Struktura sinapse
U sinaptičkoj ekspanziji nalaze se male vezikule, tzv sinaptičkih vezikula koji sadrže ili posrednik (tvar koja posreduje u prijenosu ekscitacije) ili enzim koji uništava ovaj posrednik. Na postsinaptičkim, a često i na presinaptičkim membranama, nalaze se receptori za jedan ili drugi medijator.
Klasifikacije sinapsi
U zavisnosti od mehanizma prenosa nervnih impulsa, postoje
- električni - ćelije su povezane visokopropusnim kontaktima pomoću posebnih koneksona (svaki konekson se sastoji od šest proteinskih podjedinica). Udaljenost između staničnih membrana u električnoj sinapsi je 3,5 nm (uobičajena međućelijska udaljenost je 20 nm)
Pošto je otpor ekstracelularne tečnosti nizak (u ovom slučaju), impulsi prolaze kroz sinapsu bez odlaganja. Električne sinapse su obično ekscitativne.
Za nervni sistem Kod sisara, električne sinapse su manje uobičajene od hemijskih.
- mješovite sinapse: presinaptički akcijski potencijal proizvodi struju koja depolarizira postsinaptičku membranu tipične kemijske sinapse gdje pre- i postsinaptičke membrane nisu čvrsto jedna uz drugu. Stoga, u ovim sinapsama, hemijski prijenos služi kao neophodan mehanizam za jačanje.
Najčešće su hemijske sinapse.
Hemijske sinapse se mogu klasificirati prema njihovoj lokaciji i pripadnosti odgovarajućim strukturama:
- periferni
- neurosekretorni (akso-vazalni)
- receptor-neuronski
- centralno
- axo-dendritic- sa dendritima, uklj.
- axo-spinous- sa dendritskim bodljama, izrasline na dendritima;
- akso-somatski- sa telima neurona;
- akso-aksonalni- između aksona;
- dendro-dendritski- između dendrita;
- axo-dendritic- sa dendritima, uklj.
Inhibitorne sinapse su dvije vrste: 1) sinapsa, u čijim se presinaptičkim završecima oslobađa transmiter koji hiperpolarizira postsinaptičku membranu i uzrokuje pojavu inhibitornog postsinaptičkog potencijala; 2) akso-aksonalna sinapsa, koja obezbeđuje presinaptičku inhibiciju. Holinergička sinapsa (s. cholinergica) - sinapsa u kojoj je posrednik acetilholin.
Prisutan na nekim sinapsama postsinaptička kondenzacija- elektronski gusta zona koja se sastoji od proteina. Na osnovu njegovog prisustva ili odsustva razlikuju se sinapse asimetrično I simetrično. Poznato je da su sve glutamatergične sinapse asimetrične, a GABAergične sinapse simetrične.
U slučajevima kada je nekoliko sinaptičkih produžetaka u kontaktu sa postsinaptičkom membranom, više sinapsi.
Posebni oblici sinapsi uključuju spinoznog aparata, u kojem kratke pojedinačne ili višestruke izbočine postsinaptičke membrane dendrita dodiruju sinaptički nastavak. Aparati kičme značajno povećavaju broj sinaptičkih kontakata na neuronu i, posljedično, količinu obrađenih informacija. Sinapse bez kičme nazivaju se sjedeće sinapse. Na primjer, sve GABAergične sinapse su sjedeće.
Mehanizam funkcionisanja hemijske sinapse
Kada je presinaptički terminal depolariziran, otvaraju se kalcijumski kanali osjetljivi na voltažu, ioni kalcija ulaze u presinaptički terminal i pokreću fuziju sinaptičkih vezikula s membranom. Kao rezultat toga, transmiter ulazi u sinaptičku pukotinu i veže se za receptorske proteine postsinaptičke membrane, koji se dijele na metabotropne i jonotropne. Prvi su povezani sa G proteinom i pokreću kaskadu intracelularnih reakcija transdukcije signala. Potonji su povezani s ionskim kanalima, koji se otvaraju kada se neurotransmiter veže na njih, što dovodi do promjene membranskog potencijala. Medijator djeluje vrlo kratko, nakon čega ga specifični enzim uništava. Na primjer, u holinergičkim sinapsama, enzim koji uništava transmiter u sinaptičkom pukotinu je acetilkolinesteraza. Istovremeno, dio transmitera može se kretati uz pomoć proteina nosača preko postsinaptičke membrane (direktan unos) i u suprotnom smjeru kroz presinaptičku membranu (obrnuti unos). U nekim slučajevima transmiter preuzimaju i susjedne neuroglijalne ćelije.
Otkrivena su dva mehanizma oslobađanja: potpunim spajanjem vezikule sa plazmalemom i tzv. poljubi i trči), kada se vezikula spoji na membranu, a mali molekuli izlaze iz nje u sinaptički pukotinu, dok veliki molekuli ostaju u vezikuli. Drugi mehanizam je vjerovatno brži od prvog, uz pomoć njega dolazi do sinaptičkog prijenosa kada je sadržaj kalcijevih jona u sinaptičkom plaku visok.
Posljedica ove strukture sinapse je jednostrano provođenje nervnog impulsa. Postoji tzv sinaptičko kašnjenje- vrijeme potrebno za prijenos nervnog impulsa. Njegovo trajanje je oko -0,5 ms.
PNS: Schwannove ćelije Neurolema čvor Ranvier/Internodalni segment Mijelinski zarez
Wikimedia fondacija. 2010.
Sinonimi:Pogledajte šta je "Synapse" u drugim rječnicima:
- (od grčkog synapsis veza) područje kontakta (veze) nervnih ćelija (neurona) međusobno i sa ćelijama izvršnih organa. Interneuronske sinapse obično se formiraju od grana aksona jedne nervne ćelije i tela, dendrita ili aksona... Veliki enciklopedijski rječnik
U neuronskim mrežama, komunikacija između formalnih neurona. Izlazni signal iz neurona ulazi u sinapsu, koja ga prenosi na drugi neuron. Složene sinapse mogu imati memoriju. Vidi također: Neuralne mreže Finansijski rječnik Finam... Financial Dictionary
sinapse- Specijalizovana zona kontakta između neurona (interneuronska sinapsa) ili između neurona i drugih ekscitabilnih formacija (organska sinapsa), obezbeđujući prenos ekscitacije uz očuvanje, promenu ili nestanak njene informacije... ... Vodič za tehnički prevodilac
Moscow Psychological Društveni institut (MSSI)
Sažetak o anatomiji centralnog nervnog sistema na temu:
SYNAPSES (struktura, struktura, funkcije).
student 1. godine Psihološkog fakulteta,
grupa 21/1-01 Logachev A.Yu.
Učitelj:
Kholodova Marina Vladimirovna.
godine 2001.
plan rada:
1.Prolog.
2. Fiziologija neurona i njegova struktura.
3. Struktura i funkcije sinapse.
4. Hemijska sinapsa.
5. Izolacija posrednika.
6. Hemijski posrednici i njihove vrste.
7.Epilog.
8. Spisak referenci.
PROLOG:
Naše tijelo je jedan veliki satni mehanizam. Sastoji se od ogromna količina sitne čestice koje se nalaze u u strogom redu a svaki od njih obavlja određene funkcije i ima svoje jedinstvena svojstva. Ovaj mehanizam - tijelo, sastoji se od ćelija, koje povezuju svoja tkiva i sisteme: sve to kao cjelina predstavlja jedan lanac, supersistem tijela. Najveća raznolikost ćelijskih elemenata ne bi mogla funkcionirati kao jedinstvena cjelina da u tijelu ne postoji sofisticirani regulatorni mehanizam. Nervni sistem igra posebnu ulogu u regulaciji. Sve težak posao nervni sistem - regulacija rada unutrašnje organe, kontrola pokreta, bilo da su jednostavni i nesvjesni pokreti (na primjer, disanje) ili složeni pokreti ruku osobe - sve se to, u suštini, temelji na interakciji stanica jedna s drugom. Sve se to u suštini zasniva na prijenosu signala iz jedne ćelije u drugu. Štaviše, svaka ćelija radi svoj posao, a ponekad ima i nekoliko funkcija. Raznolikost funkcija obezbjeđuju dva faktora: način na koji su ćelije međusobno povezane i način na koji su te veze raspoređene.
FIZIOLOGIJA NEURONA I NJEGOVA STRUKTURA:
Najjednostavnija reakcija nervnog sistema na spoljašnji stimulans je to je refleks. Prije svega, razmotrimo strukturu i fiziologiju strukturne elementarne jedinice nervnog tkiva životinja i ljudi - neuron. Funkcionalna i osnovna svojstva neurona određena su njegovom sposobnošću da se uzbuđuje i samouzbudi. Prenos ekscitacije vrši se duž procesa neurona - aksona i dendrita.
Aksoni su duži i širi procesi. Imaju niz specifičnih svojstava: izolovanu provodljivost ekscitacija i bilateralno provođenje.
Nervne ćelije su sposobne ne samo da percipiraju i obrađuju vanjsku stimulaciju, već i spontano proizvode impulse koji nisu uzrokovani vanjskom stimulacijom (samopobuda). Kao odgovor na stimulaciju, neuron odgovara impuls aktivnosti- akcijski potencijal čija se frekvencija generiranja kreće od 50-60 impulsa u sekundi (za motorne neurone) do 600-800 impulsa u sekundi (za interneurone mozga). Akson se završava mnogim tankim granama tzv terminali. Od terminala impuls prelazi na druge ćelije, direktno na njihova tijela ili, češće, na njihove dendritske procese. Broj terminala u aksonu može doseći i do hiljadu, koji završavaju u različitim ćelijama. S druge strane, tipični neuron kralježnjaka ima između 1.000 i 10.000 terminala iz drugih stanica.
Dendriti - kraći i brojniji procesi neurona. Oni opažaju ekscitaciju od susjednih neurona i provode je do tijela ćelije. Postoje kašaste i nepulpirane nervne ćelije i vlakna.
Vlakna pulpe su dio osjetljivih i motoričkih nerava skeletnih mišića i osjetilnih organa Prekrivene su lipidnom mijelinskom ovojnicom. Vlakna pulpe su "brzodjelujuća": u takvim vlaknima promjera 1-3,5 mikromilimetara, ekscitacija se širi brzinom od 3-18 m/s. To se objašnjava činjenicom da se provođenje impulsa duž mijeliniziranog živca odvija grčevito. U ovom slučaju, akcioni potencijal "skače" kroz područje živca prekrivenog mijelinom i na Ranvierovom čvoru (izloženo područje živca), prelazi na omotač aksijalnog cilindra živca. vlakna. Mijelinska ovojnica je dobar izolator i sprječava prijenos ekscitacije na spoj paralelnih nervnih vlakana.
Nemišićna vlakna čine većinu simpatičkih nerava. Nemaju mijelinsku ovojnicu i odvojene su jedna od druge neuroglijalnim ćelijama.
U vlaknima bez pulpe ćelije djeluju kao izolatori. neuroglia(nervno potporno tkivo). Schwannove ćelije - jedna od vrsta glijalnih ćelija. Pored unutrašnjih neurona koji percipiraju i transformišu impulse koji dolaze od drugih neurona, postoje neuroni koji percipiraju uticaje direktno od okruženje- Ovo receptori, kao i neuroni koji direktno utiču na izvršne organe - efektori, na primjer, na mišićima ili žlijezdama. Ako neuron djeluje na mišić, naziva se motorni neuron ili motorni neuron. Među neuroreceptorima postoji 5 vrsta ćelija, u zavisnosti od vrste patogena:
- fotoreceptori, koji se pobuđuju pod uticajem svetlosti i obezbeđuju funkcionisanje organa vida,
- mehanoreceptori, oni receptori koji reaguju na mehaničke uticaje. Nalaze se u organima sluha i ravnoteže. Dodirne ćelije su takođe mehanoreceptori. Neki mehanoreceptori se nalaze u mišićima i mjere stepen njihovog istezanja.
- hemoreceptori - selektivno reagiraju na prisutnost ili promjenu koncentracije raznih hemikalija, na njima se zasniva rad organa mirisa i ukusa,
- termoreceptori, reaguju na promjene temperature ili njenog nivoa - receptori za hladnoću i toplinu,
- elektroreceptori reaguju na trenutne impulse, a prisutni su kod nekih riba, vodozemaca i sisara, na primjer, platipusa.
Na osnovu navedenog, želio bih napomenuti da dugo vremena Među biolozima koji su proučavali nervni sistem postojalo je mišljenje da nervne ćelije formiraju dugačke složene mreže koje se neprekidno prelivaju jedna u drugu.
Međutim, 1875. godine, italijanski naučnik, profesor histologije na Univerzitetu u Paviji, došao je do novi način bojenje ćelija - srebrenje. Kada jedna od hiljada obližnjih ćelija posrebri, samo je ona obojena - jedina, ali potpuno, sa svim svojim procesima. Golgijeva metoda uvelike pomogao proučavanju strukture nervnih ćelija. Njegova upotreba je pokazala da, uprkos činjenici da se ćelije u mozgu nalaze izuzetno blizu jedna drugoj, a njihovi procesi su zbunjeni, svaka ćelija je i dalje jasno odvojena. To jest, mozak se, kao i druga tkiva, sastoji od pojedinačnih ćelija koje nisu ujedinjene u zajedničku mrežu. Ovaj zaključak je izveo španski histolog S. Ramon y Cahalem, koji je time proširio ćelijsku teoriju na nervni sistem. Odbacivanje koncepta povezane mreže značilo je to u nervnom sistemu puls prelazi od ćelije do ćelije ne direktnim električnim kontaktom, već kroz jaz
Kada je elektronski mikroskop, koji je izumljen 1931. godine, počeo da se koristi u biologiji? M. Knollem I E. Ruska, ove ideje o prisustvu jaza dobile su direktnu potvrdu.
STRUKTURA I FUNKCIJA SINAPSE:
Svaki višećelijski organizam, svako tkivo koje se sastoji od ćelija potrebni su mehanizmi koji osiguravaju međućelijske interakcije. Pogledajmo kako se izvode interneuronski interakcije. Informacije putuju duž nervnih ćelija u obliku akcioni potencijali. Prijenos ekscitacije sa terminala aksona na inervirani organ ili drugu živčanu ćeliju odvija se kroz međustanične strukturne formacije - sinapse(iz grčkog "Sinapsis"- veza, veza). Koncept sinapse uveo je engleski fiziolog C. Sherington 1897. godine, da označi funkcionalni kontakt između neurona. Treba napomenuti da je još 60-ih godina prošlog vijeka NJIH. Sechenov naglasio da je bez međućelijske komunikacije nemoguće objasniti metode nastanka čak i najelementarnijeg nervnog procesa. Što je nervni sistem složeniji i što je veći broj konstitutivnih neuronskih elemenata mozga, značaj sinaptičkih kontakata postaje važniji.
Različiti sinaptički kontakti se međusobno razlikuju. Međutim, uz svu raznolikost sinapsi, postoje određene opšta svojstva njihove strukture i funkcije. Stoga, prvo opisujemo opšti principi njihovo funkcionisanje.
Sinapsa - je složena struktura formacija koja se sastoji od presinaptičke membrane (najčešće je to krajnja grana aksona), postsinaptičke membrane (najčešće je to dio tjelesne membrane ili dendrita drugog neurona), kao i sinaptičke pukotine.
Mehanizam prijenosa kroz sinapse dugo je ostao nejasan, iako je bilo očito da se prijenos signala u sinaptičkom području oštro razlikuje od procesa provođenja akcionog potencijala duž aksona. Međutim, početkom 20. stoljeća formulirana je hipoteza da se sinaptički prijenos događa ili električni ili hemijski. Električna teorija sinaptičke transmisije u centralnom nervnom sistemu bila je priznata do ranih 50-ih godina, ali je značajno izgubila tlo nakon što je hemijska sinapsa demonstrirana u brojnim slučajevima. periferne sinapse. Na primjer, A.V. Kibjakov, provođenje eksperimenta na nervnom gangliju, kao i korištenje mikroelektrodne tehnologije za unutarćelijsko snimanje sinaptičkih potencijala
neuroni centralnog nervnog sistema omogućili su da to zaključimo hemijske prirode prijenos na interneuronskim sinapsama kičmene moždine.
Studije mikroelektroda posljednjih godina je pokazao da na određenim interneuronskim sinapsama postoji mehanizam električnog prijenosa. Sada je postalo očigledno da postoje sinapse i sa mehanizmom hemijskog prenosa i sa električnim. Štaviše, u nekim sinaptičkim strukturama i električni i hemijski mehanizmi prenosa funkcionišu zajedno - to su tzv. mješovite sinapse.
Mišićne i žljezdane ćelije se prenose kroz posebnu strukturnu formaciju - sinapsu.
Synapse- struktura koja osigurava provođenje signala od jednog do drugog. Termin je uveo engleski fiziolog C. Sherington 1897. godine.
Struktura sinapse
Sinapse se sastoje od tri glavna elementa: presinaptičke membrane, postsinaptičke membrane i sinaptičke pukotine (slika 1).
Rice. 1. Struktura sinapse: 1 - mikrotubule; 2 - mitohondrije; 3 - sinaptičke vezikule sa transmiterom; 4 - presinaptička membrana; 5 - postsinaptička membrana; 6 - receptori; 7 - sinaptički rascjep
Neki elementi sinapsi mogu imati druga imena. Na primjer, sinaptički plak je sinapsa između, krajnja ploča je postsinaptička membrana, motorni plak je presinaptički završetak aksona na mišićnom vlaknu.
presinaptička membrana pokriva prošireni nervni završetak, koji je neurosekretorni aparat. Presinaptički dio sadrži vezikule i mitohondrije koji osiguravaju sintezu medijatora. Medijatori se talože u granulama (mehurićima).
Postsinaptička membrana - zadebljani dio ćelijske membrane sa kojim je presinaptička membrana u kontaktu. Ima jonske kanale i sposoban je da generiše akcione potencijale. Osim toga, sadrži posebne proteinske strukture - receptore koji percipiraju djelovanje medijatora.
Sinaptički rascjep je prostor između presinaptičke i postsinaptičke membrane, ispunjen tekućinom sličnom po sastavu.
Rice. Struktura sinapse i procesi koji se odvijaju tokom prenosa sinaptičkog signala
Vrste sinapsi
Sinapse se klasificiraju prema lokaciji, prirodi djelovanja i načinu prijenosa signala.
Po lokaciji Razlikuju neuromuskularne sinapse, neuroglandularne i neuroneuronske; potonji se, pak, dijele na akso-aksonalne, akso-dendritske, akso-somatske, dendro-somatske, dendro-dendrotske.
Po prirodi radnje Sinapse na perceptivnoj strukturi mogu biti ekscitatorne ili inhibitorne.
Metodom prenosa signala Sinapse se dijele na električne, kemijske i mješovite.
Tabela 1. Klasifikacija i tipovi sinapsi
Klasifikacija sinapsi i mehanizam prijenosa ekscitacije
Sinapse se klasifikuju na sledeći način:
- po lokaciji - periferni i centralni;
- po prirodi njihovog djelovanja - uzbudljivo i inhibitorno;
- po načinu prijenosa signala - hemijski, električni, mješoviti;
- prema medijatoru preko kojeg se prenosi - holinergički, adrenergički, serotonergički itd.
Uzbuđenje se prenosi kroz posrednici(posrednici).
Posrednici- molekule hemijskih supstanci koje obezbeđuju prenos ekscitacije u sinapsama. Drugim riječima, kemijske tvari uključene u prijenos ekscitacije ili inhibicije s jedne ekscitabilne ćelije na drugu.
Svojstva medijatora
- Sintetizirano u neuronu
- Akumuliraju se na kraju ćelije
- Oslobađa se kada se ion Ca2+ pojavi u presinaptičkom terminalu
- Imaju specifičan učinak na postsinaptičku membranu
Na osnovu svoje hemijske strukture, medijatori se mogu podijeliti na amine (noradrenalin, dopamin, serotonin), aminokiseline (glicin, gama-aminobutirna kiselina) i polipeptide (endorfini, enkefalini). Acetilholin je poznat uglavnom kao ekscitatorni neurotransmiter i nalazi se u raznim odjelima CNS. Predajnik se nalazi u vezikulama presinaptičkog zadebljanja (sinaptički plak). Medijator se sintetizira u neuronskim stanicama i može se ponovo sintetizirati iz metabolita njegovog cijepanja u sinaptičkom pukotinu.
Kada su terminali aksona pobuđeni, membrana sinaptičkog plaka se depolarizira, uzrokujući da ioni kalcija teku iz ekstracelularnog okruženja u nervni završetak kroz kalcijumske kanale. Ioni kalcija stimuliraju kretanje sinaptičkih vezikula do presinaptičke membrane, njihovo spajanje s njom i naknadno oslobađanje transmitera u sinaptički pukotinu. Nakon prodiranja u jaz, transmiter difundira do postsinaptičke membrane koja sadrži receptore na svojoj površini. Interakcija transmitera sa receptorima izaziva otvaranje natrijumskih kanala, što doprinosi depolarizaciji postsinaptičke membrane i pojavi ekscitatornog postsinaptičkog potencijala. U neuromuskularnoj sinapsi ovaj potencijal se naziva potencijal krajnje ploče. Lokalne struje nastaju između depolarizirane postsinaptičke membrane i susjednih polariziranih dijelova iste membrane, koje depolariziraju membranu do kritičnog nivoa, nakon čega slijedi stvaranje akcionog potencijala. Akcijski potencijal se širi preko svih membrana, na primjer, mišićnog vlakna i uzrokuje njegovu kontrakciju.
Odašiljač koji se oslobađa u sinaptičku pukotinu vezuje se za receptore postsinaptičke membrane i cijepa ga odgovarajući enzim. Dakle, holinesteraza uništava neurotransmiter acetilkolin. Nakon toga, određena količina produkata razgradnje medijatora ulazi u sinaptički plak, gdje se iz njih ponovo sintetizira acetilkolin.
Tijelo sadrži ne samo ekscitatorne, već i inhibitorne sinapse. Po mehanizmu prijenosa ekscitacije slični su ekscitatornim sinapsama. U inhibitornim sinapsama, transmiter (na primjer, gama-aminobutirna kiselina) se vezuje za receptore na postsinaptičkoj membrani i potiče otvaranje u njoj. U tom slučaju se aktivira prodor ovih jona u ćeliju i razvija se hiperpolarizacija postsinaptičke membrane, što uzrokuje pojavu inhibitornog postsinaptičkog potencijala.
Sada je otkriveno da se jedan medijator može vezati za nekoliko različitih receptora i izazvati različite reakcije.
Hemijske sinapse
Fiziološka svojstva hemijskih sinapsi
Sinapse sa hemijskim prenosom ekscitacije imaju određena svojstva:
- ekscitacija se provodi u jednom smjeru, budući da se transmiter oslobađa samo iz sinaptičkog plaka i stupa u interakciju s receptorima na postsinaptičkoj membrani;
- širenje ekscitacije kroz sinapse događa se sporije nego duž nervnog vlakna (sinaptičko kašnjenje);
- prijenos ekscitacije vrši se pomoću specifičnih medijatora;
- mijenja se ritam ekscitacije u sinapsama;
- sinapse se mogu umoriti;
- sinapse su vrlo osjetljive na razne kemikalije i hipoksiju.
Jednosmjerni prijenos signala. Signal se prenosi samo sa presinaptičke membrane na postsinaptičku membranu. Ovo proizilazi iz strukturnih karakteristika i svojstava sinaptičkih struktura.
Sporo prenos signala. Uzrokovano sinaptičkim kašnjenjem u prijenosu signala iz jedne ćelije u drugu. Kašnjenje je uzrokovano vremenom potrebnim za procese oslobađanja transmitera, njegove difuzije na postsinaptičku membranu, vezivanja za receptore postsinaptičke membrane, depolarizacije i konverzije postsinaptičkog potencijala u AP (akcioni potencijal). Trajanje sinaptičkog kašnjenja kreće se od 0,5 do 2 ms.
Sposobnost sumiranja efekata signala koji pristižu u sinapsu. Ovo zbrajanje se pojavljuje ako naknadni signal stigne u sinapsu kratko vrijeme(1-10 ms) nakon prethodnog. U takvim slučajevima, EPSP amplituda se povećava i viša AP frekvencija se može generirati na postsinaptičkom neuronu.
Transformacija ritma uzbuđenja. Učestalost nervnih impulsa koji pristižu na presinaptičku membranu obično ne odgovara učestalosti AP koje generiše postsinaptički neuron. Izuzetak su sinapse koje prenose ekscitaciju s nervnog vlakna na skeletni mišić.
Mala labilnost i visok zamor sinapsi. Sinapse mogu provesti 50-100 nervnih impulsa u sekundi. To je 5-10 puta manje od maksimalne AP frekvencije koju nervna vlakna mogu reproducirati kada su električno stimulirana. Ako se nervna vlakna smatraju praktički neumornima, onda se na sinapsama vrlo brzo razvija umor. To se događa zbog iscrpljivanja rezervi transmitera, energetskih resursa, razvoja trajne depolarizacije postsinaptičke membrane itd.
Visoka osjetljivost sinapsi na djelovanje biološki aktivnih supstanci, lijekovi i otrovi. Na primjer, otrov strihnin blokira funkciju inhibitornih sinapsi u centralnom nervnom sistemu vezivanjem za receptore osjetljive na posrednik glicin. Tetanusni toksin blokira inhibitorne sinapse, ometajući oslobađanje transmitera iz presinaptičkog terminala. U oba slučaja razvijaju se po život opasne pojave. Gore su razmotreni primjeri djelovanja biološki aktivnih supstanci i otrova na prijenos signala u neuromuskularnim sinapsama.
Olakšavajuća i depresivna svojstva sinoptičke transmisije. Olakšavanje sinaptičke transmisije nastaje kada nervni impulsi stignu u sinapsu nakon kratkog vremena (10-50 ms) jedan za drugim, tj. dovoljno često. Štaviše, tokom određenog vremenskog perioda, svaki naredni PD koji stiže na presinaptičku membranu uzrokuje povećanje sadržaja transmitera u sinaptičkom pukotinu, povećanje amplitude EPSP-a i povećanje efikasnosti sinaptičke transmisije.
Jedan od mehanizama olakšavanja je nakupljanje Ca 2 jona u presinaptičkom terminalu. Potrebno je nekoliko desetina milisekundi da kalcijumska pumpa ukloni dio kalcija koji je ušao u sinaptički terminal po dolasku AP-a. Ako u to vrijeme dođe novi akcioni potencijal, tada novi dio kalcija ulazi u terminal i njegov učinak na oslobađanje neurotransmitera dodaje se preostaloj količini kalcija koju kalcijeva pumpa nije uspjela ukloniti iz neuroplazme terminal.
Postoje i drugi mehanizmi za razvoj reljefa. Ovaj fenomen se naziva i u klasičnim udžbenicima fiziologije post-tetanična potenciranje. Olakšavanje sinaptičke transmisije važno je u funkcionisanju mehanizama pamćenja, za formiranje uslovnih refleksa i učenje. Olakšavanje prijenosa signala je u osnovi razvoja sinaptičke plastičnosti i poboljšanja njihovih funkcija uz čestu aktivaciju.
Depresija (inhibicija) prijenosa signala u sinapsama nastaje kada vrlo česti (za neuromuskularnu sinapsu više od 100 Hz) nervni impulsi stignu do presinaptičke membrane. U mehanizmima razvoja fenomena depresije dolazi do iscrpljivanja rezervi transmitera u presinaptičkom terminalu, smanjenja osjetljivosti receptora postsinaptičke membrane na transmiter, te razvoja uporne depolarizacije postsinaptičke membrane, što otežava generiranje AP na membrani postsinaptičke ćelije, su važne.
Električne sinapse
Pored sinapsi sa hemijskim prenosom ekscitacije, telo ima sinapse sa električni prijenos. Ove sinapse imaju vrlo uski sinaptički rascjep i reducirani električni otpor između dve membrane. Zbog prisutnosti poprečnih kanala između membrana i malog otpora, električni impuls lako prolazi kroz membrane. Električne sinapse su obično karakteristične za ćelije istog tipa.
Kao rezultat izlaganja stimulusu, presinaptički akcijski potencijal pobuđuje postsinaptičku membranu, gdje se javlja propagirajući akcijski potencijal.
Odlikuje ih veća brzina ekscitacije u odnosu na hemijske sinapse i niska osetljivost na dejstvo hemikalija.
Električne sinapse imaju jednosmjerni i dvosmjerni prijenos ekscitacije.
Električne inhibitorne sinapse se također nalaze u tijelu. Inhibicijski učinak nastaje djelovanjem struje koja uzrokuje hiperpolarizaciju postsinaptičke membrane.
U mješovitim sinapsama, ekscitacija se može prenijeti pomoću električnih impulsa i medijatora.
Sinapsa (sinapsa, od grčkog synapsys - veza): specijalizovani međućelijski kontakti preko kojih ćelije nervnog sistema (neuroni) prenose signal (nervni impuls) jedna drugoj ili ne-neuronskim ćelijama. Informacije u obliku akcionih potencijala dolaze iz prve ćelije, koja se zove presinaptička, u drugu, nazvanu postsinaptička (slika 129, slika 130). Tipično, sinapsa se shvata kao hemijska sinapsa u kojoj se signali prenose pomoću neurotransmitera.
U sinapsama se električni signali pretvaraju u hemijske signale, a povratno - hemijski u električne signale. Dakle, sinapsa je mjesto funkcionalnog kontakta između neurona, u kojem se informacije prenose iz jedne ćelije u drugu. Postoje aksodendritske sinapse i aksosomatske sinapse.
Tipične sinapse su formacije formirane od završetaka aksona jednog neurona i dendrita drugog (aksodendritske sinapse). Ali postoje i drugi tipovi: aksosomatski, aksoaksonalni i dendrodendritični. Sinapsa između aksona motornog neurona i vlakna skeletnog mišića naziva se motorna završna ploča ili neuromuskularni spoj.
Postoje dvije vrste sinapsi u nervnom sistemu: ekscitatorne i inhibitorne sinapse. U ekscitatornim sinapsama, jedna ćelija izaziva paljenje druge. U ovom slučaju, ekscitatorni transmiter izaziva depolarizaciju - tok Na+ jona juri u ćeliju. U inhibitornim sinapsama, jedna ćelija inhibira aktivaciju druge. To je zbog činjenice da inhibitorni transmiter uzrokuje protok negativno nabijenih jona u stanice, pa ne dolazi do depolarizacije.
Nervni impuls ulazi u sinapsu kroz presinaptički terminal, koji je ograničen presinaptičkom membranom (presinaptički dio) i percipira se postsinaptičkom membranom (postsinaptičkim dijelom). Između membrana nalazi se sinaptički rascjep. Presinaptički terminal sadrži mnogo mitohondrija i presinaptičkih vezikula koje sadrže transmiter. Nervni impuls koji ulazi u presinaptički terminal uzrokuje oslobađanje odašiljača u sinaptičku pukotinu. Molekuli transmitera reaguju sa specifičnim receptorskim proteinima ćelijske membrane, menjajući njenu permeabilnost za određene -jone, što dovodi do pojave akcionog potencijala (vidi sliku 130). Uz hemijske sinapse, postoje i elektrotonične sinapse, u kojima se impulsi prenose direktno bioelektričnim putevima između ćelija u kontaktu.
U zavisnosti od prirode signala koji prolaze kroz sinapse, sinapse se dele na
Sinapsa je mjesto kontakta jednog neurona s drugim, na koje utječe inervirani organ.
Vrste sinapsi:
· Na mestu kontakta (neuronske, aksodendritske, dendrodendritske, aksomalne, aksosamalne, dendrozomalne, neuromišićne, neurosekretorne)
· Ekscitatorno i inhibitorno
· Hemijski (provodi impuls u jednom smjeru) i električni (provodi nervni impuls u bilo kojem smjeru, uži sinaptički rascjep, brza brzina provodljivosti, nalaze se kod beskičmenjaka i nižih kralježnjaka).
Struktura.
1. Pedsinaptička sekcija
2. Sinaptički rascjep
3. Postsinaptička sekcija
4. Visicles - mjehurići sa medijatorom
5. Posrednik – Hemijska supstanca, koji ili provodi pobudu ili je blokira
Postsinaptička membrana sadrži receptore koji su osjetljivi na ovu vrstu transmitera.U većini sinapsi, postsinaptička membrana je presavijena kako bi se povećala površina.
Uloga u dirigovanju.
Ekscitacija kroz sinapse se prenosi hemijski uz pomoć posebne supstance - posrednika, odnosno transmitera, koji se nalazi u sinaptičkim vezikulama koje se nalaze u presinaptičkom terminalu. Različiti prenosioci se proizvode u različitim sinapsama. Najčešće je to acetilholin, adrenalin ili norepinefrin.
Tu su i električne sinapse. Odlikuje ih uska sinaptička pukotina i prisustvo poprečnih kanala koji prelaze obe membrane, odnosno postoji direktna veza između citoplazme obe ćelije. Kanale formiraju proteinski molekuli svake membrane, povezani na komplementaran način. Obrazac prijenosa ekscitacije u takvoj sinapsi sličan je obrascu prijenosa akcionog potencijala u homogenom nervnom provodniku.
U hemijskim sinapsama mehanizam prenosa impulsa je sledeći. Dolazak nervnog impulsa na presinaptički terminal je praćen sinhronim otpuštanjem transmitera u sinaptičku pukotinu iz sinaptičkih vezikula koji se nalaze u njegovoj neposrednoj blizini. Tipično, niz impulsa stiže do presinaptičkog terminala; njihova frekvencija raste sa povećanjem jačine stimulusa, što dovodi do povećanja oslobađanja odašiljača u sinaptičku pukotinu. Dimenzije sinaptičkog pukotina su vrlo male, a transmiter, koji brzo stiže do postsinaptičke membrane, stupa u interakciju s njegovom supstancom. Kao rezultat ove interakcije, struktura postsinaptičke membrane se privremeno mijenja, povećava se njena permeabilnost za jone natrija, što dovodi do kretanja iona i kao posljedicu pojave ekscitatornog postsinaptičkog potencijala. Kada ovaj potencijal dostigne određenu vrijednost, dolazi do širenja ekscitacije - akcionog potencijala. Nakon nekoliko milisekundi, medijator se uništava posebnim enzimima.
Postoje i posebne inhibitorne sinapse. Vjeruje se da se u specijaliziranim inhibitornim neuronima, u nervnim završecima aksona, proizvodi poseban transmiter koji djeluje inhibitorno na sljedeći neuron. U korteksu moždane hemisfere U mozgu se takvim medijatorom smatra gama-aminobutirna kiselina. Struktura i mehanizam rada inhibitornih sinapsi su slični onima kod ekscitatornih sinapsa, samo je rezultat njihovog djelovanja hiperpolarizacija. To dovodi do pojave inhibicionog postsinaptičkog potencijala, što rezultira inhibicijom
Posrednici sinapse
Posrednik (od latinskog Media - prenosilac, posrednik ili sredina). Takvi sinaptički medijatori su veoma važni u procesu prenošenja nervnih impulsa.
Morfološka razlika između inhibitornih i ekscitatornih sinapsi je u tome što one nemaju mehanizam za oslobađanje transmitera. Odašiljačem u inhibitornoj sinapsi, motornom neuronu i drugim inhibitornim sinapsama smatra se aminokiselina glicin. Ali inhibitorna ili ekscitatorna priroda sinapse nije određena njihovim medijatorima, već svojstvom postsinaptičke membrane. Na primjer, acetilholin djeluje stimulativno na završetke neuromuskularnih sinapsa (vagusni nervi u miokardu).
Acetilholin služi kao ekscitatorni transmiter u kolinergičkim sinapsama (presinaptičku membranu u njoj igra završetak kičmene moždine motornog neurona), u sinapsi na Renshawovim stanicama, u presinaptičkom terminalu znojnih žlijezda, meduli nadbubrežne žlijezde, u intestinalnoj sinapsi i u ganglijama simpatičkog nervnog sistema. Acetilkolinesteraza i acetilholin su također pronađeni u frakcijama različitih dijelova mozga, ponekad u velike količine, ali osim kolinergičke sinapse na Renshawovim stanicama, još uvijek nisu uspjeli identificirati druge kolinergičke sinapse. Prema naučnicima, vrlo je vjerovatna medijatorska ekscitatorna funkcija acetilholina u centralnom nervnom sistemu.
Katelhomini (dopamin, norepinefrin i epinefrin) se smatraju adrenergičnim medijatorima. Adrenalin i norepinefrin se sintetiziraju na kraju simpatičkog živca, u moždanoj ćeliji nadbubrežne žlijezde, kičmene moždine i mozga. Aminokiseline (tirozin i L-fenilalanin) se smatraju polaznim materijalom, a adrenalin je konačni proizvod sinteze. Međusupstanca, koja uključuje norepinefrin i dopamin, također funkcionira kao posrednici u sinapsi stvorenoj na završecima simpatičkih živaca. Ova funkcija može biti inhibitorna (sekretorne žlijezde crijeva, nekoliko sfinktera i glatki mišići bronha i crijeva) ili ekscitacijska (glatki mišići određenih sfinktera i krvnih žila, u sinapsi miokarda - norepinefrin, u potkožnim jezgrama mozga - dopamin).
Kada sinaptički medijatori završe svoju funkciju, presinaptički živčani završetak apsorbira kateholamin i aktivira se transmembranski transport. Tokom apsorpcije predajnika, sinapse su zaštićene od preranog iscrpljivanja zaliha tokom dugog i ritmičnog rada.