Sinapsele chimice este tipul predominant de sinapsă în creierul mamiferelor. În astfel de sinapse, interacțiunea dintre neuroni se realizează cu ajutorul unui mediator (neurotransmițător) - o substanță eliberată din terminația presinaptică și care acționează asupra structurii postsinaptice.
Sinapsele chimice sunt cel mai complex tip de conexiuni din SNC (Figura 3.1). Din punct de vedere morfologic, se deosebește de alte forme de conexiuni prin prezența unui gol sinaptic bine definit, cu acest tip de contact, membranele sunt strict orientate sau polarizate în direcția de la neuron la neuron.
Sinapsa chimică are două părți: presinaptic, format dintr-o prelungire în formă de maciucă a capătului axonului celulei transmisoare și postsinaptic, reprezentat de site-ul de contact membrană plasmatică celula primitoare. Între ambele părți există un spațiu sinaptic - un spațiu de 10-50 nm lățime între membranele postsinaptice și presinaptice, ale căror margini sunt întărite cu contacte intercelulare. În extensia sinaptică există mici vezicule, așa-numitele presinaptice sau vezicule sinaptice conţinând un mediator (un mediator în transferul excitaţiei) sau o enzimă care distruge acest mediator. Pe postsinaptic, și adesea pe membranele presinaptice, există receptori pentru unul sau altul mediator.
Orez. 3.1.
Veziculele (veziculele) sunt situate vizavi de membrana presinaptică, datorită scopului lor funcțional pentru eliberarea mediatorului în fanta sinaptică. De asemenea, în apropierea veziculei presinaptice se află un număr mare de mitocondrii (producătoare de ATP) și structuri ordonate ale fibrelor proteice. Veziculele au dimensiuni diferite (de la 20 la 150 sau mai mult nm) și sunt umplute cu substanțe chimice care promovează transferul activității de la o celulă la alta. Un terminal axonal al unui neuron poate conține mai multe tipuri de vezicule.
De regulă, același mediator este eliberat din toate terminațiile unui neuron ( regula lui Dale). Acest mediator poate acționa asupra diferitelor celule în moduri diferite, în funcție de acestea stare functionala, chimia sau gradul de polarizare a membranei lor. Cu toate acestea, urmând regula lui Dale, această celulă presinaptică va elibera întotdeauna aceeași substanță chimică din toate terminațiile sale axonale. Bulele sunt grupate lângă părțile compactate ale membranei.
Impulsul nervos (excitația) se deplasează de-a lungul fibrei cu mare viteză și se apropie de sinapsă. Acest potențial de acțiune determină depolarizarea membranei sinapsei, cu toate acestea, aceasta nu duce la generarea unei noi excitații (potențial de acțiune), ci provoacă deschiderea unor canale ionice speciale. Aceste canale permit ionilor de calciu să intre în sinapsă. Glandă specială secretie interna- paratiroida (este situata deasupra tiroidei) - regleaza continutul de calciu din organism. Multe boli sunt asociate cu metabolismul afectat al calciului în organism. De exemplu, deficiența sa duce la rahitism la copiii mici.
Odată ajuns în citoplasma terminației sinaptice, calciul intră în contact cu proteinele care formează învelișul veziculelor în care este stocat mediatorul. Membranele veziculelor sinaptice se contractă, împingând conținutul în fanta sinaptică. Excitația (potențialul de acțiune electrică) a unui neuron la sinapsă este transformată dintr-un impuls electric într-un impuls chimic. Cu alte cuvinte, fiecare excitație a unui neuron este însoțită de eliberarea unei porțiuni dintr-o substanță activă biologic, un mediator, la capătul axonului său. În plus, moleculele mediatoare se leagă de receptori (molecule de proteine) care sunt localizați pe membrana postsinaptică.
Receptorul este format din două părți. Unul poate fi numit „centru de recunoaștere”, celălalt – „canal ionic”. Dacă moleculele mediatoare au ocupat anumite locuri (centrul de recunoaștere) pe molecula receptoră, atunci canalul ionic se deschide și ionii încep să intre în celulă (ioni de sodiu) sau să părăsească celulă (ioni de potasiu).
Adică, un curent ionic trece prin membrană, ceea ce provoacă o modificare a potențialului prin membrană. Acest potențial se numește potenţial postsinaptic excitator(Fig. 3.2).
Orez. 3.2.
Orez. 3.3.
EPSP este principalul proces sinaptic care asigură transmiterea influențelor excitatoare de la o celulă la alta. EPSP diferă de un impuls de propagare prin absența refractarității, o durată semnificativă, capacitatea de a se combina cu alte procese sinaptice similare și lipsa capacității de a se propaga activ (Fig. 3.3).
Amplitudinea potențială este determinată de numărul de molecule mediatoare legate de receptori. Datorită acestei dependențe, amplitudinea potențialului pe membrana neuronului se dezvoltă proporțional cu numărul de canale deschise.
MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL RUSIEI
Instituția de învățământ de învățământ profesional superior bugetar de stat federal
„UNIVERSITATEA UMANITARĂ DE STAT RUSĂ”
INSTITUTUL DE ECONOMIE, MANAGEMENT ŞI DREPT
DEPARTAMENTUL DE MANAGEMENT
Structura și funcția sinapselor. Clasificarea sinapselor. Sinapsa chimică, neurotransmițător
Final Testîn Psihologia dezvoltării
elev al anului II de forma de invatamant la distanta (corespondenta).
Kundirenko Ekaterina Viktorovna
Supraveghetor
Usenko Anna Borisovna
Candidat la științe psihologice, conferențiar
Moscova 2014
Face. Fiziologia neuronului și structura acestuia. Structura și funcțiile sinapselor. sinapsa chimică. Izolarea mediatorului. Mediatori chimici și tipurile acestora
Concluzie
neuronul mediator al sinapselor
Introducere
Pentru activități coordonate diverse corpuriși sistemele, precum și sistemul nervos este responsabil pentru reglarea funcțiilor corpului. De asemenea, conectează organismul cu mediul extern, datorită căruia simțim diferite schimbări în mediu și reacționăm la acestea. Principalele funcții ale sistemului nervos sunt primirea, stocarea și prelucrarea informațiilor din mediul extern și intern, reglarea și coordonarea activităților tuturor organelor și sistemelor de organe.
La om, ca la toate mamiferele, sistemul nervos include trei componente principale: 1) celule nervoase (neuroni); 2) celule gliale asociate cu acestea, în special celule neurogliale, precum și celule care formează neurilema; 3) țesut conjunctiv. Neuronii asigură conducerea impulsurilor nervoase; neuroglia îndeplinește funcții de susținere, de protecție și trofice atât la nivelul creierului, cât și a măduvei spinării, și neurilema, care constă în principal din așa-zise specializate. celulele Schwann, participă la formarea tecilor fibrelor nervoase periferice; țesutul conjunctiv susține și leagă între ele diferitele părți ale sistemului nervos.
Transmiterea impulsurilor nervoase de la un neuron la altul se realizează cu ajutorul unei sinapse. Sinapsă (synapse, din greacă synapsys - conexiune): contacte intercelulare specializate prin care celulele sistemului nervos (neuronii) transmit un semnal (impuls nervos) între ele sau către celulele non-neuronale. Informațiile sub formă de potențiale de acțiune provin de la prima celulă, numită presinaptică, la a doua, numită postsinaptică. De regulă, o sinapsă este înțeleasă ca o sinapsă chimică în care semnalele sunt transmise folosind neurotransmițători.
I. Fiziologia neuronului și structura acestuia
Unitatea structurală și funcțională a sistemului nervos este celula nervoasă - neuronul.
Neuronii sunt celule specializate capabile să primească, să proceseze, să codifice, să transmită și să stocheze informații, să organizeze reacțiile la stimuli și să stabilească contacte cu alți neuroni și celule de organe. Caracteristicile unice ale unui neuron sunt capacitatea de a genera descărcări electrice și de a transmite informații folosind terminații specializate - sinapsele.
Efectuarea funcțiilor unui neuron este facilitată de sinteza în axoplasma sa de substanțe-transmițători - neurotransmițători (neurotransmițători): acetilcolină, catecolamine etc. Dimensiunile neuronilor variază de la 6 la 120 de microni.
Numărul de neuroni din creierul uman se apropie de 1011. Pot exista până la 10.000 de sinapse pe un neuron. Dacă doar aceste elemente sunt considerate celule de stocare a informațiilor, atunci putem concluziona că sistemul nervos poate stoca 1019 unități. informații, adică capabile să găzduiască aproape toate cunoștințele acumulate de omenire. Prin urmare, ideea că creierul uman își amintește tot ce se întâmplă în corp și când comunică cu mediul este destul de rezonabilă. Cu toate acestea, creierul nu poate extrage din memorie toate informațiile care sunt stocate în el.
Anumite tipuri de organizare neuronală sunt caracteristice diferitelor structuri ale creierului. Neuronii care organizează o singură funcție formează așa-numitele grupuri, populații, ansambluri, coloane, nuclee. În cortexul cerebral, cerebel, neuronii formează straturi de celule. Fiecare strat are funcția sa specifică.
Grupurile de celule formează substanța cenușie a creierului. Între nuclei, grupuri de celule și între celule individuale trec fibre mielinice sau nemielinice: axoni și dendrite.
O fibră nervoasă din structurile subiacente ale creierului din cortex se ramifică în neuroni care ocupă un volum de 0,1 mm3, adică o fibră nervoasă poate excita până la 5000 de neuroni. În dezvoltarea postnatală, apar anumite modificări în densitatea neuronilor, volumul acestora și ramificarea dendritelor.
Structura unui neuron.
Din punct de vedere funcțional, într-un neuron se disting următoarele părți: cel perceptor - dendrite, membrana somei neuronului; integrativ - soma cu movila axonală; transmitere - movila axonală cu axon.
Corpul unui neuron (soma), pe lângă informație, îndeplinește o funcție trofică în raport cu procesele sale și sinapsele acestora. Transecția unui axon sau a dendritei duce la moartea proceselor aflate la distanță de secțiune și, în consecință, la moartea sinapselor acestor procese. Soma asigură, de asemenea, creșterea dendritelor și a axonilor.
Soma neuronului este închisă într-o membrană multistrat care asigură formarea și propagarea potențialului electrotonic către dealul axonului.
Neuronii își pot îndeplini funcția de informare în principal datorită faptului că membrana lor are proprietăți speciale. Membrana neuronului are o grosime de 6 nm și este formată din două straturi de molecule de lipide, care, cu capetele lor hidrofile, sunt întoarse spre faza apoasă: un strat de molecule este întors în interior, celălalt - în exteriorul celulei. Capetele hidrofobe sunt întoarse unele către altele - în interiorul membranei. Proteinele de membrană sunt încorporate în stratul dublu lipidic și îndeplinesc mai multe funcții: proteinele „pompează” asigură mișcarea ionilor și moleculelor împotriva gradientului de concentrație din celulă; proteinele încorporate în canale asigură permeabilitatea selectivă a membranei; proteinele receptor recunosc moleculele dorite și le fixează pe membrană; enzimele, situate pe membrană, facilitează curgerea reacții chimice pe suprafata neuronului. În unele cazuri, aceeași proteină poate fi atât un receptor, o enzimă, cât și o „pompă”.
Ribozomii sunt localizați, de regulă, în apropierea nucleului și efectuează sinteza proteinelor pe matricele ARNt. Ribozomii neuronilor intră în contact cu reticulul endoplasmatic al complexului lamelar și formează o substanță bazofilă.
Substanță bazofilă (substanță Nissl, substanță tigroid, tigroid) - o structură tubulară acoperită cu granule mici, conține ARN și este implicată în sinteza componentelor proteice ale celulei. Excitarea prelungită a unui neuron duce la dispariția substanței bazofile din celulă și, prin urmare, la încetarea sintezei unei anumite proteine. La nou-născuți, neuronii lobului frontal al cortexului cerebral nu au o substanță bazofilă. În același timp, în structurile care asigură reflexe vitale - măduva spinării, trunchiul cerebral, neuronii conțin o cantitate mare de substanță bazofilă. Se deplasează prin curent axoplasmatic de la soma celulei la axon.
Complexul lamelar (aparatul Golgi) este un organel al unui neuron care înconjoară nucleul sub forma unei rețele. Complexul lamelar este implicat în sinteza compușilor neurosecretori și a altor compuși biologic activi ai celulei.
Lizozomii și enzimele lor asigură hidroliza unui număr de substanțe în neuron.
Pigmentii neuronilor - melanina și lipofuscina sunt localizate în neuronii materiei negre ai mezencefalului, în nuclei nerv vag, celule ale sistemului simpatic.
Mitocondriile sunt organele care asigură necesarul de energie al unui neuron. Ele joacă un rol important în respirația celulară. Cele mai multe dintre ele se află în cele mai active părți ale neuronului: dealul axonului, în zona sinapselor. Odată cu activitatea activă a neuronului, numărul mitocondriilor crește.
Neurotubulii pătrund în soma neuronului și participă la stocarea și transmiterea informațiilor.
Nucleul neuronului este înconjurat de o membrană poroasă cu două straturi. Prin pori are loc un schimb între nucleoplasmă și citoplasmă. Când un neuron este activat, nucleul își mărește suprafața datorită proeminențelor, ceea ce sporește relațiile nuclear-plasmatice care stimulează funcțiile celulei nervoase. Nucleul unui neuron conține materialul genetic. Aparatul genetic asigură diferențierea, forma finală a celulei, precum și conexiunile tipice pentru această celulă. O altă funcție esențială a nucleului este reglarea sintezei proteinelor neuronilor de-a lungul vieții sale.
Nucleolul conține o cantitate mare de ARN, acoperit cu un strat subțire de ADN.
Există o anumită relație între dezvoltarea nucleolului și a substanței bazofile în ontogenie și formarea răspunsurilor comportamentale primare la om. Acest lucru se datorează faptului că activitatea neuronilor, stabilirea contactelor cu alți neuroni depind de acumularea de substanțe bazofile în ei.
Dendritele sunt principalul câmp de percepție al neuronului. Membrana dendritei și partea sinaptică a corpului celular este capabilă să răspundă la mediatorii eliberați de terminațiile axonilor prin modificarea potențialului electric.
De obicei, un neuron are mai multe dendrite ramificate. Necesitatea unei astfel de ramificații se datorează faptului că un neuron, ca structură informațională, trebuie să aibă un număr mare de intrări. Informația îi vine de la alți neuroni prin contacte specializate, așa-numitele coloane.
„Spikes” au o structură complexă și asigură percepția semnalelor de către neuron. Cum functie mai grea sistemul nervos, cu cât analizatorii diferiți trimit informații către o structură dată, cu atât mai mulți „spini” pe dendritele neuronilor. Numărul lor maxim este conținut în neuronii piramidali ai cortexului motor al cortexului cerebral și ajunge la câteva mii. Ele ocupă până la 43% din suprafața membranei somatice și a dendritelor. Datorită „spinilor” suprafața de percepție a neuronului crește semnificativ și poate ajunge, de exemplu, în celulele Purkinje, la 250.000 de microni.
Amintiți-vă că neuronii piramidali motori primesc informații de la aproape toate sistemele senzoriale, o serie de formațiuni subcorticale și de la sistemele asociative ale creierului. Dacă o anumită coloană vertebrală sau un grup de spini perioadă lungă de timpîncetează să primească informații, apoi acești „ghimpi” dispar.
Axonul este o excrescere a citoplasmei, adaptată să transporte informații colectate de dendrite, procesate în neuron și transmise axonului prin dealul axonului - punctul de ieșire al axonului din neuron. Axonul acestei celule are un diametru constant, în cele mai multe cazuri este îmbrăcat într-o teacă de mielină formată din glia. Axonul are terminații ramificate. În terminații sunt mitocondrii și formațiuni secretoare.
Tipuri de neuroni.
Structura neuronilor corespunde în mare măsură lor scop functional. După structură, neuronii sunt împărțiți în trei tipuri: unipolari, bipolari și multipolari.
Adevărații neuroni unipolari se găsesc numai în nucleul mezencefalic nervul trigemen. Acești neuroni oferă sensibilitate proprioceptivă la mușchii masticatori.
Alți neuroni unipolari se numesc pseudo-unipolari, de fapt au două procese (unul vine de la periferie de la receptori, celălalt merge la structurile sistemului nervos central). Ambele procese fuzionează în apropierea corpului celular într-un singur proces. Toate aceste celule sunt localizate în noduri senzoriale: spinali, trigemen etc. Ele asigură percepția durerii, a temperaturii, a semnalizării tactile, proprioceptive, baroceptive, vibraționale.
Neuronii bipolari au un axon si o dendrita. Neuronii de acest tip se găsesc în principal în părțile periferice ale sistemelor vizual, auditiv și olfactiv. Neuronii bipolari sunt conectați cu un receptor printr-o dendrită și printr-un axon cu un neuron de următorul nivel de organizare a sistemului senzorial corespunzător.
Neuronii multipolari au mai multe dendrite și un axon. În prezent sunt până la 60 diverse opțiuni structurile neuronilor multipolari, cu toate acestea, toți reprezintă varietăți de celule în formă de fus, stelate, coș și piramidale.
Metabolismul în neuron.
Necesar nutrienți iar sărurile sunt livrate celulei nervoase sub formă de soluții apoase. Produșii metabolici sunt, de asemenea, îndepărtați din neuron sub formă de soluții apoase.
Proteinele neuronilor servesc în scopuri plastice și informaționale. Nucleul unui neuron conține ADN, în timp ce ARN predomină în citoplasmă. ARN-ul este concentrat în principal în substanța bazofilă. Intensitatea metabolismului proteic în nucleu este mai mare decât în citoplasmă. Rata de reînnoire a proteinelor în structurile filogenetic mai noi ale sistemului nervos este mai mare decât în cele mai vechi. Cea mai mare rată a metabolismului proteic din substanța cenușie a cortexului cerebral. Mai puțin - în cerebel, cel mai mic - în măduva spinării.
Lipidele neuronale servesc ca energie și material plastic. Prezența lipidelor în teaca de mielină determină creșterea lor rezistență electrică ajungând la 1000 Ohm/cm2 de suprafață în unii neuroni. Schimbul de lipide în celula nervoasă este lent; excitarea neuronului duce la o scădere a cantității de lipide. De obicei, după o muncă mentală prelungită, cu oboseală, cantitatea de fosfolipide din celulă scade.
Carbohidrații neuronilor sunt principala sursă de energie pentru ei. Glucoza, care pătrunde în celula nervoasă, se transformă în glicogen, care, dacă este necesar, sub influența enzimelor celulei în sine, se transformă din nou în glucoză. Datorită faptului că depozitele de glicogen în timpul funcționării neuronului nu asigură pe deplin consumul de energie al acestuia, sursa de energie pentru celula nervoasă este glucoza din sânge.
Glucoza este descompusă în neuron aerob și anaerob. Clivajul este predominant aerob, ceea ce explică sensibilitatea ridicată celule nervoase la lipsa de oxigen. O creștere a adrenalinei în sânge, activitatea viguroasă a organismului duce la o creștere a consumului de carbohidrați. Sub anestezie, aportul de carbohidrați este redus.
Țesutul nervos conține săruri de potasiu, sodiu, calciu, magneziu etc. între cationi predomină K+, Na+, Mg2+, Ca2+; din anioni - Cl-, HCO3-. În plus, există diverse oligoelemente în neuron (de exemplu, cupru și mangan). Datorită activității lor biologice ridicate, activează enzimele. Numărul de oligoelemente dintr-un neuron depinde de starea lui funcțională. Deci, cu excitație reflexă sau cu cafeină, conținutul de cupru și mangan din neuron scade brusc.
Schimbul de energie într-un neuron în repaus și excitare este diferit. Acest lucru este evidențiat de valoarea coeficientului respirator din celulă. În repaus, este 0,8, iar când este excitat, este 1,0. Când este excitat, consumul de oxigen crește cu 100%. După excitare, cantitatea de acizi nucleici din citoplasma neuronilor scade uneori de 5 ori.
Procesele energetice proprii ale neuronului (soma sa) sunt strâns legate de influențele trofice ale neuronilor, care afectează în primul rând axonii și dendritele. În același timp, terminațiile nervoase ale axonilor au efecte trofice asupra mușchilor sau celulelor altor organe. Deci, o încălcare a inervației musculare duce la atrofia acesteia, la creșterea defalcării proteinelor și la moartea fibrelor musculare.
Clasificarea neuronilor.
Există o clasificare a neuronilor care ține cont de structura chimică a substanțelor eliberate la capetele axonilor lor: colinergice, peptidergice, norepinefrine, dopaminergice, serotoninergice etc.
Prin sensibilitatea la acțiunea stimulilor, neuronii sunt împărțiți în mono-, bi-, polisenzorii.
neuroni monosenzoriali. Ele sunt localizate mai des în zonele de proiecție primară ale cortexului și reacționează numai la semnalele senzoriale lor. De exemplu, o parte semnificativă a neuronilor din zona primară a cortexului vizual răspund doar la stimularea luminoasă a retinei.
Neuronii monosenzoriali sunt subdivizați funcțional în funcție de sensibilitatea lor la diferite calități ale unui singur stimul. Astfel, neuronii individuali din zona auditivă a cortexului cerebral pot răspunde la prezentarea unui ton de 1000 Hz și nu pot răspunde la tonuri cu o frecvență diferită. Se numesc monomodale. Neuronii care răspund la două tonuri diferite se numesc bimodali, la trei sau mai multe - polimodali.
neuroni bisenzoriali. Ele sunt mai des localizate în zonele secundare ale cortexului oricărui analizor și pot răspunde atât la semnale proprii, cât și la alte semnale senzoriale. De exemplu, neuronii din zona secundară a cortexului vizual răspund la stimulii vizuali și auditivi.
neuronii polisenzoriali. Aceștia sunt cel mai adesea neuroni ai zonelor asociative ale creierului; sunt capabili să răspundă la iritația auditivă, vizuală, a pielii și a altor sisteme receptive.
Celulele nervoase ale diferitelor părți ale sistemului nervos pot fi active în afara influenței - de fundal sau de fond activ (Fig. 2.16). Alți neuroni prezintă activitate de impuls numai ca răspuns la un fel de stimulare.
Neuronii activi de fond sunt împărțiți în inhibitori - încetinind frecvența descărcărilor și excitatori - cresc frecvența descărcărilor ca răspuns la un fel de iritație. Neuronii activi de fond pot genera impulsuri continuu cu o oarecare încetinire sau creștere a frecvenței descărcărilor - acesta este primul tip de activitate - continuu aritmic. Acești neuroni oferă tonus centrii nervosi. Neuronii activi de fond sunt de mare importanță în menținerea nivelului de excitare a cortexului și a altor structuri ale creierului. Numărul de neuroni activi de fundal crește în starea de veghe.
Neuronii de al doilea tip emit un grup de impulsuri cu un interval scurt interpuls, după care există o perioadă de tăcere și reapare un grup sau pachet de impulsuri. Acest tip de activitate se numește spargere. Valoarea activității tip burst constă în crearea condițiilor pentru conducerea semnalelor cu o scădere a funcționalității structurilor conductoare sau perceptive ale creierului. Intervalele între impulsuri într-o rafală sunt de aproximativ 1-3 ms, între rafale acest interval este de 15-120 ms.
A treia formă de activitate de fundal este activitatea de grup. Tipul de activitate de grup se caracterizează prin apariția aperiodică a unui grup de pulsuri în fundal (intervalele între impulsuri variază de la 3 la 30 ms), urmată de o perioadă de tăcere.
Din punct de vedere funcțional, neuronii mai pot fi împărțiți în trei tipuri: aferenti, interneuronii (intercalari), eferenti. Primii îndeplinesc funcția de a primi și transmite informații către structurile de deasupra SNC, cei din urmă - asigură interacțiunea între neuronii SNC, al treilea - transmit informații către structurile subiacente ale SNC, către nodurile nervoase aflate în afara SNC și la organele corpului.
Funcțiile neuronilor aferenți sunt strâns legate de funcțiile receptorilor.
Structura și funcțiile sinapselor
Sinapsele sunt numite contacte care stabilesc neuronii ca formațiuni independente. Sinapsa este o structură complexă și constă din partea presinaptică (capătul axonului care transmite semnalul), fanta sinaptică și partea postsinaptică (structura celulei care percepe).
Clasificarea sinapselor. Sinapsele sunt clasificate în funcție de locație, natura acțiunii, metoda de transmitere a semnalului.
După localizare, se disting sinapsele neuromusculare și sinapsele neuro-neuronale, acestea din urmă, la rândul lor, se împart în axo-somatice, axo-axonale, axodendritice, dendro-somatice.
Prin natura acțiunii asupra structurii perceptive, sinapsele pot fi excitatorii și inhibitorii.
Conform metodei de transmitere a semnalului, sinapsele sunt împărțite în electrice, chimice, mixte.
Natura interacțiunii neuronilor. Este determinată de metoda acestei interacțiuni: îndepărtat, adiacent, contact.
Interacțiunea la distanță poate fi asigurată de doi neuroni localizați în structuri diferite ale corpului. De exemplu, în celulele unui număr de structuri cerebrale se formează neurohormoni, neuropeptide, care sunt capabile să influențeze umoral asupra neuronilor din alte departamente.
Interacțiunea adiacentă a neuronilor se realizează în cazul în care membranele neuronilor sunt separate doar de spațiul intercelular. De obicei, o astfel de interacțiune are loc acolo unde nu există celule gliale între membranele neuronilor. O astfel de adiacență este tipică pentru axonii nervului olfactiv, fibrele paralele ale cerebelului etc. Se crede că interacțiunea adiacentă asigură participarea neuronilor vecini la îndeplinirea unei singure funcții. Acest lucru se întâmplă, în special, deoarece metaboliții, produse ale activității neuronilor, care intră în spațiul intercelular, afectează neuronii vecini. Interacțiunea adiacentă poate asigura în unele cazuri transmiterea informațiilor electrice de la neuron la neuron.
Interacțiunea de contact se datorează unor contacte specifice ale membranelor neuronale, care formează așa-numitele sinapse electrice și chimice.
sinapsele electrice. Din punct de vedere morfologic, ele reprezintă o fuziune, sau convergență, a secțiunilor membranei. În acest din urmă caz, fanta sinaptică nu este continuă, ci este întreruptă de punți de contact pline. Aceste punți formează o structură celulară repetată a sinapselor, iar celulele sunt limitate de zonele membranelor învecinate, distanța dintre care în sinapsele mamiferelor este de 0,15-0,20 nm. Locurile de fuziune ale membranei conțin canale prin care celulele pot schimba anumite produse. Pe lângă sinapsele celulare descrise, altele se disting printre sinapsele electrice - sub forma unui gol continuu; aria fiecăruia dintre ele ajunge la 1000 de microni, cum ar fi, de exemplu, între neuronii ganglionului ciliar.
Sinapsele electrice au o conducere unidirecțională a excitației. Acest lucru este ușor de demonstrat când se înregistrează potențialul electric la sinapsă: atunci când căile aferente sunt stimulate, membrana sinapsă se depolarizează, iar când fibrele eferente sunt stimulate, se hiperpolarizează. S-a dovedit că sinapsele neuronilor cu aceeași funcție au o conducere bidirecțională a excitației (de exemplu, sinapsele dintre două celule sensibile), iar sinapsele dintre neuroni cu funcții diferite (senzoriale și motorii) au o conducere unidirecțională. Funcțiile sinapselor electrice sunt în primul rând de a furniza reacții urgente ale organismului. Acest lucru, aparent, explică amplasarea lor la animale în structuri care asigură reacția de zbor, evadare din pericol etc.
Sinapsa electrică este relativ neobosit și rezistentă la schimbările din mediul extern și intern. Aparent, aceste calități, împreună cu viteza, asigură o fiabilitate ridicată a funcționării acestuia.
sinapsele chimice. Din punct de vedere structural, ele sunt reprezentate de partea presinaptica, fanta sinaptica si partea postsinaptica. Partea presinaptică a sinapsei chimice este formată prin expansiunea axonului de-a lungul cursului sau capătului său. În partea presinaptică există vezicule agranulare și granulare (Fig. 1). Bulele (quanta) conțin mediator. În expansiunea presinaptică, există mitocondrii care asigură sinteza mediatorului, granule de glicogen etc. Odată cu stimularea repetată a terminației presinaptice, depozitele mediatorului din veziculele sinaptice sunt epuizate. Se crede că veziculele granulare mici conțin norepinefrină, mari - alte catecolamine. Veziculele agranulare conțin acetilcolină. Mediatorii de excitație pot fi, de asemenea, derivați ai acizilor glutamic și aspartic.
Orez. 1. Schema procesului de transmitere a semnalului nervos într-o sinapsă chimică.
sinapsa chimică
Esența mecanismului de transmitere a unui impuls electric de la o celulă nervoasă la alta printr-o sinapsă chimică este următoarea. Un semnal electric care trece prin procesul unui neuron al unei celule ajunge în regiunea presinaptică și face ca un anumit compus chimic, un mediator sau mediator, să iasă din acesta în fanta sinaptică. Mediatorul, difuzând prin fanta sinaptică, ajunge în zona postsinaptică și se leagă chimic de o moleculă situată acolo, numită receptor. Ca urmare a acestei legături, în zona postsinaptică sunt lansate o serie de transformări fizico-chimice, în urma cărora apare un impuls în zona sa. curent electric, extinzându-se mai departe până la a doua celulă.
Zona presinapselor este caracterizată de câteva formațiuni morfologice importante care joacă un rol major în activitatea sa. În această zonă există granule specifice - vezicule - care conțin unul sau altul compus chimic, numit în general mediator. Acest termen are o semnificație pur funcțională, ca, de exemplu, termenul de hormon. Una și aceeași substanță poate fi atribuită fie mediatorilor, fie hormonilor. De exemplu, noradrenalina ar trebui numită neurotransmițător dacă este eliberată din veziculele presinapsei; dacă norepinefrina este secretată în sânge de glandele suprarenale, atunci în acest caz se numește hormon.
În plus, în zona de presinapsie există mitocondrii care conțin ioni de calciu și structuri membranare specifice - canale ionice. Activarea presinapsei începe în momentul în care un impuls electric din celulă ajunge în această zonă. Acest impuls duce la faptul că o cantitate mare de calciu intră în presinapsă prin canalele ionice. În plus, ca răspuns la un impuls electric, ionii de calciu părăsesc mitocondriile. Ambele procese duc la o creștere a concentrației de calciu în presinapsă. Apariția excesului de calciu duce la conectarea membranei presinaptice cu membrana veziculelor, iar acestea din urmă încep să tragă până la membrana presinaptică, ejectând în cele din urmă conținutul lor în fanta sinaptică.
Structura principală a zonei postsinaptice este membrana zonei celei de-a doua celule în contact cu presinapsa. Această membrană conține o macromoleculă determinată genetic, receptorul, care se leagă selectiv de mediator. Această moleculă conține două regiuni. Primul loc este responsabil pentru recunoașterea mediatorului „său”, al doilea loc este responsabil pentru modificările fizico-chimice ale membranei, ducând la apariția unui potențial electric.
Includerea lucrării postsinapsei începe în momentul în care molecula mediatoare ajunge în această zonă. Centrul de recunoaștere își „recunoaște” molecula și se leagă de ea printr-un anumit tip de legătură chimică, care poate fi vizualizată ca interacțiunea unui lacăt cu cheia sa. Această interacțiune include activitatea celei de-a doua secțiuni a moleculei, iar activitatea sa duce la apariția unui impuls electric.
Caracteristicile transmisiei semnalului printr-o sinapsă chimică sunt determinate de caracteristicile structurii acesteia. În primul rând, un semnal electric de la o celulă este transmis la alta cu ajutorul unui mediator chimic - un mediator. În al doilea rând, semnalul electric este transmis într-o singură direcție, care este determinată de caracteristicile structurale ale sinapsei. În al treilea rând, există o ușoară întârziere în conducerea semnalului, al cărei timp este determinat de timpul de difuzie al emițătorului prin fanta sinaptică. În al patrulea rând, conducerea printr-o sinapsă chimică poate fi blocată căi diferite.
Lucrarea sinapsei chimice este reglată atât la nivelul presinapsei, cât și la nivelul postsinapsei. În modul standard de funcționare, un neurotransmițător este ejectat din presinapsă după ce sosește acolo un semnal electric, care se leagă de receptorul postsinapsic și provoacă apariția unui nou semnal electric. Înainte ca un nou semnal să intre în presinapsă, cantitatea de neurotransmițător are timp să se recupereze. Cu toate acestea, dacă semnalele de la celula nervoasă trec prea des sau pentru o perioadă lungă de timp, cantitatea de neurotransmițători de acolo se epuizează și sinapsa nu mai funcționează.
În același timp, sinapsa poate fi „antrenată” pentru a transmite semnale foarte frecvente pentru o lungă perioadă de timp. Acest mecanism este extrem de important pentru înțelegerea mecanismelor memoriei. S-a demonstrat că, pe lângă substanța care joacă rolul de mediator, veziculele conțin și alte substanțe de natură proteică, iar receptorii specifici care le recunosc sunt localizați pe membrana presinapsei și postsinapsei. Acești receptori pentru peptide diferă fundamental de receptorii pentru mediatori prin aceea că interacțiunea cu aceștia nu provoacă apariția potențialelor, ci declanșează reacții sintetice biochimice.
Astfel, după ce impulsul ajunge la presinapsă, împreună cu mediatorii, cel peptide reglatoare. Unii dintre ei interacționează cu receptorii peptidici de pe membrana presinaptică, iar această interacțiune activează mecanismul sintezei mediatorilor. Prin urmare, cu cât mediatorul și peptidele reglatoare sunt eliberate mai des, cu atât va fi mai intensă sinteza mediatorului. O altă parte a peptidelor reglatoare, împreună cu mediatorul, ajunge la postsinapsă. Mediatorul se leagă de receptorul său, iar peptidele reglatoare de al lor, iar această ultimă interacțiune declanșează sinteza moleculelor receptorului pentru mediator. Ca rezultat al unui astfel de proces, câmpul receptor sensibil la mediator crește astfel încât toate moleculele mediatorului, fără urmă, se leagă de moleculele receptorului lor. În general, acest proces duce la așa-numita facilitare a conducerii prin sinapsa chimică.
Izolarea mediatorului
Factorul care îndeplinește funcția de mediator este produs în corpul neuronului, iar de acolo este transportat până la capătul axonului. Mediatorul continut de terminatiile presinaptice trebuie eliberat in fanta sinoptica pentru a actiona asupra receptorilor membranei postsinaptice, asigurand semnalizare transsinaptica. Substanțe precum acetilcolina, grupa catecolaminei, serotonina, neuropiptidele și multe altele pot acționa ca mediatori, proprietățile lor generale vor fi descrise mai jos.
Chiar înainte ca multe dintre caracteristicile esențiale ale procesului de eliberare a neurotransmițătorilor să fie elucidate, s-a descoperit că terminațiile presinaptice pot schimba stările de activitate secretorie spontană. Porțiuni mici secretate în mod constant ale mediatorului provoacă așa-numitele potențiale postsinaptice spontane, miniaturale în celula postsinaptică. Acest lucru a fost stabilit în 1950 de oamenii de știință englezi Fett și Katz, care, studiind activitatea sinapsei neuromusculare a unei broaște, au descoperit că, fără nicio acțiune asupra nervului din mușchi din zona membranei postsinaptice, mic fluctuațiile potențiale apar de la sine la intervale aleatorii, cu o amplitudine de aproximativ la 0,5 mV.
Descoperirea eliberării neurotransmițătorului care nu este asociată cu sosirea unui impuls nervos a ajutat la stabilirea naturii cuantice a eliberării acestuia, adică s-a dovedit că într-o sinapsă chimică mediatorul este eliberat în repaus, dar ocazional și în porțiuni mici. Discretența se exprimă prin faptul că mediatorul părăsește capătul nu difuz, nu sub formă de molecule individuale, ci sub formă de porțiuni multimoleculare (sau cuante), fiecare dintre ele conține mai multe.
Acest lucru se întâmplă după cum urmează: în axoplasma terminațiilor neuronilor aflate în imediata apropiere a membranei presinaptice, atunci când sunt privite la microscop electronic, s-au găsit multe vezicule sau vezicule, fiecare dintre ele conținând un cuantum transmițător. Curenții de acțiune provocați de impulsurile presinaptice nu au un efect vizibil asupra membranei postsinaptice, dar duc la distrugerea învelișului veziculelor cu mediatorul. Acest proces (exocitoză) constă în faptul că vezicula, apropiindu-se de suprafața interioară a membranei terminalului presinaptic în prezența calciului (Ca2+), se contopește cu membrana presinaptică, în urma căreia vezicula este golită în despicatură sinoptică. După distrugerea veziculei, membrana care o înconjoară este inclusă în membrana terminației presinaptice, mărind suprafața acesteia. Ulterior, ca urmare a procesului de endomitoză, secțiuni mici ale membranei presinaptice se umflă spre interior, formând din nou vezicule, care ulterior sunt din nou capabile să activeze mediatorul și să intre într-un ciclu de eliberare a acestuia.
V. Mediatori chimici și tipurile acestora
îndeplinește o funcție de mediator în SNC grup mare eterogen substanțe chimice. Lista mediatorilor chimici nou descoperiți este în continuă creștere. Conform ultimelor date, sunt aproximativ 30. Aș dori, de asemenea, să remarc că, conform principiului Dale, fiecare neuron în toate terminațiile sale sinoptice eliberează același mediator. Pe baza acestui principiu, se obișnuiește să se desemneze neuronii în funcție de tipul de mediator pe care îl emit terminațiile lor. Astfel, de exemplu, neuronii care eliberează acetilcolină sunt numiți colinergici, serotoninergici - serotoninergici. Acest principiu poate fi folosit pentru a se referi la diferite sinapse chimice. Luați în considerare câțiva dintre cei mai cunoscuți mediatori chimici:
Acetilcolina. Unul dintre primii neurotransmițători descoperiți (a fost cunoscut și ca „substanța nervului vag” datorită efectului său asupra inimii).
O caracteristică a acetilcolinei ca mediator este distrugerea sa rapidă după eliberarea din terminațiile presinaptice cu ajutorul enzimei acetilcolinesterazei. Acetilcolina acționează ca un mediator în sinapsele formate din colateralele axonilor recurente neuroni motorii măduva spinării pe celulele Renshaw intercalare, care la rândul lor, cu ajutorul unui alt mediator, au un efect inhibitor asupra neuronilor motori.
Neuronii colinergici sunt, de asemenea, neuroni ai măduvei spinării care inervează celulele cromafine și neuronii preganglionari care inervează celulele nervoase ale ganglionilor intramurali și extramurali. Se crede că neuronii colinergici sunt prezenți în formarea reticulară a mezencefalului, cerebelului, ganglionilor bazali și cortexului.
Catecolamine. Acestea sunt trei substanțe înrudite chimic. Acestea includ: dopamina, norepinefrina și adrenalina, care sunt derivați ai tirozinei și îndeplinesc o funcție de mediator nu numai în sinapsele periferice, ci și centrale. Neuronii dopaminergici se găsesc la mamifere, în principal, în mijlocul creierului. Dopamina joacă un rol deosebit de important în striatul, unde se găsesc cantități deosebit de mari din acest mediator. În plus, neuronii dopaminergici sunt prezenți în hipotalamus. Neuronii noradrenergici se găsesc, de asemenea, la nivelul creierului mediu, puțului și medular oblongata. Axonii neuronilor noradrenergici formează căi ascendente care se îndreaptă către hipotalamus, talamus, cortexul limbic și cerebel. Fibrele descendente ale neuronilor noradrenergici inervează celulele nervoase ale măduvei spinării.
Catecolaminele au atât efecte excitatoare, cât și inhibitorii asupra neuronilor SNC.
Serotonina. Ca și catecolaminele, aparține grupului de monoamine, adică este sintetizat din aminoacidul triptofan. La mamifere, neuronii serotoninergici sunt localizați în principal în trunchiul cerebral. Ele fac parte din sutura dorsală și medială, nucleele medulei oblongate, pons și mezencefal. Neuronii serotoninergici își extind influența asupra neocortexului, hipocampusului, globului pallidus, amigdalei, hipotalamusului, structurilor tulpinii, cortexului cerebelos și măduvei spinării. Serotonina joacă un rol important în controlul în aval al activității măduvei spinării și în controlul hipotalamic al temperaturii corpului. La rândul lor, tulburări ale metabolismului serotoninei care apar sub acțiunea unui număr de preparate farmacologice poate provoca halucinații. Încălcarea funcțiilor sinapselor serotoninergice se observă în schizofrenie și altele probleme mentale. Serotonina poate provoca efecte excitatorii și inhibitorii în funcție de proprietățile receptorilor membranari postsinaptici.
aminoacizi neutri. Aceștia sunt cei doi acizi dicarboxilici principali L-glutamat și L-aspartat, care se găsesc în cantități mari în sistemul nervos central și pot acționa ca mediatori. Acidul L-glutamic este un constituent al multor proteine și peptide. Nu trece bine prin bariera hemato-encefalică și, prin urmare, nu pătrunde în creier din sânge, fiind format în principal din glucoză din țesutul nervos propriu-zis. În SNC la mamifere, glutamatul se găsește în concentrații mari. Se crede că funcția sa este legată în principal de transmiterea sinoptică a excitației.
Polipeptide. În ultimii ani, s-a demonstrat că unele polipeptide pot îndeplini funcția de mediator în sinapsele SNC. Aceste polipeptide includ substanțe-P, neurohormoni hipotalamici, encefaline etc. Substanța-P se referă la un grup de agenți extrași mai întâi din intestin. Aceste polipeptide se găsesc în multe părți ale SNC. Concentrația lor este deosebit de mare în regiunea materiei negre. Prezența substanței-P în rădăcinile posterioare ale măduvei spinării sugerează că poate servi ca mediator în sinapsele formate de terminațiile axonilor centrale ale unor neuroni aferenți primari. Substanța-P are un efect interesant asupra anumitor neuroni ai măduvei spinării. Rolul de mediator al altor neuropeptide este și mai puțin clar.
Concluzie
Înțelegerea modernă a structurii și funcției SNC se bazează pe teoria neuronală, care este un caz special al teoriei celulare. Totuși, dacă teoria celulară a fost formulată în prima jumătate a secolului al XIX-lea, atunci teoria neuronală, care consideră creierul ca rezultat al asocierii funcționale a elementelor celulare individuale - neuroni, a fost recunoscută abia la începutul secolului prezent. . Un rol important în recunoașterea teoriei neuronale l-au avut studiile neurohistologului spaniol R. Cajal și fiziologului englez C. Sherrington. Dovada finală a izolării structurale complete a celulelor nervoase a fost obținută cu ajutorul unui microscop electronic, a cărui rezoluție înaltă a făcut posibil să se stabilească că fiecare celulă nervoasă este înconjurată de o membrană de limită pe toată lungimea sa și că există spații libere între membranele diferiților neuroni. Sistemul nostru nervos este format din două tipuri de celule - nervoase și gliale. În plus, numărul de celule gliale este de 8-9 ori mai mare decât numărul de celule nervoase. Numărul elementelor nervoase, fiind foarte limitat la organismele primitive, în procesul de dezvoltare evolutivă a sistemului nervos ajunge la multe miliarde la primate și la om. În același timp, numărul de contacte sinaptice dintre neuroni se apropie de o cifră astronomică. Complexitatea organizării SNC se manifestă și prin faptul că structura și funcțiile neuronilor din diferite părți ale creierului variază semnificativ. in orice caz conditie necesara analiza activității creierului este de a evidenția principiile fundamentale care stau la baza funcționării neuronilor și a sinapselor. La urma urmei, aceste conexiuni ale neuronilor sunt cele care oferă întreaga varietate de procese asociate cu transmiterea și procesarea informațiilor.
Ne putem imagina doar ce se va întâmpla dacă acest proces complex de schimb eșuează... ce se va întâmpla cu noi. Deci putem vorbi despre orice structură a corpului, poate nu este cea principală, dar fără ea, activitatea întregului organism nu va fi în întregime corectă și completă. Nu contează care sunt orele. Dacă lipsește unul, chiar și cel mai mic detaliu din mecanism, ceasul nu va mai funcționa absolut exact. Și în curând ceasul se va sparge. În același mod, corpul nostru, în cazul încălcării unuia dintre sisteme, duce treptat la o defecțiune a întregului organism și, ca urmare, la moartea acestui organism. Deci este în interesul nostru să monitorizăm starea corpului nostru și să nu facem acele greșeli care pot duce la consecințe grave pentru noi.
Lista surselor și literaturii
1. Batuev A. S. Fiziologia superioară activitate nervoasași sisteme senzoriale: manual / A. S. Batuev. - St.Petersburg. : Peter, 2009. - 317 p.
Danilova N. N. Psihofiziologie: Manual / N. N. Danilova. - M. : ASPECT PRESS, 2000. - 373s.
Danilova N. N. Fiziologia activității nervoase superioare: manual / N. N. Danilova, A. L. Krylova. - M.: Literatură educațională, 1997. - 428 p.
Karaulova L.K. Fiziologie: tutorial/ L. K. Karaulova, N. A. Krasnoperova, M. M. Rasulov. - M. : Academia, 2009. - 384 p.
Katalymov, L. L. Fiziologia neuronului: un manual / L. L. Katalymov, O. S. Sotnikov; Min. oameni. educația RSFSR, Ulyanovsk. stat ped. in-t. - Ulianovsk: B. i., 1991. - 95 p.
Semenov, E. V. Fiziologie și anatomie: manual / E. V. Semenov. - M. : Dzhangar, 2005. - 480 p.
Smirnov, V. M. Fiziologia sistemului nervos central: manual / V. M. Smirnov, V. N. Yakovlev. - M.: Academia, 2002. - 352 p.
Smirnov V. M. Fiziologia umană: manual / V. M. Smirnova. - M.: Medicină, 2002. - 608s.
Rossolimo T. E. Fiziologia activității nervoase superioare: un cititor: un manual / T. E. Rossolimo, I. A. Moskvina - Tarkhanova, L. B. Rybalov. - M.; Voronej: MPSI: MODEK, 2007. - 336 p.
Îndrumare
Ai nevoie de ajutor pentru a învăța un subiect?
Experții noștri vă vor sfătui sau vă vor oferi servicii de îndrumare pe subiecte care vă interesează.
Trimiteți o cerere indicând subiectul chiar acum pentru a afla despre posibilitatea de a obține o consultație.
Institutul Psihologic și Social din Moscova (MPSI)
Rezumat despre anatomia sistemului nervos central pe tema:
SYNAPSE (structură, structură, funcții).
student în anul I al Facultății de Psihologie,
grupa 21/1-01 Logachev A.Yu.
Profesor:
Kholodova Marina Vladimirovna
anul 2001.
Plan de muncă:
1. Prolog.
2. Fiziologia neuronului și structura acestuia.
3. Structura și funcțiile sinapsei.
4. Sinapsa chimică.
5. Izolarea mediatorului.
6. Mediatori chimici și tipurile acestora.
7. Epilog.
8. Lista referințelor.
PROLOG:
Corpul nostru este un mare mecanism de ceas.
Constă dintr-un număr mare de particule minuscule care se află în ordine strictăși fiecare dintre ele îndeplinește anumite funcții și are propriile sale proprietăți unice. Acest mecanism - corpul, constă din celule, țesuturi și sisteme care le conectează: toate acestea în ansamblu sunt un singur lanț, un supersistem al corpului.
Cel mai mare număr de elemente celulare nu ar putea funcționa ca un întreg, dacă organismul nu ar avea un mecanism sofisticat de reglare. Sistemul nervos joacă un rol deosebit în reglare. Toată munca complexă a sistemului nervos - reglarea activității organelor interne, controlul mișcărilor, fie mișcări simple și inconștiente (de exemplu, respirație) sau complexe, mișcări ale mâinilor umane - toate acestea, în esență, se bazează pe interacțiunea celulelor între ele.
Toate acestea, în esență, se bazează pe transmiterea unui semnal de la o celulă la alta. În plus, fiecare celulă își îndeplinește munca și uneori are mai multe funcții. Varietatea funcțiilor este asigurată de doi factori: modul în care celulele sunt conectate între ele și modul în care aceste conexiuni sunt aranjate.
FIZIOLOGIA NEURONILOR SI STRUCTURA EI:
Cea mai simplă reacție a sistemului nervos la un stimul extern este este un reflex.
În primul rând, să luăm în considerare structura și fiziologia unității structurale elementare a țesutului nervos al animalelor și oamenilor - neuron. Proprietățile funcționale și de bază ale unui neuron sunt determinate de capacitatea sa de a excita și de a se autoexcita.
Transmiterea excitației se realizează de-a lungul proceselor neuronului - axonilor si dendritelor.
Axonii sunt procese mai lungi și mai largi. Au o serie de proprietăți specifice: conducerea izolată a excitației și conducerea bilaterală.
Celulele nervoase sunt capabile nu numai să perceapă și să proceseze excitația externă, ci și să emită spontan impulsuri care nu sunt cauzate de iritația externă (autoexcitare).
Ca răspuns la stimulare, neuronul răspunde impuls de activitate- potenţial de acţiune, a cărui frecvenţă de generare variază de la 50-60 de impulsuri pe secundă (pentru neuronii motori), până la 600-800 de impulsuri pe secundă (pentru neuronii intercalari ai creierului). Axonul se termină în multe ramuri subțiri numite terminale.
De la terminale, impulsul trece la alte celule, direct la corpurile lor, sau mai des la procesele lor, dendrite. Numărul de terminale dintr-un axon poate ajunge până la o mie, care se termină în celule diferite. Pe de altă parte, un neuron tipic de vertebrat are între 1.000 și 10.000 de terminale de la alte celule.
Dendritele sunt procese mai scurte și mai numeroase ale neuronilor. Ei percep excitația de la neuronii vecini și o conduc către corpul celular.
Distingeți între celulele și fibrele nervoase pulpoase și non-pulmonice.
Fibrele pulpare – fac parte din nervii senzitivi și motori ai mușchilor scheletici și ai organelor senzoriale.Sunt acoperite cu o teacă lipidică de mielină.
Fibrele pulpei au o „acțiune mai rapidă”: în astfel de fibre cu un diametru de 1-3,5 micromilimetri, excitația se propagă cu o viteză de 3-18 m/s. Acest lucru se datorează faptului că conducerea impulsurilor de-a lungul nervului mieliniz are loc spasmodic.
În acest caz, potențialul de acțiune „sare” prin zona nervului acoperit cu mielină și la locul interceptării lui Ranvier (zona expusă a nervului), trece la teaca cilindrului axial al fibra nervoasa. Teaca de mielină este un bun izolator și exclude transmiterea excitației la joncțiunea fibrelor nervoase paralele.
Fibrele necarnoase - alcătuiesc cea mai mare parte a nervilor simpatici.
Nu au o teacă de mielină și sunt separate unul de celălalt de celule neurogliale.
În fibrele necarnoase, rolul de izolatori este jucat de celule neuroglia(țesut de susținere a nervilor). celule Schwann - unul dintre tipurile de celule gliale. Pe lângă neuronii interni care percep și transformă impulsurile de la alți neuroni, există neuroni care percep influențele direct din mediu inconjurator- Acest receptori precum și neuronii care afectează direct organele executive - efectori, de exemplu, mușchii sau glandele.
Dacă un neuron acționează asupra unui mușchi, se numește neuron motor sau motoneuron. Dintre neuroreceptori, se disting 5 tipuri de celule, în funcție de tipul de agent patogen:
— fotoreceptori, care sunt excitate sub influența luminii și oferă muncă organele vederii,
— mecanoreceptori, acei receptori care răspund la influenţe mecanice.
Ele sunt localizate în organele auzului, echilibrului. Celulele tactile sunt, de asemenea, mecanoreceptori. Unii mecanoreceptori sunt localizați în mușchi și măsoară gradul de întindere a acestora.
— chemoreceptori - reacționează selectiv la prezența sau modificarea concentrației diferitelor substanțe chimice, activitatea organelor mirosului și gustului se bazează pe acestea,
— termoreceptori, reacționează la schimbările de temperatură sau la nivelul acesteia - receptorii de frig și căldură,
— electroreceptori răspund la impulsurile curente și sunt prezente la unii pești, amfibieni și mamifere, cum ar fi ornitorincul.
Pe baza celor de mai sus, aș dori să notez că pentru o lungă perioadă de timp printre biologii care au studiat sistemul nervos, a existat opinia că celulele nervoase formează rețele lungi și complexe, trecând continuu una în alta.
Cu toate acestea, în 1875, un om de știință italian, profesor de histologie la Universitatea din Pavia, a venit cu o nouă modalitate de a colora celulele - argintare. Când una dintre miile de celule din apropiere este argintită, doar ea este pătată - singura, dar complet, cu toate procesele sale.
metoda Golgi a contribuit foarte mult la studiul structurii celulelor nervoase. Utilizarea sa a arătat că, în ciuda faptului că celulele din creier sunt situate extrem de aproape unele de altele și procesele lor sunt amestecate, totuși fiecare celulă este clar separată. Adică, creierul, ca și alte țesuturi, este format din celule separate care nu sunt unite într-o rețea comună. Această concluzie a fost făcută de un histolog spaniol CU.
Ramon y Cahalem, care s-au răspândit astfel teoria celulei la sistemul nervos. Respingerea conceptului de rețea unită a însemnat că în sistem nervos puls trece de la celulă la celulă nu prin contact electric direct, ci prin decalaj.
Când a intrat în uz microscopul electronic în biologie, care a fost inventat în 1931 M. KnolemȘi E. Ruska, aceste idei despre prezența unui gol au primit confirmare directă.
STRUCTURA ȘI FUNCȚIILE SINAPSEI:
Fiecare organism multicelular, fiecare țesut format din celule, are nevoie de mecanisme care asigură interacțiuni intercelulare.
Să aruncăm o privire la cum se face interneuronaleinteracțiuni. Celula nervoasă poartă informații în formă potenţiale de acţiune. Transferul excitației de la terminalele axonilor la un organ inervat sau o altă celulă nervoasă are loc prin formațiuni structurale intercelulare - sinapsele(din greaca.
"Sinapsis" conexiune, conexiune). Conceptul de sinapsă a fost introdus de un fiziolog englez Ch. Sherringtonîn 1897, pentru a denota contactul funcțional între neuroni. De remarcat că în anii ’60 LOR.
Sechenov a subliniat că fără comunicare intercelulară este imposibil de explicat originea chiar și a celui mai nervos proces elementar. Cu cât sistemul nervos este mai complex și cu cât este mai mare numărul de elemente constitutive ale creierului nervos, cu atât valoarea contactelor sinaptice devine mai importantă.
Diferitele contacte sinaptice sunt diferite unele de altele.
Cu toate acestea, cu toată varietatea de sinapse, există anumite proprietăți comune ale structurii și funcției lor. Prin urmare, descriem mai întâi principii generale functionarea lor.
O sinapsă este o formațiune structurală complexă constând dintr-o membrană presinaptică (cel mai adesea aceasta este ramificarea terminală a unui axon), o membrană postsinaptică (cel mai adesea aceasta este o secțiune a membranei corpului sau dendrita unui alt neuron), precum și o despicatură sinaptică.
Mecanismul de transmitere prin sinapsă a rămas neclar pentru o lungă perioadă de timp, deși era evident că transmiterea semnalelor în regiunea sinaptică diferă brusc de procesul de conducere a potențialului de acțiune de-a lungul axonului.
Cu toate acestea, la începutul secolului al XX-lea, a fost formulată o ipoteză că transmiterea sinaptică are loc sau electric sau cale chimică. Teoria electrică a transmisiei sinaptice în SNC sa bucurat de recunoaștere până la începutul anilor 1950, dar a pierdut teren în mod semnificativ după ce sinapsa chimică a fost demonstrată într-un număr de sinapsele periferice. De exemplu, A.V. Kibyakov, a efectuat un experiment asupra ganglionului nervos, precum și utilizarea tehnologiei microelectrodului pentru înregistrarea intracelulară a potențialelor sinaptice
neuronii SNC au condus la concluzia despre natura chimică a transmiterii în sinapsele interneuronale ale măduvei spinării.
Cercetarea cu microelectrozi anii recenti a arătat că în anumite sinapse interneuronale există un mecanism de transmisie electrică.
Acum a devenit evident că există sinapse, atât cu un mecanism de transmisie chimică, cât și cu unul electric. Mai mult, în unele structuri sinaptice, atât mecanismele de transmisie electrice, cât și cele chimice funcționează împreună - acestea sunt așa-numitele sinapse mixte.
Sinapsă: structură, funcții
Sinapsa(sinapsa greacă - asociere) asigură transmiterea unidirecțională a impulsurilor nervoase. Sinapsele sunt locuri de contact funcțional între neuroni sau între neuroni și alte celule efectoare (de exemplu, musculare și glandulare).
Funcţie sinapsa consta in transformarea unui semnal electric (impuls) transmis de celula presinaptica intr-un semnal chimic care actioneaza asupra unei alte celule, cunoscuta sub numele de celula postsinaptica.
Majoritatea sinapselor transmit informații prin eliberarea de neurotransmițători în timpul procesului de propagare a semnalului.
neurotransmitatori- Acest compuși chimici, care, prin legarea de proteina receptor, deschid sau închid canale ionice sau declanșează cascade ale celui de-al doilea mesager. Neuromodulatorii sunt mesageri chimici care nu acționează direct asupra sinapselor, ci modifică (modifică) sensibilitatea unui neuron la stimularea sinaptică sau la inhibiția sinaptică.
niste neuromodulatoare sunt neuropeptide sau steroizi și sunt produși în țesutul nervos, alții sunt steroizi circulatori în sânge. Sinapsa în sine include un terminal axon (terminal presinaptic), care aduce un semnal, un loc de pe suprafața altei celule în care este generat un nou semnal (terminal postsinaptic) și un spațiu intercelular îngust - fanta sinaptică.
Dacă axonul se termină pe corpul celular, aceasta este o sinapsă axosomatică, dacă se termină pe o dendrită, atunci o astfel de sinapsă este cunoscută ca axodendritică, iar dacă formează o sinapsă pe un axon, este o sinapsă axoaxonală.
Majoritatea sinapsele- sinapsele chimice, deoarece folosesc mesageri chimici, cu toate acestea, sinapsele individuale transmit semnale ionice prin joncțiuni gap care pătrund în membranele pre- și postsinaptice, oferind astfel detinere directa semnale neuronale.
Astfel de contacte sunt cunoscute sub denumirea de sinapse electrice.
terminal presinaptic conţine întotdeauna vezicule sinaptice cu neurotransmiţători şi numeroase mitocondrii.
neurotransmitatori sintetizat de obicei în corpul celular; în continuare sunt stocate în vezicule în partea presinaptică a sinapsei. În timpul transmiterii impulsului nervos, ele sunt eliberate în fanta sinaptică printr-un proces cunoscut sub numele de exocitoză.
5. Mecanismul transmiterii informaţiei în sinapse
Endocitoza favorizează revenirea membranei în exces care se acumulează în partea presinaptică ca urmare a exocitozei veziculelor sinaptice.
întors membrană fuzionează cu reticulul endoplasmatic agranular (aER) al compartimentului presinaptic și este reutilizată pentru a forma noi vezicule sinaptice.
niste neurotransmitatori sunt sintetizate în compartimentul presinaptic folosind enzime și precursori care sunt eliberați de mecanismul de transport axonal.
Primul descris neurotransmitatori au fost acetilcolina și norepinefrina. Terminalul axon care eliberează norepinefrină este prezentat în figură.
Majoritatea neurotransmițătorilor sunt amine, aminoacizi sau peptide mici (neuropeptide). Unele substanțe anorganice, cum ar fi oxidul nitric, pot acționa și ca neurotransmițători. Peptidele individuale care joacă rolul de neurotransmițători sunt utilizate în alte părți ale corpului, de exemplu, ca hormoni în tractul digestiv.
Neuropeptidele sunt foarte importante în reglarea senzațiilor și a impulsurilor precum durerea, plăcerea, foamea, setea și apetitul sexual.
Secvența de evenimente în timpul transmiterii semnalului într-o sinapsă chimică
Fenomene care apar în timpul transmiterii semnalîntr-o sinapsă chimică sunt ilustrate în figură.
Impulsurile nervoase care călătoresc rapid (în câteva milisecunde) prin membrana celulară provoacă activitate electrică explozivă (depolarizare) care se propagă prin membrana celulară.
Astfel de impulsuri deschid pentru scurt timp canalele de calciu în regiunea presinaptică, oferind un aflux de calciu care declanșează exocitoza veziculelor sinaptice.
În zonele de exopitoză, neurotransmitatori, care reacţionează cu receptorii localizaţi pe situsul postsinaptic, determinând activitate electrică tranzitorie (depolarizare) a membranei postsinaptice.
Astfel de sinapse sunt cunoscute ca excitatoare deoarece activitatea lor promovează impulsuri în membrana celulară postsinaptică. În unele sinapse, interacțiunea neurotransmițătorului - receptorul are efectul opus - apare hiperpolarizarea și nu există transmitere a impulsului nervos. Aceste sinapse sunt cunoscute ca sinapse inhibitorii. Astfel, sinapsele pot fie să îmbunătățească, fie să inhibe transmiterea impulsurilor, astfel ele sunt capabile să regleze activitatea nervoasă.
După utilizare neurotransmitatori sunt îndepărtate rapid prin degradare enzimatică, difuzie sau endocitoză mediată de receptori specifici de pe membrana presinaptică. Această îndepărtare a neurotransmițătorilor are o importanță funcțională importantă, deoarece previne stimularea prelungită nedorită a neuronului postsinaptic.
Video educațional - structura sinapsei
- Corpul unei celule nervoase - un neuron: structură, histologie
- Dendritele celulelor nervoase: structura, histologie
- Axonii celulelor nervoase: structura, histologie
- Potențialele de membrană ale celulelor nervoase.
Fiziologie
- Sinapsă: structură, funcții
- Celule gliale: oligodendrocite, celule Schwann, astrocite, celule ependimale
- Microglia: structura, histologie
- Sistemul nervos central (SNC): structura, histologie
- Histologia meningelor. Structura
- Bariera hemato-encefalică: structură, histologie
Structura sinapseiSă luăm în considerare structura sinapsei pe exemplul unei sinapse axosomatice. Sinapsa este formată din trei părți: terminația presinaptică, despicatură sinaptică și membrana postsinaptică (Fig. 9). Terminația presinaptică este umplută cu vezicule (vezicule) și mitocondrii. În vezicule sunt biologic substanțe active- mediatori. Mediatorii sunt sintetizați în somă și transportați prin microtubuli la terminația presinaptică. Cel mai adesea, adrenalina, noradrenalina, acetilcolina, serotonina, acidul gama-aminobutiric (GABA), glicina și altele acționează ca mediatori. De obicei, sinapsa conține unul dintre mediatori într-o cantitate mai mare în comparație cu alți mediatori. În funcție de tipul de mediator, se obișnuiește să se desemneze sinapsele: adrenoergice, colinergice, serotoninergice etc. Despicatură sinaptică este umplută cu lichid intercelular, care conține enzime care contribuie la distrugerea neurotransmițătorilor. În sinapsele electrice, interacțiunea a doi neuroni se realizează prin biocurenți. sinapsa chimicăFibră nervoasă PD (AP - potențial de acțiune) 9. Schema structurii sinapsei. Sistemul nervos central este dominat de sinapsele chimice. Influența sinapselor excitatorii și inhibitorii asupra excitabilității neuronului postsinaptic este rezumată, iar efectul depinde de locația sinapsei. Cu cât sinapsele sunt mai aproape de dealul axonal, cu atât sunt mai eficiente. Dimpotrivă, cu cât sinapsele sunt situate mai departe de dealul axonal (de exemplu, la capătul dendritelor), cu atât sunt mai puțin eficiente. Astfel, sinapsele situate pe soma și dealul axonal afectează excitabilitatea neuronilor rapid și eficient, în timp ce influența sinapselor îndepărtate este lentă și lină. Sistemul Ampmsch iipinl O astfel de rețea neuronală se numește locală. În plus, neuronii îndepărtați unul de celălalt, din diferite zone ale creierului, pot fi combinați într-o rețea. Cel mai înalt nivel de organizare a conexiunilor neuronale reflectă conexiunea mai multor zone ale sistemului nervos central. O astfel de rețea neuronală se numește cale sau sistem. Există căi de coborâre și de urcare. Informația este transmisă de-a lungul căilor ascendente din zonele subiacente ale creierului către cele de deasupra (de exemplu, de la măduva spinării la cortexul cerebral). Tracturile descendente conectează cortexul cerebral cu măduva spinării. Unele rețele neuronale asigură convergența (convergența) impulsurilor pe un număr limitat de neuroni. Rețelele neuronale pot fi construite și în funcție de tipul de divergență (divergență). Astfel de rețele determină transmiterea de informații pe distanțe considerabile. În plus, rețelele neuronale asigură integrarea (sumare sau generalizare) a diferitelor tipuri de informații (Fig. 10). |
sinapsele chimice.
Sinapsa chimică se caracterizează prin:
1. Intarziere sinaptica, cu durata de minim 0,5 s;
2. Lipsa curentului electric de la membrana pre-la postsinaptica.
3. Potenţialul postsinaptic ca urmare funcționarea sinapselor chimice. Potențialul postsinaptic (PSP) este scopul funcționării unei sinapse chimice și poate fi excitator (EPSP) sau inhibitor (IPSP). Termenii EPSP și IPSP sunt aplicați mai frecvent sinapselor formate de neuroni pe neuroni. În sinapsa neuromusculară, scopul sinapticei transmitere este formarea unui potențial de acțiune asociat cu contracția musculară ulterioară.
4. O creștere a conductivității membranei postsinaptice în timpul implementării funcțiilor sinapsei (PSP sub formă de TPSP sau EPSP se datorează mișcării ionilor prin canalele ionice din membrană).
5. Vezicule sinaptice sau vezicule prezente în terminațiile presinaptice, colorare specifică caracteristică membranei postsinaptice.
6. Dependenţa procesului de eliberare, sau eliberarea mediatorului, de intrarea în terminaţia presinaptică a ionilor de Ca++.
Sinapsele chimice excitatoare
O sinapsă chimică este caracterizată printr-o regiune presinaptică, o despicatură sinaptică și o regiune postsinaptică.
Despicatură sinaptică are un lumen de 20 până la 50 nm în sinapsele chimice. Regiunea presinaptică conține întotdeauna vezicule care conțin mediator (transmitator, neurotransmitator, neurotransmitator) .
În tipul de sinapsă luat în considerare, din cauza rezistenței mari a membranelor sinaptice și a decalajului sinaptic larg, potențialul electrotonic și AP nu sunt capabile să treacă în regiunea postsinaptică folosind proprietățile cablului membranei. Coeficientul de transfer în acest caz este mai mic de miimi, iar șuntul extracelular are o rezistență scăzută și „fură” încărcătura. Mișcarea sistemelor enzimatice și a precursorilor pentru sinteza mediatorilor și veziculelor se realizează de-a lungul fibrei presinaptice prin mecanismul transportului axonilor (400 mm/zi). În terminația sinaptică există întotdeauna o anumită cantitate de mediator, gata de secreție, împachetat în vezicule.
Sinteza mediatorilor se realizează cu ajutorul enzimelor, de exemplu, acetilcolina ACh este sintetizată de colin acetiltransferaza, care transferă gruparea acetil de la acetil coenzima A la colină. Aproximativ 85% din mediatorul finit este stocat în vezicule. Procesul de sinteză și dezintegrare a ACh are loc constant.
Ieșirea neurotransmițătorului de la final are loc și în mod continuu, aceasta este așa-numita eliberare non-cuantică, intensitatea acesteia poate depăși de zeci de ori pe cea efectivă, cuantică, dar nu are consecințe electrogenice (are un efect trofic asupra obiectul inervației), iar ACh este distrus fără a modifica permeabilitatea membranei postsinaptice.
Randamentul cuantic al AX are consecințe semnificative din punct de vedere electric. Inițierea eliberării cuantice este stabilită de sosirea unui potențial de acțiune de-a lungul axonului, care în terminația presinaptică care și-a pierdut mielina își depolarizează membrana, ceea ce duce la deschiderea canalelor de Ca++ sensibile la tensiune. Datorită gradientului electrochimic și de concentrație ridicat, ionii de Ca++ intră în terminația presinaptică. Calciul este necesar pentru ca veziculele cu un mediator să se poată conecta la membrana exterioară și să elibereze o porțiune (cuantică) a mediatorului în fanta sinaptică prin exocitoză. În același timp, în sinapsă pot fi golite până la sute de vezicule. Într-o cuantică, există de la 10 2 până la 10 5 molecule de ACh.
Ținta ACh în sinapsa colinergică este o moleculă de proteină complexă receptor colinergic . Receptorii colinergici sensibili la nicotină, aparțin tipului de receptori H-colinergici, la muscarina- receptori M-colinergici (metabotropi). Receptorii N-colinergici sunt localizați (exprimați) pe membranele fibrelor musculare ale mușchilor scheletici, neuronilor SNC și ganglionilor simpatici.
receptor N-colinergic, ionotrop , este format din 5 (uneori 7) subunități proteice, dintre care una este duplicată (bvbgd). Dimensiunea totală (11-8,5 nm) a moleculei este de două ori grosimea membranei. Secvența de aminoacizi a proteinelor tuturor subunităților a fost stabilită, s-a dovedit a fi specifică speciei, deși diferențele dintre speciile de animale strâns înrudite sunt nesemnificative. duplicat b-subunitățile sunt sensibile la liganzi. Receptorul colinergic poate fi considerat un canal ionic, deoarece, ca proteină membranară integrală, pătrunde în membrana celulară și are un por central. Sunt cunoscute două stări ale moleculei receptorului colinergic - închis și deschis. În stare deschisă, porul central al receptorilor colinergici are o dimensiune de aproximativ 0,7 nm, ceea ce este suficient pentru pătrunderea prin el a cationilor monovalenți, în principal Na + și K +.
După ce ACh se leagă de receptorul H-colinergic și porul se deschide, un curent ionic trece prin membrana postsinaptică datorită mișcării ionilor Na + și K + de-a lungul gradienților electrochimici și de concentrație. Deoarece gradientul pentru sodiu este direcționat în interiorul celulei, iar pentru potasiu - spre exterior, atunci când se mișcă în direcția opusă, curentul total este capabil să schimbe local potențialul membranei către FCA în sinapsa neuromusculară sau să provoace o depolarizare semnificativă a membrana neuronului din sinapsa neuroneuronală. Răspunsul local sub formă de depolarizare în acest caz se numește PSP - potențial postsinaptic, sau EPSP care excită potențialul postsinaptic. În trecut, termenul de potențial al plăcii terminale (EPP) a fost adesea folosit pentru joncțiunea neuromusculară.
Un răspuns local sub forma unui EPSP respectă legile conducției potențialelor de-a lungul membranei și poate fi propagat pe o distanță scurtă datorită limitărilor impuse de proprietățile capacitive și rezistive ale membranei - constantă de timp și lungime constantă. Deoarece există multe sinapse pe membrana unui neuron sau a unei fibre musculare, răspunsul celulei constă întotdeauna în activitatea intrărilor sinaptice individuale.
Însumarea EPP duce la o stare în care potențialul membranei este deplasat prin depolarizare la FCA și se generează AP. Calciul intră în celulă prin canalele de calciu tensionate, este implicat în mecanismul contracției musculare.
După ce ACh a îndeplinit rolul unei molecule de semnalizare și a declanșat conformarea receptorului colinergic din starea închisă în starea deschisă, este necesar să se pregătească sistemul pentru a primi următorul semnal. Prin urmare, membrana postsinaptică are un mecanism de inactivare a mediatorului. În sinapsa colinergică, inactivarea ACh este realizată prin scindarea sa enzimatică de către acetilcolinesterază. În alte tipuri de sinapse, inactivarea are loc diferit, de exemplu, norepinefrina din sinapsa adrenergică este recaptată (capturată) în terminația presinaptică.
Acetilcolinesteraza poate fi blocată, caz în care canalele receptorului colinergic sunt în permanență deschise și controlul muscular este afectat. Preparatele insecticide precum „Prima”, „Diclofos” au un astfel de principiu de acțiune, prin urmare sunt periculoase nu numai pentru dăunătorii domestici, ci și pentru animalele cu sânge cald.
Etapele funcționării transmisiei sinaptice chimice
1. Sinteza, depozitarea și transportul mediatorului în vezicule.
2. Secretia mediatorului in timpul depolarizarii membranei presinaptice si a intrarii ionilor de calciu in terminatie.
3. Reacția membranei postsinaptice sub formă de legare a mediatorului la receptor și o modificare a permeabilității membranei postsinaptice pentru cationi.
4. Generarea de potențiale postsinaptice.
5. Inactivarea mediatorului.
Sinapsele chimice excitatoare formate pe neuroni sunt foarte numeroase, intercalate cu sinapse inhibitoare și nu asigură niciodată de unul singur realizarea KUD de către membrană. Neuron capabil integra semnale sinaptice și emite la ieșire, în partea cea mai excitabilă a celulei, de exemplu, dacă este un neuron motor, în ridicătura axonului, PD după analiza PSP primită prin intrări sinaptice.
În sinapsele neuro-neuronale, nu numai ACh poate fi un mediator, cel mai adesea aminoacizii excitatori glutamat și aspartat, norepinefrina, neuropeptidele, ATP și NO acționează ca mediatori.
Neurotransmisia sinaptică excitatoare a glutamatului este cea mai frecventă în SNC. Recepția glutamatului în sinapse este efectuată de receptorii NMDA și AMPA (ionotropi), mecanismele sinaptice din ei sunt foarte complexe și nu sunt pe deplin înțelese.
Datorită faptului că procesele de eliberare și distrugere a mediatorului în sinapse au un timp de implementare lung, există o întârziere sinaptică în funcționarea rețelelor neuronale. Prin urmare, se spune că sinapsa chimică funcționează ca un filtru de frecvență și are labilitate scăzută.
Deoarece semnalele de la sinapsele individuale pot însuma și determina încărcătura totală a membranei, sunt posibile fenomenele de facilitare și depresie sinaptică tetanică.
Proprietățile unei sinapse chimice
1. Rată lentă de transmisie a semnalului, întârziere sinaptică mare.
2. Conducerea semnalului unidirecţional de la membrana pre- la postsinaptică, dar nu invers.
3. Fiabilitate ridicată a transmisiei în condiții normale de funcționare.
4. Existenta proceselor in urma (depolarizare si hiperpolarizare in urma, care maresc posibilitatile de integrare a semnalelor de catre un neuron).
Luați în considerare modul în care se realizează transmisia chimică, sinaptică. Schematic, arată astfel: un impuls de excitație ajunge la membrana presinaptică a unei celule nervoase (dendrită sau axon), care conține vezicule sinaptice, umplut cu o substanță specială - mediator(din latină Mass-media- mijloc, intermediar, transmițător). presinaptic
Membrana conține multe canale de calciu. Potențialul de acțiune depolarizează terminația presinaptică și astfel modifică starea canalelor de calciu, în urma căreia acestea se deschid. Deoarece concentrația de calciu (Ca 2 +) în mediul extracelular este mai mare decât în interiorul celulei, calciul pătrunde în celulă prin canale deschise. O creștere a calciului intracelular duce la fuziunea bulelor cu membrana presinaptică. Mediatorul iese din veziculele sinaptice în fanta sinoptică. Decalajul sinaptic în sinapsele chimice este destul de mare și are o medie de 10-20 nm. Aici, mediatorul se leagă de proteinele receptorului care sunt încorporate în membrana postsinaptică. Legarea mediatorului de receptor începe un lanț de evenimente care conduc la o schimbare a stării membranei postsinaptice și apoi a întregii celule postsinaptice. După interacțiunea cu molecula mediatoare, receptorul activat, obturatorul se deschide, iar canalul devine transitabil fie pentru un ion, fie pentru mai mulți ioni în același timp.
Trebuie remarcat faptul că sinapsele chimice diferă nu numai prin mecanismul de transmitere, ci și prin multe proprietăți funcționale. Aș dori să subliniez unele dintre ele. De exemplu, în sinapsele cu mecanism de transmitere chimică, durata întârziere sinoptică, adică intervalul dintre sosirea unui impuls la terminaţia presinaptică şi începutul potenţialului postsinaptic, la animalele cu sânge cald este de 0,2 - 0,5 ms. De asemenea, sinapsele chimice sunt diferite conducere unilaterală, adică mediatorul care asigură semnalizarea este cuprins doar în legătura presinaptică. Având în vedere că în apariția chimică a sinapselor, apariția unui potențial postsinaptic se datorează unei modificări permeabilitatea ionică membrană postsinaptică, ele asigură efectiv ambele excitaţie, asa de frânare. După ce am indicat, în opinia mea, proprietățile funcționale de bază ale transmiterii sinaptice chimice, să luăm în considerare modul în care se desfășoară procesul de eliberare a mediatorului și, de asemenea, să le descriem pe cele mai faimoase dintre ele.
Selectarea unui tor mediatic:
Factorul care îndeplinește funcția de mediator este produs în corpul neuronului, iar de acolo este transportat până la capătul axonului. Mediatorul conținut în terminațiile presinaptice trebuie eliberat în fanta sinaptică pentru a acționa asupra receptorilor membranei postsinaptice, oferind transmisie transsinaptică semnale. Substanțe precum acetilcolina, grupa catecolaminelor, serotonina, neuropiptideși multe altele, proprietățile lor generale vor fi descrise mai jos.
Chiar înainte ca multe dintre caracteristicile esențiale ale procesului de eliberare a neurotransmițătorilor să fie elucidate, s-a descoperit că terminațiile presinaptice pot schimba stări. activitate secretorie spontana. Porțiuni mici secretate în mod constant ale mediatorului provoacă așa-numitele potențiale postsinaptice spontane, miniaturale în celula postsinaptică. A fost înființată în 1950 de oamenii de știință britanici FettȘi Katz, care, studiind activitatea sinapsei neuromusculare a broaștei, a constatat că, fără nicio acțiune asupra nervului din mușchiul din regiunea membranei postsinaptice, mici fluctuații de potențial apar la intervale aleatorii, cu o amplitudine de aproximativ 0,5 mV. Descoperirea, care nu este asociată cu sosirea unui impuls nervos, eliberarea unui neurotransmițător a ajutat la stabilirea natura cuantică eliberarea lui, adică s-a dovedit că într-o sinapsă chimică mediatorul iese în evidență si in pace, dar ocazional şi în porţii mici. Discretenia se exprimă prin faptul că mediatorul lasă finalul fără difuz nu sub formă de molecule individuale, ci sub formă de porțiuni multimoleculare (sau cuante), fiecare dintre ele conține câteva mii de molecule.
Se întâmplă în felul următor: axoplasma terminațiile neuronilor în imediata apropiere a membranei presinaptice, când sunt privite la microscop electronic, multe vezicule sau veziculă, fiecare dintre ele conţine un cuantum mediator. Curenții de acțiune provocați de impulsurile presinaptice nu au un efect vizibil asupra membranei postsinaptice, dar duc la distrugerea învelișului veziculelor cu mediatorul. Acest proces (exocitoza) constă în faptul că vezicula, apropiindu-se de suprafața interioară a membranei presinaptice care se termină în prezența calciului (Ca 2 +), se contopește cu membrana presinaptică, în urma căreia vezicula este golită în fanta sinaptică. După distrugerea veziculei, membrana care o înconjoară este inclusă în membrana terminației presinaptice, mărind suprafața acesteia. Mai târziu, ca urmare a procesului endocitoza, secțiuni mici ale membranei presinaptice se umflă spre interior, reformând vezicule, care ulterior sunt din nou capabile să pornească mediatorul și să intre într-un ciclu de eliberare a acestuia.
