typy ……………………………… ..12

7. Záver …………………………………………………………… 15

8. Referencie ……………………………………………… .... 17

Úvod.

Synapsická štruktúra a funkcia.

Každý mnohobunkový organizmus, každé tkanivo pozostávajúce z buniek potrebuje mechanizmy, ktoré zaisťujú medzibunkové interakcie. Zvážte ako interneuronálneinterakcie. Informácie sa šíria pozdĺž nervovej bunky vo forme akčné potenciály. K prenosu excitácie z axonálnych koncoviek do inervovaného orgánu alebo inej nervovej bunky dochádza prostredníctvom medzibunkových štruktúrnych útvarov - synapsie (z gréčtiny. „Synapsis“ - spojenie, spojenie). Pojem synapsie predstavil anglický fyziológ C. Sherrington v roku 1897, aby sa naznačil funkčný kontakt medzi neurónmi. Treba poznamenať, že už v 60. rokoch minulého storočia ICH. Sechenov zdôraznil, že mimo medzibunkovej komunikácie nie je možné vysvetliť spôsoby vzniku ani toho najelementárnejšieho nervového procesu. Čím je nervový systém zložitejší a čím väčší je počet prvkov nervového mozgu, tým dôležitejšie sú synaptické kontakty.

Synapse - je komplexný štruktúrny útvar, ktorý pozostáva z

presynaptická membrána - elektrogénna membrána na konci axónu, tvorí synapsiu na svalovej bunke (najčastejšie je to koncová vetva axónu)

postsynaptická membrána - elektrogénna membrána inervovanej bunky, na ktorej sa tvorí synapsia (najčastejšie je to časť telesnej membrány alebo dendrit iného neurónu)

synaptická štrbina - priestor medzi presynaptickou a postsynaptickou membránou, vyplnený tekutinou, ktorá svojim zložením pripomína krvnú plazmu

Synapsie môžu byť medzi dvoma neurónmi (interneuronálne) medzi neurónom a svalovým vláknom (neuromuskulárne), medzi receptorovými formáciami a procesmi senzorických neurónov (receptorovo-nervový), medzi procesmi neurónu a iných buniek ( žľazový).

Existuje niekoľko klasifikácií synapsií.

1. Lokalizáciou:

1) centrálne synapsie;

2) periférne synapsie.

Centrálne synapsie ležia v centrálnom nervovom systéme a sú tiež umiestnené v gangliách autonómneho nervového systému.

Centrálne synapsie- sú to kontakty medzi dvoma nervovými bunkami a tieto kontakty sú heterogénne a v závislosti od štruktúry, na ktorej prvý neurón tvorí synapsiu s druhým neurónom, sa rozlišujú:

a) axosomatický, tvorený axónom jedného neurónu a telom iného neurónu;

b) axodendritické, tvorené axónom jedného neurónu a dendritom iného;

c) axoaxonálny (axón prvého neurónu tvorí synapsiu na axóne druhého neurónu);

d) dendrodentritikum (dendrit prvého neurónu tvorí synapsiu k dendritu druhého neurónu).

Existuje niekoľko typov periférne synapsie:

a) myoneurálny (neuromuskulárny), tvorený axónom motorického neurónu a svalovej bunky;

b) neuroepiteliálny, tvorený axónom neurónu a sekrečnou bunkou.

2. Funkčná klasifikácia synapsií:

1) excitačné synapsie;

2) inhibičné synapsie.

Synapsia vzrušujúca- synapsia, v ktorej je excitovaná postsynaptická membrána; vzniká v ňom vzrušujúci postsynaptický potenciál a vzrušenie, ktoré prišlo do synapsie, sa šíri ďalej.

Brzdná synapsia- A. Synapsia, na ktorej postsynaptickej membráne vzniká inhibičný postsynaptický potenciál a excitácia, ktorá prišla do synapsie, sa ďalej nešíri; B. excitačná axo-axonálna synapsia spôsobujúca presynaptickú inhibíciu.

3. Mechanizmami prenosu vzruchu v synapsách:

1) chemický;

2) elektrické;

3) zmiešané

Zvláštnosť chemické synapsie spočíva v tom, že prenos excitácie sa vykonáva pomocou špeciálnej skupiny chemikálií - mediátori. Je špecializovanejšia ako elektrická synapsia.

Existuje niekoľko typov chemické synapsie v závislosti od povahy mediátora:

a) cholinergné.

b) adrenergné.

c) dopaminergné. V nich sa vzrušenie prenáša pomocou dopamínu;

d) histaminergné. V nich sa vzrušenie prenáša pomocou histamínu;

e) GABAergné. V nich sa excitácia prenáša pomocou kyseliny gama-aminomaslovej, to znamená, že sa vyvíja inhibičný proces.

Synapse adrenergné - synapsia, v ktorej je norepinefrín mediátorom. V ňom sa vzrušenie prenáša pomocou troch katecholamínov; rozlišovať medzi a1-, b1- a b2-adrenergnými synapsami. Tvoria neuroorganické synapsie sympatického nervového systému a synapsie centrálneho nervového systému. Excitácia a-adrenergných synapsií spôsobuje vazokonstrikciu, stiahnutie maternice; b1 - adrenergné synapsie - zvýšená funkcia srdca; b2 - adrenergné - bronchiálna dilatácia.

Cholinergická synapsia - mediátorom je acetylcholín. Delia sa na n-cholinergné a m-cholinergné synapsie.

Pri m-cholinergných synapsia, postsynaptická membrána je citlivá na muskarín. Tieto synapsie tvoria neuroorganické synapsie parasympatického systému a synapsie centrálneho nervového systému.

V n-cholinergných synapsia, postsynaptická membrána je citlivá na nikotín. Tento typ synapsií tvorí neuromuskulárne synapsie somatického nervového systému, gangliové synapsie, synapsie sympatického a parasympatického nervového systému, synapsie centrálneho nervového systému.

Synapse elektrická- v ňom sa excitácia z pre- do postsynaptickej membrány prenáša elektricky, t.j. dochádza k efaptickému prenosu excitácie - akčný potenciál dosiahne presynaptický koniec a potom sa šíri medzibunkovými kanálmi, čo spôsobuje depolarizáciu postsynaptickej membrány. V elektrickej synapsii nie je mediátor produkovaný, synaptická štrbina je malá (2 - 4 nm) a obsahuje kanáliky proteínových mostíkov široké 1 až 2 nm, po ktorých sa pohybujú ióny a malé molekuly. To prispieva k nízkemu odporu postsynaptickej membrány. Tento typ synapsií sa vyskytuje oveľa menej často ako chemické a líši sa od nich vyššou rýchlosťou prenosu excitácie, vysokou spoľahlivosťou a možnosťou obojsmernej excitácie.

Synapsie majú množstvo fyziologických vlastností :

1) chlopňová vlastnosť synapsií t.j. schopnosť prenášať excitáciu iba v jednom smere z presynaptickej membrány na postsynaptickú;

2) vlastnosť synaptického oneskorenia vzhľadom na skutočnosť, že prenosová rýchlosť excitácie klesá;

3) potenciačná vlastnosť(každý nasledujúci impulz bude vykonaný s menším postsynaptickým oneskorením). Je to spôsobené skutočnosťou, že mediátor z predchádzajúceho impulzu zostáva na presynaptických a postsynaptických membránach;

4) nízka labilita synapsie(100-150 impulzov za sekundu).

Prenos vzrušenia v synapsii.

Mechanizmus prenosu cez synapsiu zostal dlho nejasný, aj keď bolo zrejmé, že prenos signálov v synaptickej oblasti sa výrazne líši od procesu vedenia akčného potenciálu pozdĺž axónu. Na začiatku 20. storočia však bola sformulovaná hypotéza, že sa vykonáva synaptický prenos resp elektrické alebo chemicky. Elektrická teória synaptického prenosu v centrálnom nervovom systéme bola uznávaná až do začiatku päťdesiatych rokov minulého storočia, ale výrazne sa stratila po tom, čo bola chemická synapsia preukázaná v mnohých periférne synapsie. Napríklad, A.V. Kibyakov, Po vykonaní experimentu na nervovom gangliu a použití technológie mikroelektród na intracelulárny záznam synaptického potenciálu neurónov CNS bolo možné vyvodiť záver o chemickej povahe prenosu v interneuronálnych synapsiách miechy.

Ak sú elektrické synapsie charakteristické pre nervový systém primitívnejších zvierat (nervový difúzny systém coelenterátov, niektoré synapsie rakoviny a annelidov, synapsie nervového systému rýb), aj keď sa nachádzajú v mozgu cicavcov. Vo všetkých vyššie uvedených prípadoch sú impulzy prenášané cez depolarizácia pôsobenie elektrického prúdu, ktorý je generovaný v presynaptickom prvku. Tiež by som rád poznamenal, že v prípade elektrických synapsií môžu byť impulzy prenášané v jednom aj v dvoch smeroch. Tiež u nižších zvierat kontakt medzi presynaptický a postsynaptický prvok sa vykonáva iba pomocou jednej synapsie - monosynaptická forma komunikácie, v procese fylogenézy však dochádza k prechodu na polysynaptická forma komunikácie, to znamená, že keď sa vyššie uvedený kontakt uskutoční prostredníctvom viacerých synapsií.

V tejto práci by som sa však chcel podrobnejšie venovať synapsiám s mechanizmom chemického prenosu, ktoré tvoria veľkú časť synaptického aparátu centrálneho nervového systému vyšších zvierat a ľudí. Chemické synapsie sú podľa mňa obzvlášť zaujímavé, pretože poskytujú veľmi komplexné interakcie buniek a sú tiež spojené s mnohými patologické procesy a zmeniť ich vlastnosti pod vplyvom určitých liekov.