Строение и работа синапсов

Строение  и работа синапсов 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                             СОДЕРЖАНИЕ 

     ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….3

          1. Строение и классификация синапсов………………………………...3

     2. Химические синапсы ……………….............................................6

     3. Электрические синапсы ……………………………………………….8

     5.Основные факторы, влияющие на работу синапса………………….10

     6. Агонисты и Антагонисты рецепторов медиаторов…………………10

     ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………...... 11

     ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………………..12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                         

                                                    ВВЕДЕНИЕ 

     Синапс имеет сложное строение. Он образован двумя мембранами пресинаптической и постсинаптической, между ними синаптическая щель.

     Пресинаптическая часть синапса находится на нервном окончании. Нервные окончания в Ц.Н.С. имеют вид пуговок, колечек или бляшек. Каждая синаптическая пуговка покрыта пресинаптической мембраной.

     Постсинаптическая мембрана находится на теле или на дендритах нейрона, к которому передаётся нервный импульс. В пресинаптической области обычно наблюдаются большие скопления митохондрий.

     Возбуждение через синапсы передаётся химическим путём с помощью особого вещества – медиатора, находящегося в синаптических пузырьках, расположенной в синаптической бляшке. В разных синапсах вырабатываются разные медиаторы. - это ацетилхолин, адреналин , норадреналин ,дофамин, серотонин, глутаминовая кислота, ГАМК, опиоидные пептиды.

     В ЦНС наряду с возбуждающими существуют тормозные синапсы, из синаптических бляшек которых освобождается тормозной медиатор.      

     Синаптический аппарат в ЦНС, особенно в его  высших отделах, формируется в течение длительного времени постнатального развития. Его формирование в большей мере определяется притоком внешней информации. На ранних этапах развития первыми возникают возбудительные синапсы, тормозные синапсы формируются позже. С их созреванием связано усложнение процессов переработки информации. 

                       1.Строение и классификация синапсов

    

          Синапс (synapse, от греч. synapsys - связь): специализированные межклеточные  контакты, посредством которых клетки нервной системы ( нейроны ) передают друг другу или нейрональным клеткам сигнал (нервный импульс). Информация в виде потенциалов действия поступает от первой клетки, называемой пресинаптической, ко второй, называемой постсинаптической ( рис. 1). Как правило, под синапсом понимают химический синапс, в котором сигналы передаются с помощью нейротрансмиттеров.

          Число синапсов очень велико, что обеспечивает большую площадь для передачи информации. На дендритах и телах отдельных двигательных нейронов спинного мозга находится свыше 1000 синапсов. Некоторые клетки головного мозга могут иметь до 10000 синапсов.

                    Синапсы можно классифицировать:

      

1. по их местоположению и принадлежности соответствующим клеткам

= нервно—мышечные,

= центральные ( аксо-соматические, аксо-дендритические синапсы; реже дендро-дентритные и аксо-аксональные)

= вететативные

2. по знаку их действия

= возбуждающие

= тормозящие;

3. по способу передачи сигналов

=  электрические (в которых сигналы передаются электрическим током)

  = химические, в которых передатчиком, трансмиттером сигнала, или посредником, медиатором, является то или иное физиологически активное вещество.

Существуют  и смешанные — электрохимические — синапсы.

      Во всех синапсах содержатся такие компоненты, как пресинаптическая мембрана, постсинаптическая мембрана и разделяющая их синаптическая щель. 
 

     

     Рис. 1. Схема строения синапса

 

     В синапсах происходит преобразование электрических  сигналов в химические и обратно - химических в электрические. Таким образом, синапс - это место функционального контакта между нейронами, в котором происходит передача информации от одной клетки к другой. Различают аксо-дендритные синапсы и аксо-соматические синапсы. 

     Типичные  синапсы - это образования, сформированные терминалями аксона одного нейрона и дендритами другого (аксодендритные синапсы). Но есть и другие типы: аксосоматические, аксоаксональные и дендродендритные. Синапс между аксоном мотонейрона и волокном скелетной мышцы называется двигательной концевой пластинкой, или нервно-мышечным соединением .

     В нервной системе существуют два  вида синапсов: возбуждающие и тормозные синапсы. В возбуждающих синапсах одна клетка вызывает активизацию другой. При этом возбуждающий медиатор вызывает деполяризацию - поток ионов Na⁺ устремляется в клетку. В тормозящих синапсах одна клетка тормозит активизацию другой. Это связано с тем, что тормозящий медиатор вызывает устремление потока отрицательно заряженных ионов в клетки, поэтому деполяризации не происходит.

     Нервный импульс поступает  в синапс по пресинаптическому окончанию, которое ограничено пресинаптической мембраной (пресинаптической частью) и воспринимается постсинаптической мембраной (постсинаптической частью). Между мембранами расположена синаптическая щель. В пресинаптическом окончании имеется множество митохондрий и пресинаптических пузырьков (везикул), содержащих медиатор. Колличество  везикул-десятки тысяч, стандартных размеров- 20-60 н.м.в разных синапсах. Нервный импульс, поступающий в пресинаптическое окончание, вызывает освобождение в синаптическую щель медиатора. Молекулы медиаторов реагируют со специфическими рецепторными белками постсинаптической клеточной мембраны, меняя ее проницаемость для определенных -ионов, что приводит к возникновению потенциала действия ( ПД ). Наряду с химическими синапсами имеются и электрические синапсы, в которых передача импульсов происходит непосредственно биоэлектрическим путем между контактирующими клетками. Химические синапсы - это синапсы, в которых передача осуществляется с помощью биологически активных веществ, а вещества, осуществляющие передачу, - нейромедиаторами. 

     Во  всех синапсах содержатся такие компоненты, как пресинаптическая мембрана, постсинаптическая мембрана и разделяющая их синаптическая щель.

     Передатчиком, трансмиттером сигнала, или посредником, медиатором, является то ииное физиологически активное вещество. Существуют и смешанные — электрохимические — синапсы.

    Диаметр центрального синапса -1-2 нкм., ширина синаптической щели 20-30 нм. Периферические синапсы гораздо крупнее. 

1.   Химические синапсы

 

     Главная отличительная особенность химического синапса – передача сигнала идет за счет выделения медиатора.

     В отличие от электрических химические синапсы (рис. 4) имеют относительно широкую синаптическую щель, составляющую 20—50 нм, и высокое сопротивление синаптических мембран. Поперечных каналов, связывающих клетки, здесь нет. Другим характерным признаком химического синапса является наличие в пресинаптической нервной терминали большого числа пузырьков — пресинаптических везикул диаметром около 50 нм. Эти везикулы заполнены медиатором — химическим передатчиком (раздражителем).

     Стадии  передачи сигнала в химическом синапсе:

1. ПД – запускает движение везикул и выброс медиатора в синаптическую щель
2. Медиатор влияет на постсинаптические белки-рецепторы
3. Рецепторы вызывают либо возбуждение, либо торможение (возбуждение приводит к генерации потенциала действия, а торможение - препятствует возникновению ПД, затрудняет или блокирует проведение сигнала).

     

Рис. 4 Схема химической синаптической передачи

1. Возникший ПД – вызывает открытие Са2+-каналов и вход Са2+ в пресинаптическое окончание.. Ионы Са2+ активизируют белки, которые запускают механизм выброса медиатора из везикул (для одной везикулы необходимо не менее  4-х ионов Са и чем выше концентрация ионов Са тембольше выделяется медиатора). Далее Са  удаляется посредством белков-насосов из пресинаптического окончания. Ионы Мg –мешают ионам Са проникать в пресинаптическое окончание, что ведет к снижению выброса медиатора.
2. Медиатор поступает в синаптическую щель и действует на белки-рецепторы постсинаптической мембраны.

            Для синтеза медиатора необходимы: 1) вещество-предшественник 2) белок-фермент и 3) АТФ.

           Разрушение медиатора. присходит: 1) за счет его разрушения ферментом непосредственно в синаптической щели с потерей медиатора 2) за счет его переноса в пресинаптическое окончание – « обратный захват» белками – насосами; с возможностью  его использованием повторно 3) его переноса в глиальные клетки с последующим там разрушением.

Медиаторы бывают возбуждающие (Н-р Ах) и тормозные ( Н-р - ГАМК)

    3) Существуют следующие виды рецепторов в постсинаптической мембране:

1. Ионотропные рецепторы (быстрые рецепторы) – сами по себе являются ионными каналами и при их активации медиатором происходит изменение мембранного потенциала (МП) постсинаптической мембраны - ионы Na, K, CI поступают прямо через эти рецепторы - каналы. Пример: - нервно-мышечный синапс (медиатор - Ах)..
2. Метаботропные рецепторы (медленные рецепторы, направляющие метаболизм) связаны с ферментами опосредованно через G-белок. При участии G-белков, которые активизируют фермент, синтезирующий вторичный посредник (ВтП). ВтП- запускает открытие ионных каналов для Na и K, СI (хемочувствительные ионынные каналы).
3. Вход Na в клетку - приводит к деполяризации постсинаптической мембраны (возбуждающий постсинаптический потенциал - ВПСП) и при достижении деполяризации своего критического уровня происходит возникновение Потециала Действия (за счет временной или пространственной суммации). Это возбуждающие синапсы.

                       Выход К и вход СI в клетку – приводит к гиперполяризации        постсинаптической мембраны ( тормозной постсинаптический потенциал) и понижают возбудимость клетки и препятствуют генерации Потенциала Действия. Это тормозные синапсы.

        Число тормозных и возбуждающих  принципов одинаково.

                                    

                                3. Электрические синапсы  

     Существование таких синапсов предполагали давно. Возбуждающие электрические синапсы  имеются в нервной системе  и беспозвоночных, и позвоночных  животных, но наиболее изучены они  у беспозвоночных. Всем синапсам этого типа свойственны очень узкая синаптическая щель (около 5 нм) и очень низкое удельное сопротивление сближенных пре- и постсинаптических мембран для проходящего через них электрического тока.