Sinapsis químicas Es el tipo predominante de sinapsis en el cerebro de los mamíferos. En tales sinapsis, la interacción entre neuronas se lleva a cabo con la ayuda de un mediador (neurotransmisor), una sustancia liberada desde la terminación presináptica y que actúa sobre la estructura postsináptica.
Las sinapsis químicas son las más mirada compleja Conexiones en el sistema nervioso central (Fig. 3.1). Morfológicamente se diferencia de otras formas de conexiones por la presencia de una hendidura sináptica bien definida, con este tipo de contacto las membranas están estrictamente orientadas o polarizadas en dirección de neurona a neurona.
La sinapsis química consta de dos partes: presináptico, formado por la extensión en forma de maza del terminal del axón de la célula transmisora, y postsináptico, representado por el área de contacto membrana de plasma célula receptora. Entre ambas partes hay una hendidura sináptica, un espacio de 10 a 50 nm de ancho entre las membranas postsináptica y presináptica, cuyos bordes están reforzados por contactos intercelulares. En la extensión sináptica se encuentran pequeñas vesículas, las llamadas presinápticas o vesículas sinápticas que contiene un mediador (una sustancia que media en la transmisión de la excitación) o una enzima que destruye este mediador. En las membranas postsinápticas y, a menudo, presinápticas, hay receptores para uno u otro mediador.
Arroz. 3.1.
Las burbujas (vesículas) se encuentran frente a la membrana presináptica, lo que se debe a su propósito funcional de liberar el transmisor en la hendidura sináptica. También cerca de la vesícula presináptica hay una gran cantidad de mitocondrias (que producen ATP) y estructuras ordenadas de fibras proteicas. Las vesículas tienen diferentes tamaños (de 20 a 150 nm o más) y están llenas de sustancias químicas que facilitan la transferencia de actividad de una célula a otra. Un axón terminal de una neurona puede contener varios tipos de vesículas.
Como regla general, el mismo transmisor se libera desde todas las terminaciones de una neurona ( La regla de Dale). Este mediador puede afectar diferentes células de manera diferente, dependiendo de su estado funcional, química o grado de polarización de su membrana. Sin embargo, siguiendo la regla de Dale, esta célula presináptica siempre liberará la misma sustancia química de todos sus terminales axónicos. Las burbujas se agrupan cerca de las partes compactadas de la membrana.
El impulso nervioso (excitación) avanza a lo largo de la fibra a enorme velocidad y se acerca a la sinapsis. Este potencial de acción provoca la despolarización de la membrana sináptica, pero esto no conduce a la generación de una nueva excitación (potencial de acción), sino que provoca la apertura de canales iónicos especiales. Estos canales permiten que los iones de calcio pasen a la sinapsis. Glándula especial secreción interna- paratiroides (está situada encima de la tiroides) - regula los niveles de calcio en el cuerpo. Muchas enfermedades están asociadas con una alteración del metabolismo del calcio en el cuerpo. Por ejemplo, su deficiencia provoca raquitismo en los niños pequeños.
Una vez en el citoplasma de la terminal sináptica, el calcio se une a las proteínas que forman la membrana de las vesículas en las que se almacena el mediador. Las membranas de las vesículas sinápticas se contraen empujando el contenido hacia la hendidura sináptica. La excitación (potencial de acción eléctrica) de una neurona en una sinapsis pasa de un impulso eléctrico a un impulso químico. En otras palabras, cada excitación de una neurona va acompañada de la liberación de una porción de una sustancia biológicamente activa (un mediador) al final de su axón. A continuación, las moléculas mediadoras se unen a receptores (moléculas de proteínas) que se encuentran en la membrana postsináptica.
El receptor consta de dos partes. Uno puede denominarse "centro de reconocimiento" y el otro, "canal iónico". Si las moléculas mediadoras ocupan ciertos lugares (centro de reconocimiento) en la molécula receptora, entonces el canal iónico se abre y los iones comienzan a ingresar a la célula (iones de sodio) o salir de la célula (iones de potasio).
Es decir, una corriente iónica fluye a través de la membrana, lo que provoca un cambio en el potencial de la membrana. Este potencial se llama potencial postsináptico excitador(Figura 3.2).
Arroz. 3.2.
Arroz. 3.3.
EPSP es el principal proceso sináptico que asegura la transmisión de influencias excitadoras de una célula a otra. Un EPSP se diferencia de un impulso en propagación por su falta de refractariedad, duración significativa, capacidad para resumirse con otros procesos sinápticos similares y falta de capacidad para propagarse activamente (fig. 3.3).
La amplitud del potencial está determinada por el número de moléculas mediadoras unidas por los receptores. Gracias a esta dependencia, la amplitud potencial de la membrana neuronal se desarrolla en proporción al número de canales abiertos.
MINISTERIO DE EDUCACIÓN Y CIENCIA DE RUSIA
Institución Educativa de Educación Superior Presupuestaria del Estado Federal educación vocacional
"UNIVERSIDAD ESTATAL DE HUMANIDADES DE RUSIA"
INSTITUTO DE ECONOMÍA, GESTIÓN Y DERECHO
DEPARTAMENTO DE GESTIÓN
Estructura y función de la sinapsis. Clasificaciones de sinapsis. Sinapsis química, transmisor
Final prueba en Psicología del Desarrollo
Estudiante de segundo año de educación a distancia (por correspondencia)
Kundirenko Ekaterina Viktorovna
Supervisor
Usenko Anna Borísovna
Candidato ciencias psicologicas, profesor asistente
Moscú 2014
Manteniendo. Fisiología de la neurona y su estructura. Estructura y funciones de la sinapsis. Sinapsis química. Aislamiento del mediador. Mediadores químicos y sus tipos.
Conclusión
neurona transmisora de sinapsis
Introducción
Para actividades coordinadas varios órganos y sistemas, así como el sistema nervioso es responsable de regular las funciones corporales. También comunica al cuerpo con ambiente externo, gracias a lo cual sentimos diversos cambios en el medio ambiente y respondemos a ellos. Las principales funciones del sistema nervioso son recibir, almacenar y procesar información del entorno externo e interno, regular y coordinar las actividades de todos los órganos y sistemas de órganos.
En los humanos, como en todos los mamíferos, el sistema nervioso incluye tres componentes principales: 1) células nerviosas (neuronas); 2) células gliales asociadas a ellos, en particular células neurogliales, así como células que forman neurilema; 3) tejido conectivo. Las neuronas proporcionan la conducción de los impulsos nerviosos; la neuroglia realiza funciones de apoyo, protectoras y tróficas tanto en el cerebro como en la médula espinal, y el neurilema, que consiste principalmente en los llamados especializados. Las células de Schwann participan en la formación de vainas de fibras nerviosas periféricas; El tejido conectivo sostiene y une las distintas partes del sistema nervioso.
La transmisión de impulsos nerviosos de una neurona a otra se realiza mediante una sinapsis. Sinapsis (sinapsis, del griego synapsys - conexión): contactos intercelulares especializados a través de los cuales las células del sistema nervioso (neuronas) transmiten una señal (impulso nervioso) entre sí o a células no neuronales. La información en forma de potenciales de acción viaja desde la primera célula, llamada presináptica, hasta la segunda, llamada postsináptica. Normalmente, una sinapsis se refiere a una sinapsis química en la que las señales se transmiten mediante neurotransmisores.
I. Fisiología de la neurona y su estructura.
La unidad estructural y funcional del sistema nervioso es la célula nerviosa: la neurona.
Las neuronas son células especializadas capaces de recibir, procesar, codificar, transmitir y almacenar información, organizar reacciones a estímulos y establecer contactos con otras neuronas y células de órganos. Las características únicas de la neurona son la capacidad de generar descargas eléctricas y transmitir información mediante terminaciones especializadas: las sinapsis.
Las funciones de una neurona se ven facilitadas por la síntesis en su axoplasma de sustancias transmisoras: neurotransmisores (neurotransmisores): acetilcolina, catecolaminas, etc. Los tamaños de las neuronas oscilan entre 6 y 120 micrones.
El número de neuronas en el cerebro humano se acerca a 1.011. Una neurona puede tener hasta 10.000 sinapsis. Si consideramos únicamente estos elementos como células de almacenamiento de información, podemos llegar a la conclusión de que el sistema nervioso puede almacenar 1019 unidades. información, es decir, es capaz de contener casi todo el conocimiento acumulado por la humanidad. Por tanto, la idea de que el cerebro humano a lo largo de la vida recuerda todo lo que sucede en el cuerpo y durante su comunicación con el medio ambiente es bastante razonable. Sin embargo, el cerebro no puede recuperar de la memoria toda la información que en ella se almacena.
Las diferentes estructuras cerebrales se caracterizan por ciertos tipos de organización neuronal. Las neuronas que organizan una sola función forman los llamados grupos, poblaciones, conjuntos, columnas, núcleos. En la corteza cerebral y el cerebelo, las neuronas forman capas de células. Cada capa tiene su propia función específica.
Grupos de células forman la materia gris del cerebro. Las fibras mielinizadas o amielínicas pasan entre núcleos, grupos de células y entre células individuales: axones y dendritas.
Una fibra nerviosa de las estructuras cerebrales subyacentes en la corteza se ramifica en neuronas que ocupan un volumen de 0,1 mm3, es decir, una fibra nerviosa puede excitar hasta 5.000 neuronas. En el desarrollo posnatal, se producen ciertos cambios en la densidad de las neuronas, su volumen y la ramificación dendrítica.
La estructura de una neurona.
Funcionalmente, en una neurona se distinguen las siguientes partes: perceptiva: dendritas, membrana del soma de la neurona; integrativo - soma con montículo de axón; transmisor - montículo de axón con axón.
El cuerpo de la neurona (soma), además de la informativa, realiza una función trófica en relación a sus procesos y sus sinapsis. La sección de un axón o dendrita conduce a la muerte de los procesos que se encuentran distalmente a la sección y, en consecuencia, de las sinapsis de estos procesos. El soma también asegura el crecimiento de dendritas y axones.
El soma de la neurona está encerrado en una membrana multicapa, que asegura la formación y propagación del potencial electrotónico al montículo del axón.
Las neuronas pueden realizar su función de información principalmente debido a que su membrana tiene propiedades especiales. La membrana neuronal tiene un grosor de 6 nm y consta de dos capas de moléculas lipídicas, que con sus extremos hidrófilos miran hacia la fase acuosa: una capa de moléculas mira hacia adentro y la otra hacia afuera de la célula. Los extremos hidrófobos están orientados uno hacia el otro, dentro de la membrana. Las proteínas de membrana están incrustadas en la bicapa lipídica y realizan varias funciones: las proteínas de "bomba" aseguran el movimiento de iones y moléculas contra el gradiente de concentración en la célula; las proteínas incrustadas en los canales proporcionan permeabilidad selectiva de la membrana; las proteínas receptoras reconocen las moléculas deseadas y las fijan en la membrana; Las enzimas, ubicadas en la membrana, facilitan el flujo. reacciones químicas en la superficie de la neurona. En algunos casos, la misma proteína puede ser un receptor, una enzima y una “bomba”.
Los ribosomas suelen estar ubicados cerca del núcleo y realizan la síntesis de proteínas en plantillas de ARNt. Los ribosomas neuronales entran en contacto con el retículo endoplásmico del complejo laminar y forman una sustancia basófila.
La sustancia basófila (sustancia de Nissl, sustancia tigroid, tigroid) es una estructura tubular cubierta de pequeños granos, contiene ARN y participa en la síntesis de los componentes proteicos de la célula. La excitación prolongada de una neurona conduce a la desaparición de la sustancia basófila en la célula y, por tanto, al cese de la síntesis de una proteína específica. En los recién nacidos, las neuronas del lóbulo frontal de la corteza cerebral no tienen sustancia basófila. Al mismo tiempo, en las estructuras que proporcionan reflejos vitales (la médula espinal, el tronco del encéfalo y las neuronas) contienen una gran cantidad de sustancia basófila. Pasa del soma celular al axón por corriente axoplásmica.
El complejo laminar (aparato de Golgi) es un orgánulo de una neurona que rodea el núcleo en forma de red. El complejo laminar participa en la síntesis de compuestos celulares neurosecretores y otros compuestos celulares biológicamente activos.
Los lisosomas y sus enzimas proporcionan la hidrólisis de varias sustancias en la neurona.
Pigmentos neuronales: la melanina y la lipofuscina se encuentran en las neuronas de la sustancia negra del mesencéfalo, en los núcleos. nervio vago, células del sistema simpático.
Las mitocondrias son orgánulos que satisfacen las necesidades energéticas de una neurona. Desempeñan un papel importante en la respiración celular. Son más numerosos en las partes más activas de la neurona: el montículo del axón, en la zona de las sinapsis. Cuando una neurona está activa, aumenta el número de mitocondrias.
Los neurotúbulos penetran en el soma de la neurona y participan en el almacenamiento y transmisión de información.
El núcleo de la neurona está rodeado por una membrana porosa de dos capas. A través de los poros se produce el intercambio entre el nucleoplasma y el citoplasma. Cuando se activa una neurona, el núcleo, debido a protuberancias, aumenta su superficie, lo que potencia la relación nuclear-plasmática, estimulando las funciones de la célula nerviosa. El núcleo de una neurona contiene material genético. El aparato genético asegura la diferenciación, la forma final de la célula, así como las conexiones típicas de una célula determinada. Otra función esencial del núcleo es la regulación de la síntesis de proteínas de las neuronas a lo largo de su vida.
El nucléolo contiene una gran cantidad de ARN y está cubierto por una fina capa de ADN.
Existe una cierta relación entre el desarrollo del nucléolo y la sustancia basófila en la ontogénesis y la formación de reacciones de comportamiento primarias en los humanos. Esto se debe a que la actividad de las neuronas y el establecimiento de contactos con otras neuronas dependen de la acumulación de sustancias basófilas en ellas.
Las dendritas son el principal campo receptivo de una neurona. La membrana de la dendrita y la parte sináptica del cuerpo celular es capaz de responder a los mediadores liberados por las terminaciones de los axones cambiando el potencial eléctrico.
Normalmente una neurona tiene varias dendritas ramificadas. La necesidad de tal ramificación se debe al hecho de que una neurona como estructura de información debe tener una gran cantidad de entradas. La información le llega de otras neuronas a través de contactos especializados, las llamadas espinas.
Los "picos" tienen una estructura compleja y aseguran la percepción de señales por parte de la neurona. Cómo función más compleja sistema nervioso, cuanto más diferentes analizadores envían información a una estructura determinada, más "espinas" hay en las dendritas de las neuronas. Su número máximo está contenido en las neuronas piramidales de la zona motora de la corteza cerebral y alcanza varios miles. Ocupan hasta el 43% de la superficie de la membrana del soma y las dendritas. Gracias a las “espinas”, la superficie receptiva de la neurona aumenta significativamente y puede alcanzar, por ejemplo, 250.000 μm en las células de Purkinje.
Recordemos que las neuronas motoras piramidales reciben información de casi todos los sistemas sensoriales, de varias formaciones subcorticales y de los sistemas asociativos del cerebro. Si una determinada “columna vertebral” o grupo de “columnas vertebrales” largo tiempo deja de recibir información, entonces estos "picos" desaparecen.
Un axón es una consecuencia del citoplasma, adaptado para transportar información recopilada por las dendritas, procesada en una neurona y transmitida al axón a través del montículo del axón, el lugar por donde el axón sale de la neurona. El axón de una célula determinada tiene un diámetro constante y en la mayoría de los casos está cubierto por una vaina de mielina formada a partir de glía. El axón tiene terminaciones ramificadas. Las terminaciones contienen mitocondrias y formaciones secretoras.
Tipos de neuronas.
La estructura de las neuronas corresponde en gran medida a su propósito funcional. Según su estructura, las neuronas se dividen en tres tipos: unipolares, bipolares y multipolares.
Las verdaderas neuronas unipolares se encuentran sólo en el núcleo mesencefálico. nervio trigémino. Estas neuronas proporcionan sensibilidad propioceptiva a los músculos masticatorios.
Otras neuronas unipolares se llaman pseudounipolares; de hecho, tienen dos procesos (uno proviene de la periferia de los receptores y el otro ingresa a las estructuras del sistema nervioso central). Ambos procesos se fusionan cerca del cuerpo celular en un solo proceso. Todas estas células están ubicadas en ganglios sensoriales: espinal, trigémino, etc. Proporcionan la percepción de dolor, temperatura, señalización táctil, propioceptiva, baroceptiva y vibratoria.
Las neuronas bipolares tienen un axón y una dendrita. Las neuronas de este tipo se encuentran principalmente en las partes periféricas de los sistemas visual, auditivo y olfativo. Las neuronas bipolares están conectadas por una dendrita al receptor y por un axón a una neurona en el siguiente nivel de organización del sistema sensorial correspondiente.
Las neuronas multipolares tienen varias dendritas y un axón. Actualmente hay hasta 60 varias opciones Sin embargo, en la estructura de las neuronas multipolares, todas representan variedades de células fusiformes, estrelladas, en cesta y piramidales.
Metabolismo en una neurona.
Requerido nutrientes y las sales se entregan a la célula nerviosa en forma de soluciones acuosas. Los productos metabólicos también se eliminan de la neurona en forma de soluciones acuosas.
Las proteínas neuronales tienen fines plásticos e informativos. El núcleo de una neurona contiene ADN, mientras que en el citoplasma predomina el ARN. El ARN se concentra predominantemente en la sustancia basófila. La intensidad del metabolismo de las proteínas en el núcleo es mayor que en el citoplasma. La tasa de renovación de proteínas en estructuras filogenéticamente más nuevas del sistema nervioso es mayor que en las más antiguas. La tasa más alta de recambio de proteínas se produce en la materia gris de la corteza cerebral. Menos, en el cerebelo, el más pequeño, en la médula espinal.
Los lípidos neuronales sirven como energía y material plástico. La presencia de lípidos en la vaina de mielina determina su alto resistencia eléctrica, llegando a alcanzar los 1000 Ohm/cm2 de superficie en algunas neuronas. El metabolismo de los lípidos en una célula nerviosa ocurre lentamente; La excitación de la neurona conduce a una disminución en la cantidad de lípidos. Por lo general, después de un trabajo mental prolongado y fatiga, la cantidad de fosfolípidos en la célula disminuye.
Los carbohidratos de las neuronas son la principal fuente de energía para ellas. La glucosa, al ingresar a una célula nerviosa, se convierte en glucógeno que, si es necesario, bajo la influencia de las enzimas de la propia célula, se convierte nuevamente en glucosa. Debido a que las reservas de glucógeno durante el funcionamiento de las neuronas no cubren completamente su gasto energético, la glucosa en sangre sirve como fuente de energía para las células nerviosas.
La glucosa se descompone en la neurona de forma aeróbica y anaeróbica. La degradación se produce predominantemente de forma aeróbica, lo que explica la alta sensibilidad células nerviosas a la falta de oxígeno. Un aumento de la adrenalina en la sangre y la actividad corporal activa provocan un aumento en el consumo de carbohidratos. Durante la anestesia, la ingesta de carbohidratos disminuye.
El tejido nervioso contiene sales de potasio, sodio, calcio, magnesio, etc. Entre los cationes predominan K+, Na+, Mg2+, Ca2+; de aniones - Cl-, HCO3-. Además, la neurona contiene varios oligoelementos (por ejemplo, cobre y manganeso). Por su alta actividad biológica, activan enzimas. La cantidad de microelementos en una neurona depende de su estado funcional. Así, con la excitación refleja o con cafeína, el contenido de cobre y manganeso en la neurona disminuye drásticamente.
El intercambio de energía en una neurona en estado de reposo y excitación es diferente. Esto se evidencia por el valor del coeficiente respiratorio en la celda. En reposo es 0,8 y en excitación es 1,0. Cuando se excita, el consumo de oxígeno aumenta en un 100%. Después de la excitación, la cantidad de ácidos nucleicos en el citoplasma de las neuronas a veces disminuye 5 veces.
Los procesos energéticos intrínsecos de una neurona (su soma) están estrechamente relacionados con las influencias tróficas de las neuronas, que afectan principalmente a los axones y las dendritas. Al mismo tiempo terminaciones nerviosas Los axones tienen efectos tróficos sobre los músculos o las células de otros órganos. Por tanto, la alteración de la inervación muscular conduce a su atrofia, aumento de la degradación de proteínas y muerte de las fibras musculares.
Clasificación de neuronas.
Existe una clasificación de las neuronas que tiene en cuenta la estructura química de las sustancias liberadas en sus terminales axónicas: colinérgicas, peptidérgicas, noradrenérgicas, dopaminérgicas, serotoninérgicas, etc.
Según su sensibilidad a la acción de los estímulos, las neuronas se dividen en mono, bi y polisensoriales.
Neuronas monosensoriales. Con mayor frecuencia se encuentran en las zonas de proyección primaria de la corteza y responden únicamente a señales de su sistema sensorial. Por ejemplo, una parte importante de las neuronas del área visual primaria de la corteza cerebral reacciona únicamente a la estimulación luminosa de la retina.
Las neuronas monosensoriales se dividen funcionalmente según su sensibilidad a diferentes cualidades de un único estímulo. Así, las neuronas individuales de la zona auditiva de la corteza cerebral pueden responder a presentaciones de un tono de 1000 Hz y no responder a tonos de diferente frecuencia. Se llaman monomodales. Las neuronas que responden a dos tonos diferentes se llaman bimodales; las neuronas que responden a tres o más se llaman polimodales.
Neuronas bisensoriales. Con mayor frecuencia se ubican en las zonas secundarias de la corteza de algún analizador y pueden responder a señales tanto de su propio sistema sensorial como de otros. Por ejemplo, las neuronas del área visual secundaria de la corteza cerebral responden a estímulos visuales y auditivos.
Neuronas polisensoriales. En la mayoría de los casos se trata de neuronas de las áreas asociativas del cerebro; son capaces de responder a la irritación de los sistemas auditivo, visual, cutáneo y otros sistemas receptivos.
Las células nerviosas de diferentes partes del sistema nervioso pueden estar activas fuera de la influencia: el fondo o el fondo activo (fig. 2.16). Otras neuronas exhiben actividad impulsiva sólo en respuesta a algún tipo de estimulación.
Las neuronas activas de fondo se dividen en inhibidoras (que reducen la frecuencia de las descargas) y excitadoras (que aumentan la frecuencia de las descargas en respuesta a cualquier irritación). Las neuronas activas de fondo pueden generar impulsos continuamente con cierta desaceleración o aumento de la frecuencia de las descargas (este es el primer tipo de actividad) continuamente arrítmicas. Estas neuronas proporcionan tono. centros nerviosos. Las neuronas activas de fondo tienen gran importancia en el mantenimiento del nivel de excitación de la corteza y otras estructuras cerebrales. El número de neuronas activas de fondo aumenta durante la vigilia.
Las neuronas del segundo tipo producen un grupo de impulsos con un breve intervalo entre impulsos, después del cual comienza un período de silencio y aparece nuevamente un grupo o estallido de impulsos. Este tipo de actividad se llama estallido. La importancia del tipo de actividad en ráfaga es crear las condiciones para la conducción de señales al tiempo que se reduce la funcionalidad de las estructuras conductoras o perceptivas del cerebro. Los intervalos entre impulsos en una ráfaga son aproximadamente de 1 a 3 ms; entre ráfagas, este intervalo es de 15 a 120 ms.
La tercera forma de actividad de fondo es la actividad grupal. El tipo de actividad grupal se caracteriza por la aparición aperiódica en el fondo de un grupo de pulsos (los intervalos entre pulsos varían de 3 a 30 ms), seguido de un período de silencio.
Funcionalmente, las neuronas también se pueden dividir en tres tipos: aferentes, interneuronas (interneuronas), eferentes. Los primeros realizan la función de recibir y transmitir información a las estructuras suprayacentes del sistema nervioso central, los segundos: garantizar la interacción entre las neuronas del sistema nervioso central, los terceros: transmitir información a las estructuras subyacentes del sistema nervioso central, a los nervios. ganglios que se encuentran fuera del sistema nervioso central y a los órganos del cuerpo.
Las funciones de las neuronas aferentes están estrechamente relacionadas con las funciones de los receptores.
Estructura y función de la sinapsis.
Las sinapsis son los contactos que establecen a las neuronas como entidades independientes. La sinapsis es una estructura compleja y consta de una parte presináptica (el extremo del axón que transmite la señal), una hendidura sináptica y una parte postsináptica (la estructura de la célula receptora).
Clasificación de sinapsis. Las sinapsis se clasifican por ubicación, naturaleza de acción y método de transmisión de señales.
Según la ubicación, se distinguen las sinapsis neuromusculares y las sinapsis neuroneuronales, estas últimas a su vez se dividen en axo-somáticas, axo-axonales, axodendríticas y dendro-somáticas.
Según la naturaleza del efecto sobre la estructura perceptiva, las sinapsis pueden ser excitadoras o inhibidoras.
Según el método de transmisión de señales, las sinapsis se dividen en eléctricas, químicas y mixtas.
La naturaleza de la interacción de las neuronas. Se determina el método de interacción: contacto distante, adyacente.
La interacción a distancia puede ser proporcionada por dos neuronas ubicadas en diferentes estructuras del cuerpo. Por ejemplo, en las células de varias estructuras del cerebro se forman neurohormonas y neuropéptidos que pueden tener un efecto humoral en las neuronas de otras partes.
La interacción adyacente entre neuronas ocurre cuando las membranas de las neuronas están separadas solo por el espacio intercelular. Normalmente, esta interacción ocurre cuando no hay células gliales entre las membranas de las neuronas. Esta contigüidad es característica de los axones del nervio olfatorio, las fibras paralelas del cerebelo, etc. Se cree que la interacción contigua asegura la participación de las neuronas vecinas en el desempeño de una única función. Esto ocurre, en particular, porque los metabolitos, productos de la actividad neuronal, que ingresan al espacio intercelular, afectan a las neuronas vecinas. La interacción adyacente puede, en algunos casos, asegurar la transferencia de información eléctrica de una neurona a otra.
La interacción de contacto es causada por contactos específicos de las membranas neuronales, que forman las llamadas sinapsis eléctricas y químicas.
Sinapsis eléctricas. Morfológicamente representan una fusión o convergencia de secciones de membrana. En el último caso, la hendidura sináptica no es continua, sino que está interrumpida por puentes de contacto total. Estos puentes forman una estructura celular repetitiva de la sinapsis, con las células limitadas por áreas de membranas adyacentes, cuya distancia en las sinapsis de los mamíferos es de 0,15 a 0,20 nm. En los sitios de fusión de las membranas existen canales a través de los cuales las células pueden intercambiar ciertos productos. Además de las sinapsis celulares descritas, entre las sinapsis eléctricas hay otras, en forma de una brecha continua; el área de cada uno de ellos alcanza los 1000 µm, como, por ejemplo, entre las neuronas del ganglio ciliar.
Las sinapsis eléctricas tienen conducción de excitación unidireccional. Esto es fácil de demostrar registrando el potencial eléctrico en la sinapsis: cuando se estimulan las vías aferentes, la membrana de la sinapsis se despolariza y cuando se estimulan las fibras eferentes, se hiperpolariza. Resultó que las sinapsis de neuronas con la misma función tienen conducción de excitación bilateral (por ejemplo, sinapsis entre dos células sensibles), y las sinapsis entre neuronas con diferentes funciones (sensoriales y motoras) tienen conducción unilateral. Las funciones de las sinapsis eléctricas son principalmente garantizar reacciones urgentes del cuerpo. Esto aparentemente explica su ubicación en los animales en estructuras que proporcionan la reacción de huida, salvación del peligro, etc.
La sinapsis eléctrica está relativamente menos fatigada y es resistente a los cambios en el entorno externo e interno. Al parecer, estas cualidades, junto con la velocidad, garantizan una alta fiabilidad de su funcionamiento.
Sinapsis químicas. Estructuralmente representado por la parte presináptica, la hendidura sináptica y la parte postsináptica. La parte presináptica de una sinapsis química se forma por la expansión del axón a lo largo de su trayecto o terminación. La parte presináptica contiene vesículas agranulares y granulares (Fig. 1). Las burbujas (cuantos) contienen un mediador. En la expansión presináptica hay mitocondrias que aseguran la síntesis del transmisor, gránulos de glucógeno, etc. Con la estimulación repetida de la terminación presináptica, se agotan las reservas del transmisor en las vesículas sinápticas. Se cree que las pequeñas vesículas granulares contienen noradrenalina y las grandes, otras catecolaminas. Las vesículas agranulares contienen acetilcolina. Los derivados de los ácidos glutámico y aspártico también pueden ser mediadores de excitación.
Arroz. 1. Esquema del proceso de transmisión de señales nerviosas en una sinapsis química.
Sinapsis química
La esencia del mecanismo para transmitir un impulso eléctrico de una célula nerviosa a otra a través de una sinapsis química es la siguiente. Una señal eléctrica que viaja a lo largo del proceso de una neurona de una célula llega a la región presináptica y provoca la liberación de un determinado compuesto químico, un intermediario o transmisor, en la hendidura sináptica. El transmisor, que se difunde a lo largo de la hendidura sináptica, llega a la región postsináptica y se une químicamente a una molécula ubicada allí, llamada receptor. Como resultado de esta unión, se desencadenan una serie de transformaciones fisicoquímicas en la zona postsináptica, como resultado de lo cual surge un impulso en su zona. corriente eléctrica, extendiéndose más a la segunda celda.
La región presináptica se caracteriza por varias formaciones morfológicas importantes que desempeñan un papel importante en su funcionamiento. En esta zona se encuentran unos gránulos específicos -vesículas- que contienen uno u otro compuesto químico, generalmente llamado mediador. Este término tiene un significado puramente funcional, al igual que, por ejemplo, el término hormona. Una misma sustancia se puede clasificar como mediadores u hormonas. Por ejemplo, la norepinefrina debe considerarse transmisora si se libera a partir de vesículas presinápticas; Si las glándulas suprarrenales liberan noradrenalina en la sangre, en este caso se llama hormona.
Además, en la zona presináptica hay mitocondrias que contienen iones de calcio y estructuras de membrana específicas: canales iónicos. La activación de la presinapsis comienza en el momento en que llega a esta zona un impulso eléctrico procedente de la célula. Este impulso hace que grandes cantidades de calcio entren en la presinapsis a través de canales iónicos. Además, en respuesta a un impulso eléctrico, los iones de calcio abandonan las mitocondrias. Ambos procesos conducen a un aumento de la concentración de calcio en la presinapsis. La aparición de un exceso de calcio provoca la conexión de la membrana presináptica con la membrana de las vesículas, y estas últimas comienzan a ser atraídas hacia la membrana presináptica, liberando finalmente su contenido en la hendidura sináptica.
La estructura principal de la región postsináptica es la membrana de la región de la segunda célula en contacto con la presinapsis. Esta membrana contiene una macromolécula genéticamente determinada: un receptor que se une selectivamente a un mediador. Esta molécula contiene dos secciones. La primera sección es responsable de reconocer el mediador "propio", la segunda sección es responsable de los cambios fisicoquímicos en la membrana que conducen a la aparición de un potencial eléctrico.
La activación de la postsinapsis comienza en el momento en que una molécula transmisora llega a esta zona. El centro de reconocimiento “reconoce” su molécula y se une a ella mediante un cierto tipo de enlace químico, que puede visualizarse como la interacción de una cerradura con su llave. Esta interacción implica el trabajo de una segunda región de la molécula, y su trabajo da como resultado un impulso eléctrico.
Las características de la transmisión de señales a través de una sinapsis química están determinadas por las características de su estructura. Primero, una señal eléctrica de una célula se transmite a otra mediante un mensajero químico: un transmisor. En segundo lugar, la señal eléctrica se transmite en una sola dirección, que está determinada por las características estructurales de la sinapsis. En tercer lugar, hay un ligero retraso en la transmisión de la señal, cuyo tiempo está determinado por el tiempo de difusión del transmisor a lo largo de la hendidura sináptica. Cuarto, se puede bloquear la conducción a través de una sinapsis química. diferentes caminos.
El funcionamiento de una sinapsis química está regulado tanto a nivel de la presinapsis como a nivel de la postsinapsis. En el modo de funcionamiento estándar, después de la llegada de una señal eléctrica allí, se libera un transmisor de la presinapsis, que se une al receptor postsináptico y provoca la aparición de una nueva señal eléctrica. Antes de que llegue una nueva señal a la presinapsis, la cantidad de transmisor tiene tiempo de recuperarse. Sin embargo, si las señales de una célula nerviosa pasan con demasiada frecuencia o durante mucho tiempo, la cantidad de transmisor allí se agota y la sinapsis deja de funcionar.
Al mismo tiempo, se puede “entrenar” la sinapsis para transmitir señales muy frecuentes durante un largo período de tiempo. Este mecanismo es extremadamente importante para comprender los mecanismos de la memoria. Se ha demostrado que en las vesículas, además de la sustancia que desempeña el papel de mediador, existen otras sustancias de naturaleza proteica, y en la membrana de la presinapsis y postsinapsis hay receptores específicos que las reconocen. Estos receptores de péptidos se diferencian fundamentalmente de los receptores de mediadores en que la interacción con ellos no provoca la aparición de potenciales, sino que desencadena reacciones bioquímicas de síntesis.
Así, una vez que el impulso llega a la presinapsis, junto con los transmisores, péptidos reguladores. Algunos de ellos interactúan con receptores peptídicos de la membrana presináptica y esta interacción activa el mecanismo de síntesis del transmisor. En consecuencia, cuanto más a menudo se liberen los péptidos mediadores y reguladores, más intensa será la síntesis del mediador. Otra parte de los péptidos reguladores, junto con el mediador, llega a la postsinapsis. El mediador se une a su receptor y los péptidos reguladores al suyo, y esta última interacción desencadena los procesos de síntesis de moléculas receptoras del mediador. Como resultado de tal proceso, el campo receptor sensible al mediador aumenta de modo que todas las moléculas mediadoras contactan con sus moléculas receptoras. En general, este proceso da como resultado lo que se llama facilitación de la conducción a través de la sinapsis química.
Seleccionar un mediador
El factor que realiza la función transmisora se produce en el cuerpo de la neurona y desde allí se transporta hasta la terminal del axón. El transmisor contenido en las terminaciones presinápticas debe liberarse en la hendidura sinóptica para actuar sobre los receptores de la membrana postsináptica, proporcionando la transmisión de señales transinápticas. Como mediadores pueden actuar sustancias como la acetilcolina, el grupo de las catecolaminas, la serotonina, los neuropíptidos y muchas otras, sus propiedades generales se describirán a continuación.
Incluso antes de que se aclararan muchas de las características esenciales del proceso de liberación de transmisores, se estableció que las terminaciones presinápticas pueden cambiar el estado de la actividad secretora espontánea. Pequeñas porciones del transmisor liberadas constantemente provocan en la célula postsináptica los llamados potenciales postsinápticos en miniatura y espontáneos. Esto fue establecido en 1950 por los científicos ingleses Fett y Katz, quienes, mientras estudiaban el trabajo de la sinapsis neuromuscular de la rana, descubrieron que sin ninguna acción sobre el nervio en el músculo en el área de la membrana postsináptica, surgen pequeñas fluctuaciones potenciales en los suyos a intervalos aleatorios, con una amplitud de aproximadamente 0,5 mV.
El descubrimiento de la liberación de un transmisor, no asociado a la llegada de un impulso nervioso, ayudó a establecer la naturaleza cuántica de su liberación, es decir, resultó que en una sinapsis química el transmisor se libera en reposo, pero ocasionalmente y en pequeñas porciones. La discreción se expresa en el hecho de que el mediador sale del final no de forma difusa, no en forma de moléculas individuales, sino en forma de porciones multimoleculares (o cuantos), cada una de las cuales contiene varias.
Esto sucede de la siguiente manera: en el axoplasma de las terminales neuronales muy cercanas a la membrana presináptica, cuando se examinan con un microscopio electrónico, se encuentran muchas vesículas o vesículas, cada una de las cuales contiene un cuanto del transmisor. Las corrientes de acción causadas por impulsos presinápticos no tienen un efecto notable sobre la membrana postsináptica, pero conducen a la destrucción de la membrana de las vesículas con el transmisor. Este proceso (exocitosis) consiste en que la vesícula, habiéndose acercado a la superficie interna de la membrana del terminal presináptico en presencia de calcio (Ca2+), se fusiona con la membrana presináptica, como resultado de lo cual la vesícula se vacía en la hendidura sinóptica. Tras la destrucción de la vesícula, la membrana que la rodea se incluye en la membrana del terminal presináptico, aumentando su superficie. Posteriormente, como resultado del proceso de endomitosis, pequeñas secciones de la membrana presináptica se invaginan hacia adentro, formando nuevamente vesículas, que posteriormente pueden volver a encender el transmisor y entrar en el ciclo de su liberación.
V. Mediadores químicos y sus tipos.
En el sistema nervioso central realiza una función mediadora. grupo grande heterogéneo sustancias químicas. La lista de mediadores químicos recién descubiertos crece constantemente. Según los últimos datos, hay alrededor de 30. También me gustaría señalar que, según el principio de Dale, cada neurona secreta el mismo transmisor en todas sus terminaciones sinópticas. Con base en este principio, se acostumbra designar las neuronas por el tipo de transmisor que liberan sus terminaciones. Así, por ejemplo, las neuronas que liberan acetilcolina se denominan colinérgicas y serotoninérgicas, serotoninérgicas. Este principio se puede utilizar para designar varias sinapsis químicas. Veamos algunos de los mediadores químicos más conocidos:
Acetilcolina. Uno de los primeros neurotransmisores descubiertos (también se le conocía como “sustancia del nervio vago” por sus efectos sobre el corazón).
Una característica de la acetilcolina como mediador es su rápida destrucción después de la liberación de las terminales presinápticas mediante la enzima acetilcolinesterasa. La acetilcolina funciona como transmisor en las sinapsis formadas por colaterales axonales recurrentes. neuronas motoras médula espinal en las células intercalares de Renshaw, que a su vez, con la ayuda de otro transmisor, tienen un efecto inhibidor sobre las neuronas motoras.
También son colinérgicas las neuronas de la médula espinal que inervan las células cromafines y las neuronas preganglionares que inervan las células nerviosas de los ganglios intramurales y extramurales. Se cree que las neuronas colinérgicas están presentes en la formación reticular del mesencéfalo, el cerebelo, los ganglios basales y la corteza.
Catecolaminas. Estas son tres sustancias químicamente relacionadas. Estos incluyen: dopamina, norepinefrina y adrenalina, que son derivados de la tirosina y realizan una función mediadora no solo en las sinapsis periféricas sino también centrales. Las neuronas dopaminérgicas se encuentran principalmente en el mesencéfalo de los mamíferos. La dopamina desempeña un papel especialmente importante en el cuerpo estriado, donde se encuentran cantidades especialmente grandes de este neurotransmisor. Además, en el hipotálamo hay neuronas dopaminérgicas. Las neuronas noradrenérgicas también se encuentran en el mesencéfalo, la protuberancia y el bulbo raquídeo. Los axones de las neuronas noradrenérgicas forman vías ascendentes que van al hipotálamo, el tálamo, la corteza límbica y el cerebelo. Las fibras descendentes de las neuronas noradrenérgicas inervan las células nerviosas de la médula espinal.
Las catecolaminas tienen efectos tanto excitadores como inhibidores sobre las neuronas del SNC.
Serotonina. Al igual que las catecolaminas, pertenece al grupo de las monoaminas, es decir, se sintetiza a partir del aminoácido triptófano. En los mamíferos, las neuronas serotoninérgicas se encuentran principalmente en el tronco del encéfalo. Forman parte del rafe dorsal y medial, núcleos del bulbo raquídeo, protuberancia y mesencéfalo. Las neuronas serotoninérgicas extienden su influencia a la neocorteza, el hipocampo, el globo pálido, la amígdala, la región subtalámica, las estructuras del tallo, la corteza cerebelosa y la médula espinal. La serotonina desempeña un papel importante en el control descendente de la actividad de la médula espinal y en el control hipotalámico de la temperatura corporal. A su vez, los trastornos del metabolismo de la serotonina que se producen bajo la influencia de varios drogas farmacologicas, puede provocar alucinaciones. La disfunción de las sinapsis serotoninérgicas se observa en la esquizofrenia y otros desordenes mentales. La serotonina puede provocar efectos excitadores e inhibidores dependiendo de las propiedades de los receptores de la membrana postsináptica.
Aminoácidos neutros. Se trata de dos ácidos dicarboxílicos principales, el L-glutamato y el L-aspartato, que se encuentran en grandes cantidades en el sistema nervioso central y pueden actuar como mediadores. El ácido L-glutámico forma parte de muchas proteínas y péptidos. No atraviesa bien la barrera hematoencefálica y, por tanto, no llega al cerebro desde la sangre, formándose principalmente a partir de glucosa en el propio tejido nervioso. El glutamato se encuentra en altas concentraciones en el sistema nervioso central de los mamíferos. Se cree que su función está asociada principalmente a la transmisión sinóptica de la excitación.
Polipéptidos. En los últimos años se ha demostrado que algunos polipéptidos pueden realizar una función mediadora en las sinapsis del SNC. Dichos polipéptidos incluyen sustancias P, neurohormonas hipotalámicas, encefalinas, etc. La sustancia P se refiere a un grupo de agentes extraídos por primera vez del intestino. Estos polipéptidos se encuentran en muchas partes del sistema nervioso central. Su concentración es especialmente alta en la zona de la sustancia negra. La presencia de sustancia P en las raíces dorsales de la médula espinal sugiere que puede servir como mediador en las sinapsis formadas por las terminaciones centrales de los axones de algunas neuronas aferentes primarias. La sustancia P tiene un efecto excitador sobre determinadas neuronas de la médula espinal. El papel mediador de otros neuropéptidos es aún menos claro.
Conclusión
La comprensión moderna de la estructura y función del sistema nervioso central se basa en la teoría neuronal, que es un caso especial de la teoría celular. Sin embargo, si la teoría celular se formuló en la primera mitad del siglo XIX, la teoría neuronal, que considera el cerebro como el resultado de la unificación funcional de elementos celulares individuales: las neuronas, no obtuvo reconocimiento hasta principios de este siglo. . Los estudios del neurohistólogo español R. Cajal y del fisiólogo inglés C. Sherrington desempeñaron un papel importante en el reconocimiento de la teoría neuronal. La evidencia final del completo aislamiento estructural de las células nerviosas se obtuvo mediante un microscopio electrónico, cuya alta resolución permitió establecer que cada célula nerviosa está rodeada en toda su longitud por una membrana limitante y que existen espacios libres entre las membranas de diferentes neuronas. Nuestro sistema nervioso está formado por dos tipos de células: nerviosas y gliales. Además, el número de células gliales es de 8 a 9 veces mayor que el número de células nerviosas. El número de elementos nerviosos, siendo muy limitado en los organismos primitivos, en el proceso de desarrollo evolutivo del sistema nervioso alcanza muchos miles de millones en primates y humanos. Al mismo tiempo, el número de contactos sinápticos entre neuronas se acerca a una cifra astronómica. La complejidad de la organización del sistema nervioso central también se manifiesta en el hecho de que la estructura y funciones de las neuronas varios departamentos cerebro varían significativamente. Sin embargo una condición necesaria El análisis de la actividad cerebral es la identificación de los principios fundamentales que subyacen al funcionamiento de las neuronas y las sinapsis. Después de todo, son estas conexiones de neuronas las que proporcionan toda la variedad de procesos asociados con la transmisión y el procesamiento de información.
Uno sólo puede imaginar lo que sucederá si hay un fracaso en este complejo proceso de intercambio... qué nos pasará a nosotros. Esto se puede decir de cualquier estructura del cuerpo, puede que no sea la principal, pero sin ella la actividad de todo el organismo no será del todo correcta y completa. Es lo mismo que en un reloj. Si falta una pieza, aunque sea la más pequeña, del mecanismo, el reloj dejará de funcionar con total precisión. Y pronto el reloj se estropeará. De la misma manera, nuestro cuerpo, si uno de los sistemas se ve afectado, conduce gradualmente al fracaso de todo el organismo y, posteriormente, a la muerte de este mismo organismo. Por eso nos conviene vigilar el estado de nuestro cuerpo y evitar cometer errores que puedan tener consecuencias graves para nosotros.
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Instituto Psicológico y Social de Moscú (MPSI)
Resumen sobre la anatomía del sistema nervioso central sobre el tema:
SINAPSIS (estructura, estructura, funciones).
Estudiante de 1er año de la Facultad de Psicología,
grupo 21/1-01 Logachev A.Yu.
Maestro:
Jolodova Marina Vladimirovna.
año 2001.
El plan de trabajo:
1.Prólogo.
2. Fisiología de la neurona y su estructura.
3.Estructura y funciones de la sinapsis.
4.Sinapsis química.
5. Aislamiento del mediador.
6. Mediadores químicos y sus tipos.
7.Epílogo.
8. Lista de referencias.
PRÓLOGO:
Nuestro cuerpo es un gran mecanismo de relojería.
Consiste en una gran cantidad de pequeñas partículas que se encuentran en orden estricto y cada uno de ellos realiza ciertas funciones y tiene su propia propiedades únicas. Este mecanismo, el cuerpo, está formado por células que conectan sus tejidos y sistemas: todo esto en su conjunto representa una sola cadena, un supersistema del cuerpo.
La mayor variedad de elementos celulares no podrían funcionar como un todo si no existiera en el cuerpo un sofisticado mecanismo regulador. El sistema nervioso juega un papel especial en la regulación. Todo el trabajo complejo del sistema nervioso (regular el trabajo de los órganos internos, controlar los movimientos, ya sean movimientos simples e inconscientes (por ejemplo, la respiración) o movimientos complejos de las manos de una persona), todo esto, en esencia, se basa en la interacción de células entre sí.
Todo ello se basa esencialmente en la transmisión de una señal de una célula a otra. Además, cada célula hace su propio trabajo y, en ocasiones, tiene varias funciones. La variedad de funciones viene dada por dos factores: la forma en que las células están conectadas entre sí y la forma en que están dispuestas estas conexiones.
FISIOLOGÍA DE LA NEURONA Y SU ESTRUCTURA:
La reacción más simple del sistema nervioso ante un estímulo externo es es un reflejo.
En primer lugar, consideremos la estructura y fisiología de la unidad estructural elemental del tejido nervioso de animales y humanos: neurona. Las propiedades funcionales y básicas de una neurona están determinadas por su capacidad para excitarse y autoexcitarse.
La transmisión de excitación se lleva a cabo a lo largo de los procesos de la neurona. axones y dendritas.
Los axones son procesos más largos y anchos. Tienen una serie de propiedades específicas: conducción aislada de excitación y conductividad bilateral.
Las células nerviosas son capaces no solo de percibir y procesar la estimulación externa, sino también de producir espontáneamente impulsos que no son causados por la estimulación externa (autoexcitación).
En respuesta a la estimulación, la neurona responde. impulso de actividad- potencial de acción, cuya frecuencia de generación oscila entre 50 y 60 impulsos por segundo (para las neuronas motoras) y 600 a 800 impulsos por segundo (para las interneuronas del cerebro). El axón termina en muchas ramas delgadas llamadas terminales.
Desde las terminales, el impulso pasa a otras células, directamente a sus cuerpos o, más a menudo, a sus procesos dendríticos. El número de terminales en un axón puede llegar hasta mil, que terminan en diferentes células. Por otro lado, una neurona típica de un vertebrado tiene entre 1.000 y 10.000 terminales procedentes de otras células.
Las dendritas son procesos de neuronas más cortos y numerosos. Perciben la excitación de las neuronas vecinas y la conducen al cuerpo celular.
Hay células y fibras nerviosas pulposas y no pulpadas.
Las fibras pulpares forman parte de los nervios sensoriales y motores de los músculos esqueléticos y los órganos sensoriales y están cubiertas por una vaina de mielina lipídica.
Las fibras pulpares son más "rápidas": en fibras con un diámetro de 1 a 3,5 micromilímetros, la excitación se propaga a una velocidad de 3 a 18 m/s. Esto se explica por el hecho de que la conducción de impulsos a lo largo del nervio mielinizado se produce de forma espasmódica.
En este caso, el potencial de acción “salta” a través de la zona del nervio cubierta de mielina y en el nódulo de Ranvier (la zona expuesta del nervio), pasa a la vaina del cilindro axial. fibra nerviosa. La vaina de mielina es un buen aislante e impide la transmisión de excitación a la unión de fibras nerviosas paralelas.
Las fibras no musculares constituyen la mayor parte de los nervios simpáticos.
No tienen vaina de mielina y están separados entre sí por células neurogliales.
En las fibras sin pulpa, las células actúan como aislantes. neuroglia(tejido de soporte nervioso). células de schwann - uno de los tipos de células gliales. Además de las neuronas internas que perciben y transforman los impulsos provenientes de otras neuronas, existen neuronas que perciben influencias directamente de ambiente- Este receptores, así como neuronas que afectan directamente a los órganos ejecutivos - efectores, por ejemplo, en músculos o glándulas.
Si una neurona actúa sobre un músculo, se llama neurona motora o neurona motora. Entre los neurorreceptores, existen 5 tipos de células, según el tipo de patógeno:
— fotorreceptores, que se excitan bajo la influencia de la luz y proporcionan trabajo. órganos de la visión,
— mecanorreceptores, aquellos receptores que responden a influencias mecánicas.
Están ubicados en los órganos de la audición y el equilibrio. Las células táctiles también son mecanorreceptores. Algunos mecanorreceptores se encuentran en los músculos y miden el grado de estiramiento.
— quimiorreceptores - reaccionar selectivamente a la presencia o cambio en la concentración de diversas sustancias químicas, el trabajo de los órganos del olfato y el gusto se basa en ellos,
— termorreceptores, reaccionar a los cambios de temperatura o su nivel: receptores de frío y calor,
— electrorreceptores reaccionan a los impulsos actuales y están presentes en algunos peces, anfibios y mamíferos, por ejemplo, el ornitorrinco.
Con base en lo anterior, me gustaría señalar que por mucho tiempo Entre los biólogos que estudiaron el sistema nervioso, existía la opinión de que las células nerviosas forman redes largas y complejas que fluyen continuamente entre sí.
Sin embargo, en 1875, un científico italiano, profesor de histología en la Universidad de Pavía, ideó nueva manera tinción celular - plateado. Cuando una de las miles de células cercanas se vuelve plateada, sólo se tiñe ella, la única, pero completa, con todos sus procesos.
método de golgi ayudó mucho al estudio de la estructura de las células nerviosas. Su uso ha demostrado que, a pesar de que las células del cerebro están situadas muy cerca unas de otras y sus procesos están confusos, cada célula sigue estando claramente separada. Es decir, el cerebro, como otros tejidos, está formado por células individuales que no están unidas en una red común. Esta conclusión fue hecha por un histólogo español. CON.
Ramón y Cahalem, quienes con ello difundieron teoría celular sobre el sistema nervioso. El abandono del concepto de red interconectada significó que sistema nervioso legumbres pasa de una celda a otra no a través de contacto eléctrico directo, sino a través de brecha
¿Cuándo comenzó a utilizarse en biología el microscopio electrónico, inventado en 1931? M. Knollem Y E. Ruska, Estas ideas sobre la presencia de una brecha recibieron confirmación directa.
ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA SINAPSIS:
Todo organismo multicelular, todo tejido formado por células, necesita mecanismos que aseguren las interacciones intercelulares.
Veamos cómo se llevan a cabo. interneuronalinteracciones. La información viaja a lo largo de una célula nerviosa en la forma los potenciales de acción. La transferencia de excitación desde las terminales del axón a un órgano inervado u otra célula nerviosa se produce a través de formaciones estructurales intercelulares. sinapsis(del griego
"Sinapsis"- conexión, conexión). El concepto de sinapsis fue introducido por el fisiólogo inglés. C. Sherrington en 1897, para denotar el contacto funcional entre neuronas. Cabe señalar que allá por los años 60 del siglo pasado. A ELLOS.
Sechenov enfatizó que sin comunicación intercelular es imposible explicar los métodos de origen incluso del proceso nervioso más elemental. Cuanto más complejo es el sistema nervioso y cuanto mayor es el número de elementos neuronales constituyentes del cerebro, más importante se vuelve la importancia de los contactos sinápticos.
Los diferentes contactos sinápticos se diferencian entre sí.
Sin embargo, con toda la diversidad de sinapsis, existen ciertas propiedades comunes de su estructura y función. Por lo tanto, primero describimos principios generales su funcionamiento.
Una sinapsis es una formación estructural compleja que consta de una membrana presináptica (la mayoría de las veces es la rama terminal de un axón), una membrana postsináptica (la mayoría de las veces es una sección de la membrana corporal o la dendrita de otra neurona), así como una hendidura sináptica.
El mecanismo de transmisión a través de las sinapsis no quedó claro durante mucho tiempo, aunque era obvio que la transmisión de señales en la región sináptica difiere marcadamente del proceso de conducción de un potencial de acción a lo largo del axón.
Sin embargo, a principios del siglo XX, se formuló la hipótesis de que la transmisión sináptica ocurre ya sea eléctrico o químicamente. La teoría eléctrica de la transmisión sináptica en el sistema nervioso central fue reconocida hasta principios de los años 50, pero perdió terreno significativamente después de que se demostró en varios casos la sinapsis química. sinapsis periféricas. Por ejemplo, AV. Kibiakov, haber realizado un experimento sobre el ganglio nervioso, así como el uso de tecnología de microelectrodos para el registro intracelular de potenciales sinápticos
Las neuronas del sistema nervioso central nos permitieron sacar una conclusión sobre la naturaleza química de la transmisión en las sinapsis interneuronales de la médula espinal.
Estudios de microelectrodos años recientes demostró que en determinadas sinapsis interneuronales existe un mecanismo de transmisión eléctrica.
Ahora se ha hecho evidente que existen sinapsis con un mecanismo de transmisión tanto químico como eléctrico. Además, en algunas estructuras sinápticas funcionan juntos los mecanismos de transmisión eléctrica y química: estos son los llamados sinapsis mixtas.
Sinapsis: estructura, funciones.
Sinapsis(Sinapsis griega - unión) asegura la transmisión unidireccional de los impulsos nerviosos. Las sinapsis son sitios de contacto funcional entre neuronas o entre neuronas y otras células efectoras (por ejemplo, células musculares y glandulares).
Función sinapsis Consiste en convertir una señal eléctrica (impulso) transmitida por una célula presináptica en una señal química que afecta a otra célula, conocida como célula postsináptica.
La mayoría de las sinapsis transmiten información liberando neurotransmisores como parte del proceso de propagación de la señal.
Neurotransmisores- Este compuestos químicos, que, al unirse a la proteína receptora, abren o cierran canales iónicos o desencadenan cascadas de segundos mensajeros. Los neuromoduladores son mensajeros químicos que no actúan directamente sobre las sinapsis, sino que cambian (modifican) la sensibilidad de una neurona a la estimulación o inhibición sináptica.
Alguno neuromoduladores son neuropéptidos o esteroides y se producen en el tejido nervioso, otros son esteroides que circulan en la sangre. La sinapsis en sí incluye un terminal axónico (terminal presináptico), que trae la señal, un sitio en la superficie de otra célula en el que se genera una nueva señal (terminal postsináptico) y un espacio intercelular estrecho: la fisura sinóptica.
Si el axón termina en el cuerpo celular, es una sinapsis axosomática, si termina en una dendrita, entonces dicha sinapsis se conoce como axodendrítica, y si forma una sinapsis en un axón, es una sinapsis axoaxonal.
La mayoría de sinapsis- sinapsis químicas, porque utilizan mensajeros químicos, pero las sinapsis individuales transmiten señales iónicas a través de uniones comunicantes que abarcan las membranas pre y postsinápticas, proporcionando así conducta directa señales neuronales.
Estos contactos se conocen como sinapsis eléctricas.
terminal presináptico Siempre contiene vesículas sinápticas con neurotransmisores y numerosas mitocondrias.
Neurotransmisores generalmente sintetizado en el cuerpo celular; luego se almacenan en vesículas en la parte presináptica de la sinapsis. Durante la transmisión de un impulso nervioso, se liberan en la hendidura sináptica mediante un proceso conocido como exocitosis.
5. Mecanismo de transmisión de información en sinapsis.
La endocitosis promueve el retorno del exceso de membrana, que se acumula en la parte presináptica como resultado de la exocitosis de las vesículas sinápticas.
Devuelto membrana Se fusiona con el retículo endoplásmico agranular (aERP) del compartimento presináptico y se reutiliza para formar nuevas vesículas sinápticas.
Alguno neurotransmisores sintetizado en el compartimento presináptico utilizando enzimas y precursores que se entregan mediante el mecanismo de transporte axonal.
El primero en ser descrito. neurotransmisores había acetilcolina y norepinefrina. En la figura se muestra la terminal del axón que libera noradrenalina.
La mayoría de los neurotransmisores son aminas, aminoácidos o pequeños péptidos (neuropéptidos). Algunas sustancias inorgánicas, como el óxido nítrico, también pueden actuar como neurotransmisores. Ciertos péptidos que actúan como neurotransmisores se utilizan en otras partes del cuerpo, por ejemplo como hormonas en el tracto digestivo.
Los neuropéptidos son muy importantes para regular sensaciones e impulsos como el dolor, el placer, el hambre, la sed y el deseo sexual.
Secuencia de fenómenos durante la transmisión de señales en una sinapsis química.
Fenómenos que ocurren durante la transmisión. señal en una sinapsis química, ilustrada en la figura.
Los impulsos nerviosos que viajan rápidamente (en milisegundos) a través de la membrana celular provocan una explosión. actividad eléctrica(despolarización), que se propaga a través de la membrana celular.
Estos impulsos abren brevemente los canales de calcio en la región presináptica, lo que permite una entrada de calcio que desencadena la exocitosis de las vesículas sinápticas.
En áreas de exopitosis hay neurotransmisores, que reaccionan con receptores ubicados en el sitio postsináptico, provocando actividad eléctrica transitoria (despolarización) de la membrana postsináptica.
Estas sinapsis se conocen como sinapsis excitadoras porque su actividad promueve la generación de impulsos en la membrana celular postsináptica. En algunas sinapsis, la interacción entre el neurotransmisor y el receptor produce el efecto contrario: se produce hiperpolarización y no hay transmisión del impulso nervioso. Estas sinapsis se conocen como sinapsis inhibidoras. Por tanto, las sinapsis pueden mejorar o inhibir la transmisión de impulsos, por lo que pueden regular la actividad neuronal.
Después de su uso neurotransmisores se eliminan rápidamente debido a destrucción enzimática, difusión o endocitosis mediada por receptores específicos en la membrana presináptica. Esta eliminación de neurotransmisores tiene una importancia funcional importante porque previene la estimulación prolongada no deseada de la neurona postsináptica.
Vídeo de entrenamiento: estructura de una sinapsis
- Cuerpo de células nerviosas - neurona: estructura, histología
- Dendritas de células nerviosas: estructura, histología.
- Axones de las células nerviosas: estructura, histología.
- Potenciales de membrana de las células nerviosas.
Fisiología
- Sinapsis: estructura, funciones.
- Células gliales: oligodendrocitos, células de Schwann, astrocitos, células ependimarias.
- Microglia: estructura, histología.
- Sistema nervioso central (SNC): estructura, histología.
- Histología de las meninges. Estructura
- Barrera hematoencefálica: estructura, histología.
Estructura de sinapsisConsideremos la estructura de una sinapsis usando una axosomática como ejemplo. La sinapsis consta de tres partes: la terminal presináptica, la hendidura sináptica y la membrana postsináptica (Fig. 9). La terminal presináptica está llena de vesículas y mitocondrias. Las vesículas contienen sustancias biológicas. sustancias activas- mediadores. Los mediadores se sintetizan en el soma y se transportan mediante microtúbulos hasta la terminal presináptica. Los mediadores más comunes son la adrenalina, noradrenalina, acetilcolina, serotonina, ácido gamma-aminobutírico (GABA), glicina y otros. Normalmente, una sinapsis contiene uno de los transmisores en mayores cantidades en comparación con otros transmisores. Se acostumbra designar las sinapsis en función del tipo de mediador: adrenérgico, colinérgico, serotoninérgico, etc. La hendidura sináptica está llena de líquido intercelular, que contiene enzimas que promueven la destrucción de los neurotransmisores. En las sinapsis eléctricas, la interacción de dos neuronas se realiza a través de biocorrientes. Sinapsis químicaFibra nerviosa PD (AP - potencial de acción) 9. Esquema de la estructura de una sinapsis. El sistema nervioso central está dominado por sinapsis químicas. La influencia de las sinapsis excitadoras e inhibidoras sobre la excitabilidad de la neurona postsináptica es aditiva y el efecto depende de la ubicación de la sinapsis. Cuanto más cerca estén ubicadas las sinapsis del montículo axonal, más efectivas serán. Por el contrario, cuanto más lejos están las sinapsis del montículo axonal (por ejemplo, al final de las dendritas), menos efectivas son. Así, las sinapsis situadas en el soma y el montículo axonal influyen en la excitabilidad de la neurona de forma rápida y eficaz, mientras que la influencia de las sinapsis distantes es lenta y suave. Sistema de amplificadores iipinl. Esta red neuronal se llama local. Además, las neuronas alejadas entre sí de diferentes áreas del cerebro se pueden combinar en una red. Mayoría nivel alto La organización de las conexiones neuronales refleja la conexión de varias áreas del sistema nervioso central. Esta red nerviosa se llama vía o sistema. Hay caminos descendentes y ascendentes. A lo largo de vías ascendentes, la información se transmite desde las áreas subyacentes del cerebro a las superiores (por ejemplo, desde la médula espinal a la corteza cerebral). Las vías descendentes conectan la corteza cerebral con médula espinal. Algunas redes nerviosas proporcionan convergencia (convergencia) de impulsos en un número limitado de neuronas. Las redes nerviosas también se pueden construir según el tipo de divergencia (divergencia). Estas redes permiten la transmisión de información a distancias considerables. Además, las redes neuronales proporcionan integración (resumen o generalización) de varios tipos de información (Fig. 10). |
Sinapsis químicas.
Una sinapsis química se caracteriza por:
1. Retraso sináptico, que dura al menos 0,5 s;
2. Falta de corriente eléctrica desde la membrana pre a postsináptica.
3. Potencial postsináptico como resultado funcionamiento de la sinapsis química. El potencial postsináptico (PSP) es la finalidad del funcionamiento de una sinapsis química y puede ser excitador (EPSP) o inhibidor (IPSP). Los términos EPSP e IPSP se aplican con mayor frecuencia a las sinapsis formadas por neuronas entre neuronas. En la unión neuromuscular, el objetivo de la sináptica. transferencias Es la formación de un potencial de acción asociado con la contracción muscular posterior.
4. Un aumento en la conductividad de la membrana postsináptica durante la implementación de las funciones de la sinapsis (PSP en forma de IPSP o EPSP son causadas por el movimiento de iones a través de canales iónicos en la membrana).
5. Vesículas sinápticas, o vesículas, presentes en terminales presinápticas, tinción específica característica de la membrana postsináptica.
6. Dependencia del proceso de liberación, o liberación del transmisor, de la entrada de iones Ca ++ en el terminal presináptico.
Sinapsis químicas excitadoras
Una sinapsis química se caracteriza por una región presináptica, una hendidura sináptica y una región postsináptica.
La hendidura sináptica en las sinapsis químicas tiene una luz de 20 a 50 nm. En la región presináptica siempre hay vesículas que contienen transmisor (transmisor, neurotransmisor, neurotransmisor) .
En el tipo de sinapsis considerado, debido a la alta resistencia de las membranas sinápticas y la amplia brecha sináptica, el potencial electrotónico y AP no pueden moverse a la región postsináptica utilizando las propiedades del cable de la membrana. El coeficiente de transferencia en este caso es inferior a milésimas y la derivación extracelular tiene una resistencia baja y "se lleva" la carga. A lo largo de la fibra presináptica, el mecanismo de transporte axonal (400 mm/día) realiza el movimiento de sistemas enzimáticos y precursores para la síntesis de mediadores y vesículas. En la terminal sináptica siempre hay una cierta reserva de transmisor listo para la secreción, empaquetado en vesículas.
La síntesis de mediadores se lleva a cabo con la ayuda de enzimas, por ejemplo, la acetilcolina ACh se sintetiza mediante la colina acetiltransferasa, que transfiere el grupo acetilo de la acetilcoenzima A a la colina. Aproximadamente el 85% del mediador terminado se almacena en vesículas. El proceso de síntesis y descomposición de ACh ocurre constantemente.
La liberación del transmisor desde el terminal también se produce de forma continua, esta es la llamada liberación no cuántica, su intensidad puede exceder la liberación cuántica efectiva en decenas de veces, pero no tiene consecuencias electrogénicas (tiene un efecto trófico sobre el objeto de inervación), y la ACh se destruye sin cambiar la permeabilidad de la membrana postsináptica.
El rendimiento cuántico de AX tiene consecuencias eléctricamente significativas. El inicio de la liberación cuántica se establece por la llegada de un potencial de acción a lo largo del axón, que en el terminal presináptico que ha perdido mielina despolariza su membrana, lo que conduce a la apertura de canales de Ca ++ sensibles al voltaje. Debido al alto gradiente electroquímico y de concentración, los iones Ca++ ingresan a la terminal presináptica. El calcio es necesario para que las vesículas con un mediador puedan conectarse a la membrana externa y liberar una porción (cuanto) del mediador en la hendidura sináptica mediante exocitosis. En la sinapsis se pueden vaciar hasta cientos de vesículas al mismo tiempo. En un cuanto hay de 10 2 a 10 5 moléculas de ACh.
El objetivo de la ACh en la sinapsis colinérgica es una molécula proteica compleja. receptor colinérgico . Receptores colinérgicos sensibles a nicotina, pertenecen al tipo de receptores colinérgicos H, a muscarina- Receptores M-colinérgicos (metabotrópicos). Los receptores N-colinérgicos se encuentran (expresan) en las membranas de las fibras musculares de los músculos esqueléticos, las neuronas del sistema nervioso central y los ganglios simpáticos.
receptor N-colinérgico, ionotrópico , consta de 5 (a veces 7) subunidades proteicas, una de las cuales está duplicada (bvbgd). El tamaño total (11×8,5 nm) de la molécula es el doble del espesor de la membrana. Se ha establecido la secuencia de aminoácidos de las proteínas de todas las subunidades y resultó ser específica de cada especie, aunque las diferencias en especies animales estrechamente relacionadas son insignificantes. Duplicado b-las subunidades son sensibles al ligando. El receptor colinérgico puede considerarse un canal iónico porque, como proteína integral de membrana, atraviesa la membrana celular y tiene un poro central. Hay 2 estados conocidos de la molécula del receptor colinérgico: cerrado y abierto. En estado abierto, el poro central de los receptores colinérgicos tiene un tamaño de aproximadamente 0,7 nm, suficiente para la penetración a través de él de cationes monovalentes, principalmente Na + y K +.
Después de que la ACh se une al receptor colinérgico H y se abre el poro, una corriente iónica fluye a través de la membrana postsináptica, causada por el movimiento de los iones Na + y K + a lo largo de gradientes electroquímicos y de concentración. Dado que el gradiente de sodio se dirige hacia el interior de la célula y el de potasio hacia afuera, cuando se mueven en direcciones opuestas, la corriente total es capaz de desplazar localmente el potencial de membrana al CLP en la sinapsis neuromuscular o provocar una despolarización significativa de la membrana neuronal. en la sinapsis neuroneuronal. Respuesta local en forma de despolarización en en este caso se llama PSP - potencial postsináptico, o EPSP, potencial postsináptico excitador. Anteriormente, el nombre de potencial de placa terminal (EPP) se utilizaba a menudo para designar la unión neuromuscular.
La respuesta local en forma de EPSP obedece las leyes de conducción de potenciales a través de la membrana y puede propagarse a corta distancia debido a las limitaciones impuestas por las propiedades capacitivas y resistivas de la membrana: constante de tiempo y longitud constante. Dado que hay muchas sinapsis en la membrana de una neurona o fibra muscular, la respuesta de la célula siempre consiste en la actividad de entradas sinápticas individuales.
La suma de EPP conduce a un estado en el que el potencial de membrana se desplaza por despolarización al CLP y se produce la generación de AP. El calcio ingresa a la célula a través de canales de calcio dependientes de voltaje y participa en el mecanismo de contracción muscular.
Después de que la ACh haya cumplido el papel de molécula de señalización y haya desencadenado la conformación del receptor colinérgico de un estado cerrado a uno abierto, es necesario preparar el sistema para recibir la siguiente señal. Por tanto, la membrana postsináptica tiene un mecanismo de inactivación del transmisor. En la sinapsis colinérgica, la inactivación de la ACh se logra mediante su escisión enzimática utilizando acetilcolinesterasa. En otros tipos de sinapsis, la inactivación ocurre de manera diferente, por ejemplo, la norepinefrina en una sinapsis adrenérgica sufre una reentrada (captación) en la terminal presináptica.
La acetilcolinesterasa puede bloquearse, en cuyo caso los canales del receptor colinérgico están constantemente abiertos y el control muscular se ve afectado. Los insecticidas como "Prima" y "Diclofos" tienen este principio de acción, por lo que son peligrosos no solo para las plagas domésticas, sino también para los animales de sangre caliente.
Etapas de funcionamiento de la transmisión sináptica química.
1. Síntesis, almacenamiento y transporte de mediador en vesículas.
2. Secreción del transmisor durante la despolarización de la membrana presináptica y la entrada de iones calcio al terminal.
3. La reacción de la membrana postsináptica en forma de unión del mediador por el receptor y un cambio en la permeabilidad de la membrana postsináptica a los cationes.
4. Generación de potenciales postsinápticos.
5. Inactivación del mediador.
Las sinapsis químicas excitadoras que se forman en las neuronas son muy numerosas, están intercaladas con sinapsis inhibidoras y nunca aseguran por sí solas que la membrana llegue al CUD. La neurona es capaz integrar señales sinápticas y emitirlas a la salida, en la parte más excitable de la célula, por ejemplo, si es una neurona motora, en axón loma, PD después del análisis de los PSP recibidos a través de entradas sinápticas.
En las sinapsis neuroneuronales, no solo la ACh puede ser un mediador; la mayoría de las veces, los aminoácidos excitadores glutamato y aspartato, norepinefrina, neuropéptidos, ATP y NO realizan las funciones de mediadores.
La neurotransmisión sináptica excitadora del glutamato está más extendida en el sistema nervioso central. La recepción de glutamato en las sinapsis se lleva a cabo mediante receptores NMDA y AMPA (ionotrópicos); los mecanismos sinápticos en ellos son muy complejos y no se comprenden completamente.
Debido al hecho de que los procesos de liberación y destrucción del transmisor en las sinapsis tienen un largo tiempo de implementación, se produce un retraso sináptico en el funcionamiento de las redes neuronales. Por eso, dicen que la sinapsis química funciona como un filtro de frecuencia y tiene baja labilidad.
Dado que las señales de las sinapsis individuales pueden resumirse y determinar la carga total de la membrana, son posibles los fenómenos de facilitación y depresión sináptica tetánica.
Propiedades de una sinapsis química.
1. Velocidad de transmisión de señal lenta, retraso sináptico prolongado.
2. Conducción unilateral de la señal desde la membrana presináptica a la postsináptica, pero no al revés.
3. Alta confiabilidad de la transmisión en condiciones normales de funcionamiento.
4. La existencia de procesos de traza (despolarización e hiperpolarización de trazas, que aumenta la posibilidad de integrar señales por parte de la neurona).
Consideremos cómo se produce la transmisión química y sináptica. Esquemáticamente se ve así: un impulso de excitación llega a la membrana presináptica de una célula nerviosa (dendrita o axón), que contiene vesículas sinápticas, lleno de una sustancia especial - mediador(del latín "Medios de comunicación"- medio, intermediario, transmisor). presináptico
la membrana contiene muchos canales de calcio. El potencial de acción despolariza la terminal presináptica y, por tanto, cambia el estado de los canales de calcio, provocando su apertura. Dado que la concentración de calcio (Ca 2+) en el ambiente extracelular es mayor que dentro de la célula, el calcio ingresa a la célula a través de canales abiertos. Un aumento en el contenido de calcio intracelular conduce a fusión de burbujas con la membrana presináptica. El transmisor sale de las vesículas sinápticas hacia la hendidura sinóptica. La hendidura sináptica en las sinapsis químicas es bastante ancha y tiene un promedio de 10 a 20 nm. Aquí el mediador se une a las proteínas, receptores integrados en la membrana postsináptica. La unión de un transmisor a un receptor inicia una cadena de eventos que conducen a un cambio en el estado de la membrana postsináptica y luego de toda la célula postsináptica. Después de la interacción con la molécula mediadora, el receptor Está activado, la válvula se abre y el canal se vuelve transitable para un ion o para varios iones simultáneamente.
Cabe señalar que las sinapsis químicas difieren no sólo en su mecanismo de transmisión, sino también en muchas propiedades funcionales. Me gustaría señalar algunos de ellos. Por ejemplo, en sinapsis con un mecanismo de transmisión química, la duración retraso sinóptico, es decir, el intervalo entre la llegada de un impulso a la terminal presináptica y el inicio del potencial postsináptico en animales de sangre caliente es de 0,2 - 0,5 ms. Además, las sinapsis químicas son diferentes. unilateralmente, es decir, el mediador que asegura la transmisión de la señal está contenido únicamente en el enlace presináptico. Considerando que en las sinapsis químicas la aparición del potencial postsináptico se debe a un cambio permeabilidad iónica membrana postsináptica, proporcionan eficazmente tanto excitación, y entonces frenado. Habiendo indicado, en mi opinión, las propiedades funcionales básicas de la transmisión sináptica química, consideraremos cómo se lleva a cabo el proceso de liberación del transmisor y también describiremos las más famosas.
Selección del mediador:
El factor que realiza la función transmisora se produce en el cuerpo de la neurona y desde allí se transporta hasta la terminal del axón. El transmisor contenido en las terminaciones presinápticas debe liberarse en la hendidura sináptica para poder actuar sobre los receptores de la membrana postsináptica, proporcionando transmisión transináptica señales. Sustancias como acetilcolina, grupo catecolamina, serotonina, neuropíptidos y muchos otros, sus propiedades generales se describirán a continuación.
Incluso antes de que se aclararan muchas de las características esenciales del proceso de liberación del transmisor, se estableció que las terminaciones presinápticas pueden cambiar de estado. actividad secretora espontánea. Pequeñas porciones del transmisor liberadas constantemente provocan en la célula postsináptica los llamados potenciales postsinápticos en miniatura y espontáneos. Esto fue establecido en 1950 por científicos ingleses. Fett Y katz, quien, al estudiar el funcionamiento de la sinapsis neuromuscular de la rana, descubrió que, sin ningún efecto sobre el nervio del músculo en el área de la membrana postsináptica, surgen pequeñas fluctuaciones de potencial con una amplitud de aproximadamente 0,5 mV a intervalos aleatorios. . El descubrimiento de la liberación de un neurotransmisor, no relacionado con la llegada de un impulso nervioso, ayudó a establecer carácter cuántico su liberación, es decir, resultó que en una sinapsis química la selección se destaca y en paz, pero de vez en cuando y en pequeñas porciones. La discreción se expresa en el hecho de que el mediador sale del final no difusamente, no en forma de moléculas individuales, sino en forma de porciones multimoleculares (o cuantos), cada una de las cuales contiene varios miles de moléculas.
Esto sucede de la siguiente manera: en axoplasma terminales neuronales muy próximas a la membrana presináptica, cuando se examinan bajo un microscopio electrónico, muchas vesículas o vesícula, cada uno de los cuales contiene un cuanto del mediador. Las corrientes de acción causadas por impulsos presinápticos no tienen un efecto notable sobre la membrana postsináptica, pero conducen a la destrucción de la membrana de las vesículas con el transmisor. Este proceso (exocitosis) radica en el hecho de que la vesícula, acercándose a la superficie interna de la membrana del terminal presináptico en presencia de calcio (Ca 2+), se fusiona con la membrana presináptica, como resultado de lo cual la vesícula se vacía en la hendidura sináptica. Tras la destrucción de la vesícula, la membrana que la rodea se incluye en la membrana del terminal presináptico, aumentando su superficie. Posteriormente, como resultado del proceso endocitosis, pequeñas secciones de la membrana presináptica se invaginan hacia adentro, formando nuevamente vesículas, que posteriormente pueden volver a encender el transmisor y entrar en el ciclo de su liberación.
