Synapsy – czym są? Budowa, rodzaje i ich cechy
Synapsa to strukturalna i funkcjonalna formacja zapewniająca transmisję
Wyczuwam pobudzenie neuronu do komórki, którą unerwia (nerwowej, gruczołowej, mięśniowej)
niee). Synapsy można podzielić na następujące typy:
1) według sposobu przenoszenia wymuszenia – elektryczny, chemiczny;
2) według lokalizacji – centralny, peryferyjny;
3) według cech funkcjonalnych – pobudzający, hamujący;
4) zgodnie z cechami strukturalnymi i funkcjonalnymi receptorów postsynaptycznych
membrany – cholinergiczne, adrenergiczne, serotoninergiczne itp..
2. Struktura synapsy mięśniowo-nerwowej
Synapsa mięśniowo-nerwowa składa się z:
a) błona presynaptyczna;
b) błona postsynaptyczna;
c) szczelina synaptyczna.
Błona presynaptyczna jest elektrogenną membraną presynaptyczną
końcówki narciarskie (zakończenia włókien nerwowych). W terminalach presynaptycznych
mediatory (przekaźniki) powstają i gromadzą się w pęcherzykach (pęcherzykach)
acetylocholina, noradrenalina, histamina, serotonina, kwas gamma-aminomasłowy
i inni.
Błona postsynaptyczna jest częścią błony unerwionej komórki
ki, w którym zlokalizowane są chemoczułe kanały jonowe. Ponadto na
błona postsynaptyczna zawiera receptory dla tego lub innego mediatora
ru i enzymy, które je niszczą, na przykład receptory cholinergiczne i cholinoesteraza.
Szczelina synaptyczna - wypełniona płynem międzykomórkowym, zlokalizowana
zlokalizowane pomiędzy błoną presynaptyczną i postsynaptyczną.
3. Mechanizm wzbudzenia przez synapsę mięśniowo-nerwową
Synapsa mięśniowo-nerwowa jest utworzona przez akson neuronu ruchowego na prążkowanym
włókno mięśniowe. Wzbudzenie przez synapsę mięśniowo-nerwową jest przekazywane za pomocą
acetylocholina. Pod wpływem impulsów nerwowych błona presynaptyczna ulega depolaryzacji
zuzia. Acetylocholina jest uwalniana z pęcherzyków i wchodzi do szczeliny synaptycznej.
Uwalnianie mediatora następuje w porcjach - kwantach. Acetylocholina dyfunduje
przez szczelinę synaptyczną do błony postsynaptycznej. O pamięci postsynaptycznej
mediator branowy oddziałuje z receptorem cholinergicznym. W rezultacie jest
występuje przepuszczalność jonów sodu i potasu oraz potencjał płytki końcowej
(EPSP) lub pobudzający potencjał postsynaptyczny (EPSP). Zgodnie z mechanizmem kołowym
prądy pod jego wpływem, w obszarach błony mięśniowej powstaje potencjał czynnościowy
włókna sąsiadującego z błoną postsynaptyczną.
Połączenie pomiędzy acetylocholiną a receptorem cholinergicznym jest delikatne. Pośrednik zostaje zniszczony przez świętość
Nesteraza. Przywrócony zostaje stan elektryczny błony postsynaptycznej
nalewa.
4. Fizjologiczne właściwości synaps
Synapsy mają następujące właściwości fizjologiczne:
a) jednostronne przewodzenie wzbudzenia (właściwość zaworu) – z powodu
cechy strukturalne synapsy;
b) opóźnienie synaptyczne – ze względu na to, że zajmuje to pewien czas
przewodzenie wzbudzenia przez synapsę;
c) wzmocnienie (ułatwienie) kolejnych impulsów nerwowych –
Dzieje się tak, ponieważ na każdy kolejny impuls przydzielana jest większa ilość energii
d) niska labilność – ze względu na specyfikę metaboliczną i fizyczną
procesy chemiczne;
e) stosunkowo łatwy początek zahamowania i szybki rozwój zmęczenia;
niya - ze względu na niską labilność.
f) odczulanie – zmniejszona wrażliwość receptora cholinergicznego na acetylocholinę
Rdzeń kręgowy, cechy jego budowy. Rodzaje neuronów. Różnice funkcjonalne między przednimi i tylnymi korzeniami rdzenia kręgowego. Prawo Bella-Magendiego. Fizjologiczne znaczenie rdzenia kręgowego. „Prawa” czynności odruchowej rdzenia kręgowego.
W rdzeniu kręgowym znajdują się: 1. neurony ruchowe(efektor, nerw ruchowy
komórek, od 3%), 2. interneurony(interneurony, pośrednie, 97% z nich).
Neurony ruchowe dzielą się na trzy typy:
1) α – neurony ruchowe, unerwiają mięśnie szkieletowe;
2) γ – neurony ruchowe, unerwiają proprioceptory mięśniowe;
3) neurony autonomicznego układu nerwowego, których aksony unerwiają nerw
nowe komórki zlokalizowane w zwojach autonomicznych, a przez nie wewnętrzne
narządy, naczynia i gruczoły.
2. Znaczenie funkcjonalne korzeni przednich i tylnych rdzenia kręgowego
(prawo Bella-Magendiego)
Prawo Bella-Magendiego: „Wszystkie doprowadzające impulsy nerwowe docierają do rdzenia kręgowego
mózg poprzez korzenie grzbietowe (wrażliwe) i wszystkie odprowadzające impulsy nerwowe
opuścić (wyjść) rdzeń kręgowy przez korzenie przednie (motoryczne).
3. Funkcje rdzenia kręgowego
Rdzeń kręgowy pełni dwie funkcje: 1) odruch, 2) konduktor.
Ze względu na odruchową aktywność rdzenia kręgowego istnieje wiele prostych i
złożone odruchy bezwarunkowe. Odruchy proste mają odruchy dwuneuronowe -
łuki nalne, złożone - trzy lub więcej łuków odruchowych neuronowych.
Aktywność odruchową rdzenia kręgowego można badać na „brzuchu kręgosłupa”
nykh” – zwierzęta, u których usunięto mózg i zachowano rdzeń kręgowy.
4. Ośrodki nerwowe rdzenia kręgowego.
W odcinku lędźwiowo-krzyżowym rdzenia kręgowego znajdują się: 1. ośrodek moczowy
nia, 2. ośrodek defekacji, 3. ośrodki odruchowe aktywności seksualnej.
W rogach bocznych odcinka piersiowego i lędźwiowego rdzenia kręgowego znajdują się:
1) ośrodki naczynioruchowe kręgosłupa, 2) ośrodki potu kręgosłupa.
W rogach przednich rdzenia kręgowego znajdują się na różnych poziomach centra ruchu
odruchy bramkowe(ośrodki odruchów zewnętrznych i proprioceptywnych).
5. Ścieżki rdzenia kręgowego
Wyróżnia się następujące ścieżki rdzenia kręgowego: 1) rosnąco(afekt-
wynajem) i 2) malejąco(eferentny).
Drogi wstępujące łączą receptory organizmu (proprio-, dotykowy, bólowy-
wyższy) z różnymi częściami mózgu.
Zstępujące odcinki rdzenia kręgowego: 1) piramidalny, 2) pozapiramidowy. Pira-
ścieżka środkowa - od neuronów przedniego centralnego zakrętu kory mózgowej do
rdzeń kręgowy nie jest przerwany. Szlak pozapiramidowy – również rozpoczyna się od układu neuro-
nowy do przedniego zakrętu centralnego i kończy się w rdzeniu kręgowym. Tej ścieżki jest dużo
nerwowy, jest przerwany w: 1) jądrach podkorowych; 2) międzymózgowie;
3) śródmózgowie; 4) rdzeń przedłużony.
Regulacja napięcia naczyniowego. Regulacja lokalna (autoregulacja). Nerwowa regulacja napięcia naczyniowego (nerwy zwężające i rozszerzające naczynia krwionośne). Humoralna regulacja napięcia naczyniowego. Wskaźniki ciśnienia krwi u dzieci.
Istnieją dwa rodzaje napięcia naczyniowego:
Podstawowy (miogenny);
Neurogenny.
Podstawowy ton.
Jeśli naczynie zostanie odnerwione i wyeliminowane zostaną źródła wpływów humoralnych, można ujawnić podstawowe napięcie naczyniowe.
Tam są:
A) składnik elektrogenny- spowodowane spontaniczną aktywnością elektryczną miocytów ściany naczyń. Największy automatyzm występuje w zwieraczach i tętniczkach przedwłośniczkowych;
B) składnik nieelektrogenny (plastik)- spowodowane rozciągnięciem ściany mięśniowej pod wpływem ciśnienia krwi.
Pokazano, że automatyzm komórek mięśni gładkich wzrasta pod wpływem ich rozciągania. Zwiększa się także ich aktywność mechaniczna (skurczowa) (tj. obserwuje się dodatnie sprzężenie zwrotne: pomiędzy wartością ciśnienia krwi a napięciem naczyń).
Lokalna regulacja humoralna.
1. Leki rozszerzające naczynia krwionośne:
A) niespecyficzne metabolity - powstają w tkankach w sposób ciągły i w miejscu powstania zawsze zapobiegają zwężeniu naczyń krwionośnych, a także powodują ich rozszerzenie (regulacja metaboliczna).
Należą do nich: - CO2, kwas węglowy, H+, kwas mlekowy, zakwaszenie (nagromadzenie produktów kwaśnych), obniżone napięcie O2, zwiększone ciśnienie osmotyczne w wyniku akumulacji produktów o niskiej masie cząsteczkowej, tlenek azotu (N0) (produkt wzrostu śródbłonka naczyń ).
B) BAS (podczas działania w miejscu uwolnienia) - Tworzą je wyspecjalizowane komórki będące częścią środowiska naczyniowego.
1. Substancje biologicznie czynne rozszerzające naczynia (w miejscu uwolnienia) -
acetylocholina, histamina, bradykinina, niektóre prostaglandyny, prostacyklina, wydzielane przez śródbłonek, mogą pośredniczyć w jego działaniu poprzez tlenek azotu.
2. Substancje biologicznie czynne zwężające naczynia krwionośne (gdy działają w miejscu uwolnienia) - powstają w wyspecjalizowanych komórkach wchodzących w skład środowiska naczyniowego - katecholaminy, serotonina, niektóre prostaglandyny, 1-peptyd śródbłonkowy, 21-aminokwas, produkt inkrecji śródbłonka naczyniowego , a także tromboksan A2 uwalniany przez płytki krwi podczas agregacji.
Rola substancji biologicznie czynnych w odległej regulacji napięcia naczyniowego.
Oprócz wpływów nerwowych, w regulacji napięcia naczyniowego ważną rolę odgrywają różne substancje biologicznie czynne, które mają odległe działanie naczynioruchowe:
Hormony (wazopresyna, adrenalina); parahormony (serotonina, bradykinina, angiotensyna, histamina, peptydy opiatowe), endorfiny i enkefaliny.
Zasadniczo te substancje biologicznie czynne mają bezpośredni wpływ, ponieważ większość naczyń mięśni gładkich ma specyficzne receptory dla tych substancji biologicznie czynnych.
Niektóre substancje biologicznie czynne powodują wzrost napięcia naczyniowego, inne zaś je zmniejszają.
Funkcje śródbłonka małych naczyń krwionośnych i ich rola w regulacji procesów hemodynamicznych, hemostazy, odporności:
1. Samowystarczalność struktury (samoregulacja wzrostu i odbudowy komórek).
2. Tworzenie substancji wazoaktywnych oraz aktywacja i inaktywacja substancji biologicznie czynnych krążących we krwi.
3. Lokalna regulacja napięcia mięśni gładkich: synteza i wydzielanie prostaglandyn, prostacyklin, endotelin i NO.
4. Przekazywanie sygnałów naczynioruchowych z naczyń włosowatych i tętniczek do większych naczyń (połączenia twórcze).
5. Utrzymanie właściwości antykoagulacyjnych powierzchni (uwalnianie substancji zapobiegających różnym rodzajom hemostazy, zapewnienie lustrzanej powierzchni i niezwilżalności).
6. Realizacja reakcji ochronnych (fagocytoza) i immunologicznych (wiązanie kompleksów immunologicznych).
7. Tworzenie substancji wazoaktywnych oraz aktywacja i inaktywacja substancji biologicznie czynnych krążących we krwi.
8. Lokalna regulacja napięcia mięśni gładkich: synteza i wydzielanie prostaglandyn, prostacyklin, endotelin i NO.
9. Przekazywanie sygnałów naczynioruchowych z naczyń włosowatych i tętniczek do większych naczyń (połączenia twórcze).
10. Utrzymanie właściwości antykoagulacyjnych powierzchni (uwalnianie substancji zapobiegających różnym rodzajom hemostazy, zapewnienie lustrzanej powierzchni i niezwilżalności).
11. Realizacja reakcji ochronnych (fagocytoza) i immunologicznych (wiązanie kompleksów immunologicznych).
Ton neurogenny jest spowodowany aktywnością ośrodek naczynioruchowy(SDC) w rdzeniu przedłużonym, na dnie komory IV (V.F. Ovsyannikov, 1871, odkryte przez przecięcie pnia mózgu na różnych poziomach), reprezentowane przez dwa wydziały(presor i depresor).
Synapsa to miejsce kontaktu jednego neuronu z drugim, na które wpływa unerwiony narząd.
Rodzaje synaps:
· W miejscu styków (neuronalne, aksodendrytyczne, dendrodendrytyczne, aksomalne, aksozamalne, dendrosomalne, nerwowo-mięśniowe, neurosekrecyjne)
· Pobudzające i hamujące
· Chemiczne (przewodzą impuls w jednym kierunku) i elektryczne (przewodzą impuls nerwowy w dowolnym kierunku, węższa szczelina synaptyczna, większa prędkość przewodzenia, spotykane u bezkręgowców i niższych kręgowców).
Struktura.
1. Dział pedsynaptyczny
2. Szczelina synaptyczna
3. Sekcja postsynaptyczna
4. Visicles - pęcherzyki z mediatorem
5. Mediaor - substancja chemiczna, która albo przewodzi wzbudzenie, albo je blokuje
Błona postsynaptyczna zawiera receptory wrażliwe na tego typu przekaźniki.W większości synaps błona postsynaptyczna jest złożona w celu zwiększenia pola powierzchni.
Rola w dyrygowaniu.
Wzbudzenie przez synapsy przekazywane jest chemicznie za pomocą specjalnej substancji - pośrednika, czyli przekaźnika, znajdującego się w pęcherzykach synaptycznych zlokalizowanych w zakończeniu presynaptycznym. W różnych synapsach produkowane są różne przekaźniki. Najczęściej jest to acetylocholina, adrenalina lub norepinefryna.
Istnieją również synapsy elektryczne. Wyróżnia je wąska szczelina synaptyczna oraz obecność kanałów poprzecznych przechodzących przez obie błony, czyli istnieje bezpośrednie połączenie pomiędzy cytoplazmami obu komórek. Kanały tworzą cząsteczki białek każdej błony, połączone ze sobą w sposób komplementarny. Schemat transmisji wzbudzenia w takiej synapsie jest podobny do wzoru transmisji potencjału czynnościowego w jednorodnym przewodniku nerwowym.
W synapsach chemicznych mechanizm przekazywania impulsów jest następujący. Przybyciu impulsu nerwowego do zakończenia presynaptycznego towarzyszy synchroniczne uwolnienie przekaźnika do szczeliny synaptycznej z pęcherzyków synaptycznych znajdujących się w jego pobliżu. Zwykle do zakończenia presynaptycznego dociera seria impulsów, których częstotliwość wzrasta wraz ze wzrostem siły bodźca, co prowadzi do zwiększenia uwalniania przekaźnika do szczeliny synaptycznej. Wymiary szczeliny synaptycznej są bardzo małe, a przekaźnik szybko docierając do błony postsynaptycznej wchodzi w interakcję z jej substancją. W wyniku tej interakcji następuje przejściowa zmiana struktury błony postsynaptycznej, zwiększa się jej przepuszczalność dla jonów sodu, co prowadzi do ruchu jonów i w konsekwencji pojawienia się pobudzającego potencjału postsynaptycznego. Kiedy potencjał ten osiągnie określoną wartość, następuje wzbudzenie rozprzestrzeniające się - potencjał czynnościowy. Po kilku milisekundach mediator jest niszczony przez specjalne enzymy.
Istnieją również specjalne synapsy hamujące. Uważa się, że w wyspecjalizowanych neuronach hamujących, w zakończeniach nerwowych aksonów, wytwarzany jest specjalny przekaźnik, który działa hamująco na kolejny neuron. W korze mózgowej za takiego mediatora uważa się kwas gamma-aminomasłowy. Budowa i mechanizm działania synaps hamujących są podobne do synaps pobudzających, jedynie efektem ich działania jest hiperpolaryzacja. Prowadzi to do pojawienia się hamującego potencjału postsynaptycznego, co skutkuje hamowaniem
Mediatory synaps
Mediator (z języka łacińskiego Media - nadawca, pośrednik lub środek). Takie mediatory synaptyczne są bardzo ważne w procesie przekazywania impulsów nerwowych.
Różnica morfologiczna między synapsami hamującymi i pobudzającymi polega na tym, że nie mają one mechanizmu uwalniania przekaźnika. Za przekaźnik w synapsie hamującej, neuronie ruchowym i innych synapsach hamujących uważa się aminokwas glicynę. Ale o hamującym lub pobudzającym charakterze synapsy decydują nie ich mediatory, ale właściwość błony postsynaptycznej. Na przykład acetylocholina działa stymulująco na zakończenia synaps nerwowo-mięśniowych (nerwy błędne w mięśniu sercowym).
Acetylocholina służy jako przekaźnik pobudzający w synapsach cholinergicznych (błona presynaptyczna w niej odgrywa zakończenie rdzenia kręgowego neuronu ruchowego), w synapsie na komórkach Renshawa, w zakończeniu presynaptycznym gruczołów potowych, rdzeniu nadnerczy, w synapsie jelitowej i zwojach współczulnego układu nerwowego. Acetylocholinoesterazę i acetylocholinę znaleziono także we frakcjach różnych części mózgu, czasem w dużych ilościach, lecz poza synapsą cholinergiczną na komórkach Renshawa nie udało się jeszcze zidentyfikować pozostałych synaps cholinergicznych. Według naukowców bardzo prawdopodobna jest mediatorowa funkcja pobudzająca acetylocholiny w ośrodkowym układzie nerwowym.
Catelchominy (dopamina, norepinefryna i epinefryna) są uważane za mediatory adrenergiczne. Adrenalina i noradrenalina są syntetyzowane na końcu nerwu współczulnego, w komórkach mózgowych nadnercza, rdzenia kręgowego i mózgu. Za materiał wyjściowy uważa się aminokwasy (tyrozyna i L-fenyloalanina), a końcowym produktem syntezy jest adrenalina. Substancja pośrednia, do której zalicza się norepinefrynę i dopaminę, pełni także funkcję mediatorów w synapsie utworzonej na zakończeniach nerwów współczulnych. Funkcja ta może być hamująca (gruczoły wydzielnicze jelit, kilka zwieraczy i mięśnie gładkie oskrzeli i jelit) lub pobudzająca (mięśnie gładkie niektórych zwieraczy i naczyń krwionośnych, w synapsie mięśnia sercowego - noradrenalina, w podskórnych jądrach mózgu - dopamina).
Kiedy mediatory synaps zakończą swoją funkcję, katecholamina zostaje wchłonięta przez presynaptyczne zakończenie nerwowe i aktywowany jest transport przezbłonowy. Podczas wchłaniania przekaźników synapsy są chronione przed przedwczesnym wyczerpaniem się podaży podczas długiej i rytmicznej pracy.
MINISTERSTWO EDUKACJI I NAUKI ROSJI
Federalna państwowa budżetowa instytucja edukacyjna wyższej edukacji zawodowej
„ROSYJSKI PAŃSTWOWY UNIWERSYTET HUMANISTYCZNY”
INSTYTUT EKONOMIKI, ZARZĄDZANIA I PRAWA
DZIAŁ ZARZĄDZANIA
Budowa i funkcja synapsy. Klasyfikacje synaps. Synapsa chemiczna, nadajnik
Test końcowy z psychologii rozwojowej
Student II roku kształcenia na odległość (korespondencyjną).
Kundirenko Ekaterina Wiktorowna
Kierownik
Usenko Anna Borysowna
Kandydat nauk psychologicznych, profesor nadzwyczajny
Moskwa 2014
Utrzymywanie. Fizjologia neuronu i jego budowa. Budowa i funkcje synapsy. Synapsa chemiczna. Izolacja mediatora. Mediatory chemiczne i ich rodzaje
Wniosek
neuron przekazujący synapsę
Wstęp
Układ nerwowy odpowiada za skoordynowaną pracę różnych narządów i układów, a także za regulację funkcji organizmu. Łączy także ciało ze środowiskiem zewnętrznym, dzięki czemu odczuwamy różne zmiany w otoczeniu i reagujemy na nie. Do głównych funkcji układu nerwowego należy odbieranie, przechowywanie i przetwarzanie informacji ze środowiska zewnętrznego i wewnętrznego, regulacja i koordynacja czynności wszystkich narządów i układów narządów.
U ludzi, podobnie jak u wszystkich ssaków, układ nerwowy składa się z trzech głównych elementów: 1) komórek nerwowych (neuronów); 2) związane z nimi komórki glejowe, w szczególności komórki neuroglejowe, a także komórki tworzące nerwiaki; 3) tkanka łączna. Neurony zapewniają przewodzenie impulsów nerwowych; neuroglia pełni funkcje podporowe, ochronne i troficzne zarówno w mózgu, jak i w rdzeniu kręgowym oraz w nerwiaku, składającym się głównie z wyspecjalizowanych, tzw. Komórki Schwanna biorą udział w tworzeniu osłonek włókien nerwowych obwodowych; Tkanka łączna wspiera i łączy różne części układu nerwowego.
Przekazywanie impulsów nerwowych z jednego neuronu na drugi odbywa się za pomocą synapsy. Synapsa (synapsa, z greckiego synapsa - połączenie): wyspecjalizowane kontakty międzykomórkowe, przez które komórki układu nerwowego (neurony) przekazują sygnał (impuls nerwowy) sobie nawzajem lub komórkom nieneuronalnym. Informacja w postaci potencjałów czynnościowych przemieszcza się z pierwszej komórki, zwanej presynaptyczną, do drugiej, zwanej postsynaptyczną. Zazwyczaj synapsa odnosi się do synapsy chemicznej, w której sygnały są przekazywane za pomocą neuroprzekaźników.
I. Fizjologia neuronu i jego budowa
Jednostką strukturalną i funkcjonalną układu nerwowego jest komórka nerwowa – neuron.
Neurony to wyspecjalizowane komórki zdolne do odbierania, przetwarzania, kodowania, przekazywania i przechowywania informacji, organizowania reakcji na bodźce oraz nawiązywania kontaktów z innymi neuronami i komórkami narządów. Unikalną cechą neuronu jest zdolność do generowania wyładowań elektrycznych i przekazywania informacji za pomocą wyspecjalizowanych zakończeń - synaps.
Funkcje neuronu ułatwia synteza w jego aksoplazmie substancji przekaźnikowych - neuroprzekaźników (neuroprzekaźników): acetylocholiny, katecholamin itp. Rozmiary neuronów wahają się od 6 do 120 mikronów.
Liczba neuronów w ludzkim mózgu zbliża się do 1011. Jeden neuron może mieć nawet 10 000 synaps. Jeśli tylko te elementy uznać za komórki przechowujące informacje, to możemy dojść do wniosku, że układ nerwowy może przechowywać 1019 jednostek. informacja, tj. jest w stanie pomieścić niemal całą wiedzę zgromadzoną przez ludzkość. Dlatego pogląd, że ludzki mózg przez całe życie zapamiętuje wszystko, co dzieje się w organizmie i podczas jego komunikacji z otoczeniem, jest całkiem uzasadniony. Jednak mózg nie jest w stanie wydobyć z pamięci wszystkich informacji, które w nim są przechowywane.
Różne struktury mózgu charakteryzują się pewnymi typami organizacji neuronowej. Neurony organizujące jedną funkcję tworzą tzw. grupy, populacje, zespoły, kolumny, jądra. W korze mózgowej i móżdżku neurony tworzą warstwy komórek. Każda warstwa ma swoją specyficzną funkcję.
Zlepki komórek tworzą istotę szarą mózgu. Włókna mielinowane lub niemielinowane przechodzą pomiędzy jądrami, grupami komórek oraz pomiędzy pojedynczymi komórkami: aksonami i dendrytami.
Jedno włókno nerwowe z podstawowych struktur mózgu w korze rozgałęzia się na neurony zajmując objętość 0,1 mm3, co oznacza, że jedno włókno nerwowe może pobudzić do 5000 neuronów. W rozwoju poporodowym zachodzą pewne zmiany w gęstości neuronów, ich objętości i rozgałęzieniach dendrytycznych.
Struktura neuronu.
Funkcjonalnie w neuronie wyróżnia się następujące części: percepcyjna - dendryty, błona somy neuronu; integracyjny - soma z wzgórkiem aksonu; przekazywanie - wzgórek aksonu z aksonem.
Ciało neuronu (soma) oprócz funkcji informacyjnej pełni funkcję troficzną w stosunku do swoich procesów i ich synaps. Przecięcie aksonu lub dendrytu prowadzi do śmierci procesów leżących dystalnie od przecięcia, a w konsekwencji synaps tych procesów. Soma zapewnia także wzrost dendrytów i aksonów.
Soma neuronu jest otoczona wielowarstwową membraną, która zapewnia powstawanie i propagację potencjału elektrotonicznego do wzgórka aksonu.
Neurony mogą pełnić swoją funkcję informacyjną głównie dzięki temu, że ich błona ma szczególne właściwości. Błona neuronu ma grubość 6 nm i składa się z dwóch warstw cząsteczek lipidów, które swoimi hydrofilowymi końcami są zwrócone w stronę fazy wodnej: jedna warstwa cząsteczek jest skierowana do wewnątrz, druga na zewnątrz komórki. Końce hydrofobowe są zwrócone ku sobie - wewnątrz membrany. Białka błonowe są osadzone w dwuwarstwie lipidowej i spełniają kilka funkcji: białka „pompujące” zapewniają ruch jonów i cząsteczek wbrew gradientowi stężeń w komórce; białka osadzone w kanałach zapewniają selektywną przepuszczalność błony; białka receptorowe rozpoznają pożądane cząsteczki i utrwalają je na błonie; enzymy znajdujące się na błonie ułatwiają zachodzenie reakcji chemicznych na powierzchni neuronu. W niektórych przypadkach to samo białko może być receptorem, enzymem i „pompą”.
Rybosomy znajdują się z reguły w pobliżu jądra i przeprowadzają syntezę białek na matrycach tRNA. Rybosomy neuronalne wchodzą w kontakt z siateczką śródplazmatyczną kompleksu blaszkowatego i tworzą substancję zasadochłonną.
Substancja zasadochłonna (substancja Nissla, substancja tigroid, tigroid) jest strukturą rurkową pokrytą drobnymi ziarnami, zawiera RNA i bierze udział w syntezie składników białkowych komórki. Długotrwałe pobudzenie neuronu prowadzi do zaniku substancji zasadochłonnej w komórce, a co za tym idzie do zaprzestania syntezy określonego białka. U noworodków neurony płata czołowego kory mózgowej nie mają substancji zasadochłonnej. Jednocześnie w strukturach zapewniających odruchy życiowe - rdzeń kręgowy, pień mózgu, neurony zawierają dużą ilość substancji zasadochłonnej. Porusza się z somy komórki do aksonu za pomocą prądu aksoplazmatycznego.
Kompleks blaszkowy (aparat Golgiego) to organella neuronu otaczająca jądro w postaci sieci. Kompleks płytkowy bierze udział w syntezie związków neurosekrecyjnych i innych biologicznie aktywnych związków komórkowych.
Lizosomy i ich enzymy zapewniają hydrolizę wielu substancji w neuronie.
Pigmenty neuronalne – melanina i lipofuscyna – znajdują się w neuronach istoty czarnej śródmózgowia, w jądrach nerwu błędnego oraz w komórkach układu współczulnego.
Mitochondria to organelle zaspokajające potrzeby energetyczne neuronu. Odgrywają ważną rolę w oddychaniu komórkowym. Najwięcej jest ich w najbardziej aktywnych częściach neuronu: wzgórku aksonu, w obszarze synaps. Kiedy neuron jest aktywny, liczba mitochondriów wzrasta.
Neurotubule penetrują somę neuronu i biorą udział w przechowywaniu i przekazywaniu informacji.
Jądro neuronu jest otoczone porowatą dwuwarstwową błoną. Przez pory następuje wymiana między nukleoplazmą a cytoplazmą. Po aktywacji neuronu jądro poprzez wypustki zwiększa swoją powierzchnię, co wzmacnia relację jądrowo-plazmatyczną, stymulując funkcje komórki nerwowej. Jądro neuronu zawiera materiał genetyczny. Aparat genetyczny zapewnia różnicowanie, ostateczny kształt komórki, a także połączenia typowe dla danej komórki. Kolejną istotną funkcją jądra jest regulacja syntezy białek neuronowych przez całe jego życie.
Jądro zawiera dużą ilość RNA i jest pokryte cienką warstwą DNA.
Istnieje pewien związek pomiędzy rozwojem jąderka i substancji zasadochłonnej w ontogenezie a powstawaniem pierwotnych reakcji behawioralnych u człowieka. Wynika to z faktu, że aktywność neuronów i nawiązywanie kontaktów z innymi neuronami uzależnione jest od gromadzenia się w nich substancji zasadochłonnych.
Dendryty są głównym polem recepcyjnym neuronu. Błona dendrytu i część synaptyczna ciała komórki są w stanie reagować na mediatory uwalniane przez zakończenia aksonów poprzez zmianę potencjału elektrycznego.
Zazwyczaj neuron ma kilka rozgałęzionych dendrytów. Konieczność takiego rozgałęzienia wynika z faktu, że neuron jako struktura informacyjna musi posiadać dużą liczbę wejść. Informacje docierają do niego z innych neuronów poprzez wyspecjalizowane kontakty, tzw. kolce.
„Spikes” mają złożoną strukturę i zapewniają odbiór sygnałów przez neuron. Im bardziej złożona jest funkcja układu nerwowego, im więcej różnych analizatorów wysyła informacje do danej struktury, tym więcej „kolców” znajduje się na dendrytach neuronów. Maksymalna ich liczba zawarta jest na neuronach piramidalnych strefy motorycznej kory mózgowej i sięga kilku tysięcy. Zajmują do 43% powierzchni błony somatycznej i dendrytów. Dzięki „kolcom” powierzchnia recepcyjna neuronu znacznie się zwiększa i może osiągnąć na przykład 250 000 μm w komórkach Purkiniego.
Przypomnijmy, że neurony piramidowe ruchowe otrzymują informacje z prawie wszystkich układów sensorycznych, szeregu formacji podkorowych oraz z układów asocjacyjnych mózgu. Jeśli dany „skok” lub grupa „skoków” na dłuższy czas przestanie otrzymywać informacje, wówczas „skoki” te znikają.
Akson to wyrostek cytoplazmy, przystosowany do przenoszenia informacji zbieranej przez dendryty, przetwarzanej w neuronie i przekazywanej do aksonu przez wzgórek aksonu – miejsce, w którym akson opuszcza neuron. Akson danej komórki ma stałą średnicę, w większości przypadków jest pokryty osłonką mielinową utworzoną z glejów. Akson ma rozgałęzione zakończenia. Zakończenia zawierają mitochondria i formacje wydzielnicze.
Rodzaje neuronów.
Struktura neuronów w dużej mierze odpowiada ich celowi funkcjonalnemu. Ze względu na budowę neurony dzielą się na trzy typy: jednobiegunowe, dwubiegunowe i wielobiegunowe.
Prawdziwe neurony jednobiegunowe znajdują się tylko w jądrze śródmózgowia nerwu trójdzielnego. Neurony te zapewniają wrażliwość proprioceptywną mięśni żucia.
Inne neurony jednobiegunowe nazywane są pseudojednobiegunowymi, w rzeczywistości mają dwa procesy (jeden pochodzi z obwodu z receptorów, drugi do struktur ośrodkowego układu nerwowego). Oba procesy łączą się w pobliżu ciała komórki w jeden proces. Wszystkie te komórki znajdują się w węzłach czuciowych: rdzeniowym, trójdzielnym itp. Zapewniają percepcję bólu, temperatury, dotykową, proprioceptywną, baroceptywną, sygnalizację wibracyjną.
Neurony dwubiegunowe mają jeden akson i jeden dendryt. Neurony tego typu znajdują się głównie w obwodowych częściach układu wzrokowego, słuchowego i węchowego. Neurony dwubiegunowe są połączone dendrytem z receptorem, a aksonem - z neuronem na kolejnym poziomie organizacji odpowiedniego układu sensorycznego.
Neurony wielobiegunowe mają kilka dendrytów i jeden akson. Obecnie istnieje aż 60 różnych wariantów budowy neuronów wielobiegunowych, ale wszystkie reprezentują odmiany komórek wrzecionowatych, gwiaździstych, koszyczkowych i piramidalnych.
Metabolizm w neuronie.
Niezbędne składniki odżywcze i sole dostarczane są do komórki nerwowej w postaci roztworów wodnych. Produkty przemiany materii są również usuwane z neuronu w postaci roztworów wodnych.
Białka neuronowe służą celom plastycznym i informacyjnym. Jądro neuronu zawiera DNA, podczas gdy w cytoplazmie dominuje RNA. RNA koncentruje się głównie w substancji zasadochłonnej. Intensywność metabolizmu białek w jądrze jest większa niż w cytoplazmie. Tempo odnowy białek w filogenetycznie nowszych strukturach układu nerwowego jest wyższe niż w starszych. Najwyższy poziom obrotu białkami występuje w istocie szarej kory mózgowej. Mniej - w móżdżku, najmniejszy - w rdzeniu kręgowym.
Lipidy neuronalne służą jako materiał energetyczny i plastyczny. Obecność lipidów w osłonce mielinowej determinuje ich wysoką rezystancję elektryczną, sięgającą w niektórych neuronach 1000 Ohm/cm2 powierzchni. Metabolizm lipidów w komórce nerwowej zachodzi powoli; pobudzenie neuronu prowadzi do zmniejszenia ilości lipidów. Zwykle po długotrwałej pracy umysłowej i zmęczeniu ilość fosfolipidów w komórce maleje.
Węglowodany neuronów są dla nich głównym źródłem energii. Glukoza wchodząc do komórki nerwowej przekształca się w glikogen, który w razie potrzeby pod wpływem enzymów samej komórki przekształca się z powrotem w glukozę. Ze względu na to, że rezerwy glikogenu podczas pracy neuronu nie pokrywają w pełni jego wydatku energetycznego, źródłem energii dla komórki nerwowej jest glukoza we krwi.
Glukoza jest rozkładana w neuronie w warunkach tlenowych i beztlenowych. Rozpad następuje głównie tlenowo, co wyjaśnia dużą wrażliwość komórek nerwowych na brak tlenu. Wzrost adrenaliny we krwi i aktywna aktywność organizmu prowadzą do wzrostu spożycia węglowodanów. Podczas znieczulenia zmniejsza się spożycie węglowodanów.
Tkanka nerwowa zawiera sole potasu, sodu, wapnia, magnezu itp. Wśród kationów przeważają K+, Na+, Mg2+, Ca2+; z anionów - Cl-, HCO3-. Ponadto neuron zawiera różne pierwiastki śladowe (na przykład miedź i mangan). Ze względu na wysoką aktywność biologiczną aktywują enzymy. Ilość mikroelementów w neuronie zależy od jego stanu funkcjonalnego. Zatem przy pobudzeniu odruchowym lub kofeiną zawartość miedzi i manganu w neuronie gwałtownie maleje.
Wymiana energii w neuronie w stanie spoczynku i pobudzenia przebiega inaczej. Świadczy o tym wartość współczynnika oddechowego w komórce. W spoczynku wynosi 0,8, a w stanie wzbudzonym 1,0. W stanie podniecenia zużycie tlenu wzrasta o 100%. Po wzbudzeniu ilość kwasów nukleinowych w cytoplazmie neuronów czasami zmniejsza się 5-krotnie.
Wewnętrzne procesy energetyczne neuronu (jego somy) są ściśle powiązane z troficznym wpływem neuronów, który wpływa przede wszystkim na aksony i dendryty. Jednocześnie zakończenia nerwowe aksonów wywierają wpływ troficzny na mięśnie lub komórki innych narządów. Zatem zaburzenie unerwienia mięśnia prowadzi do jego atrofii, zwiększonego rozpadu białek i śmierci włókien mięśniowych.
Klasyfikacja neuronów.
Istnieje klasyfikacja neuronów uwzględniająca budowę chemiczną substancji uwalnianych na ich zakończeniach aksonów: cholinergiczne, peptydergiczne, noradrenergiczne, dopaminergiczne, serotonergiczne itp.
Ze względu na wrażliwość na bodźce neurony dzielą się na mono-, bi- i polisensoryczne.
Neurony monosensoryczne. Najczęściej zlokalizowane są w pierwotnych strefach projekcyjnych kory mózgowej i reagują jedynie na sygnały pochodzące ze swojego układu sensorycznego. Na przykład znaczna część neuronów w pierwotnym obszarze wzrokowym kory mózgowej reaguje tylko na stymulację świetlną siatkówki.
Neurony monosensoryczne dzieli się funkcjonalnie ze względu na ich wrażliwość na różne właściwości pojedynczego bodźca. Zatem poszczególne neurony strefy słuchowej kory mózgowej mogą reagować na prezentacje tonu o częstotliwości 1000 Hz i nie reagować na tony o innej częstotliwości. Nazywa się je monomodalnymi. Neurony, które reagują na dwa różne tony, nazywane są bimodalnymi, a neurony reagujące na trzy lub więcej – polimodalnymi.
Neurony dwuzmysłowe. Częściej znajdują się w wtórnych strefach kory jakiegoś analizatora i mogą reagować na sygnały zarówno z własnego, jak i innych układów sensorycznych. Na przykład neurony w wtórnym obszarze wzrokowym kory mózgowej reagują na bodźce wzrokowe i słuchowe.
Neurony polisensoryczne. Są to najczęściej neurony obszarów asocjacyjnych mózgu; potrafią reagować na podrażnienia układu słuchowego, wzrokowego, skórnego i innych układów recepcyjnych.
Komórki nerwowe różnych części układu nerwowego mogą być aktywne poza wpływem - tło lub tło aktywne (ryc. 2.16). Inne neurony wykazują aktywność impulsową tylko w odpowiedzi na pewien rodzaj stymulacji.
Neurony aktywne tła dzielą się na hamujące - zmniejszające częstotliwość wyładowań i pobudzające - zwiększające częstotliwość wyładowań w odpowiedzi na wszelkie podrażnienia. Aktywne neurony tła mogą generować impulsy w sposób ciągły, z pewnym spowolnieniem lub zwiększeniem częstotliwości wyładowań – jest to pierwszy rodzaj aktywności – ciągłej arytmii. Takie neurony zapewniają napięcie ośrodków nerwowych. Aktywne neurony tła mają ogromne znaczenie w utrzymaniu poziomu pobudzenia kory i innych struktur mózgowych. Liczba neuronów aktywnych w tle wzrasta podczas czuwania.
Neurony drugiego typu wytwarzają grupę impulsów z krótkim odstępem między impulsami, po którym rozpoczyna się okres ciszy i ponownie pojawia się grupa lub wybuch impulsów. Ten rodzaj aktywności nazywa się pękaniem. Znaczenie aktywności typu wybuchowego polega na stworzeniu warunków do przewodzenia sygnałów przy jednoczesnym zmniejszeniu funkcjonalności struktur przewodzących lub percepcyjnych mózgu. Odstępy między impulsami w serii wynoszą około 1-3 ms, pomiędzy seriami odstęp ten wynosi 15-120 ms.
Trzecią formą aktywności w tle jest aktywność grupowa. Aktywność grupowa charakteryzuje się nieokresowym pojawianiem się w tle grupy impulsów (odstępy między impulsami wynoszą od 3 do 30 ms), po których następuje okres ciszy.
Funkcjonalnie neurony można również podzielić na trzy typy: doprowadzające, interneurony (interneurony), odprowadzające. Pierwsze pełnią funkcję odbierania i przekazywania informacji do leżących powyżej struktur ośrodkowego układu nerwowego, drugie - zapewniają interakcję między neuronami ośrodkowego układu nerwowego, trzecie - przekazują informacje do podstawowych struktur ośrodkowego układu nerwowego, do nerwów węzły leżące poza ośrodkowym układem nerwowym i narządy ciała.
Funkcje neuronów doprowadzających są ściśle powiązane z funkcjami receptorów.
Budowa i funkcja synapsy
Synapsy to kontakty, dzięki którym neurony stają się niezależnymi jednostkami. Synapsa jest złożoną strukturą i składa się z części presynaptycznej (końca aksonu przekazującego sygnał), szczeliny synaptycznej i części postsynaptycznej (struktura komórki odbiorczej).
Klasyfikacja synaps. Synapsy są klasyfikowane według lokalizacji, charakteru działania i sposobu przekazywania sygnału.
Ze względu na lokalizację wyróżnia się synapsy nerwowo-mięśniowe i synapsy neuroneuronalne, te ostatnie z kolei dzielą się na aksosomatyczne, aksoaksonalne, aksodendrytyczne i dendrosomatyczne.
W zależności od charakteru wpływu na strukturę percepcyjną, synapsy mogą mieć charakter pobudzający lub hamujący.
Ze względu na sposób przekazywania sygnału synapsy dzielą się na elektryczne, chemiczne i mieszane.
Charakter interakcji neuronów. Określa się sposób interakcji: odległy, sąsiedni, kontaktowy.
Odległą interakcję mogą zapewnić dwa neurony zlokalizowane w różnych strukturach ciała. Na przykład w komórkach wielu struktur mózgowych powstają neurohormony i neuropeptydy, które mogą mieć humoralny wpływ na neurony innych części.
Sąsiadująca interakcja między neuronami zachodzi, gdy błony neuronów są oddzielone jedynie przestrzenią międzykomórkową. Zazwyczaj taka interakcja zachodzi tam, gdzie pomiędzy błonami neuronów nie ma komórek glejowych. Taka bliskość jest charakterystyczna dla aksonów nerwu węchowego, równoległych włókien móżdżku itp. Uważa się, że sąsiadujące oddziaływanie zapewnia udział sąsiednich neuronów w wykonywaniu jednej funkcji. Dzieje się tak w szczególności dlatego, że metabolity, produkty aktywności neuronów, dostając się do przestrzeni międzykomórkowej, oddziałują na sąsiednie neurony. W niektórych przypadkach sąsiadująca interakcja może zapewnić transfer informacji elektrycznej z neuronu do neuronu.
Interakcja kontaktowa spowodowana jest specyficznymi kontaktami błon neuronów, które tworzą tzw. synapsy elektryczne i chemiczne.
Synapsy elektryczne. Morfologicznie reprezentują fuzję lub zbieżność odcinków błony. W tym drugim przypadku szczelina synaptyczna nie jest ciągła, lecz przerywana mostkami pełnego kontaktu. Mostki te tworzą powtarzalną strukturę komórkową synapsy, której komórki są ograniczone obszarami sąsiadujących błon, których odległość w synapsach ssaków wynosi 0,15-0,20 nm. W miejscach fuzji błon znajdują się kanały, przez które komórki mogą wymieniać określone produkty. Oprócz opisanych synaps komórkowych, wśród synaps elektrycznych występują inne - w postaci ciągłej szczeliny; powierzchnia każdego z nich sięga 1000 µm, jak na przykład między neuronami zwoju rzęskowego.
Synapsy elektryczne przewodzą wzbudzenie jednokierunkowo. Łatwo to udowodnić, rejestrując potencjał elektryczny synapsy: gdy pobudzane są ścieżki doprowadzające, błona synapsy ulega depolaryzacji, a gdy pobudzane są włókna odprowadzające, ulega hiperpolaryzacji. Okazało się, że synapsy neuronów o tej samej funkcji przewodzą obustronnie wzbudzenie (na przykład synapsy między dwiema wrażliwymi komórkami), a synapsy między neuronami o różnej funkcjonalności (zmysłowym i motorycznym) mają przewodzenie jednostronne. Funkcje synaps elektrycznych polegają przede wszystkim na zapewnieniu pilnych reakcji organizmu. To najwyraźniej wyjaśnia ich umiejscowienie u zwierząt w strukturach zapewniających reakcję lotu, wybawienie od niebezpieczeństwa itp.
Synapsa elektryczna jest stosunkowo mniej zmęczona i odporna na zmiany w środowisku zewnętrznym i wewnętrznym. Podobno te cechy wraz z szybkością zapewniają wysoką niezawodność jego działania.
Synapsy chemiczne. Strukturalnie reprezentowany przez część presynaptyczną, szczelinę synaptyczną i część postsynaptyczną. Presynaptyczna część synapsy chemicznej powstaje w wyniku ekspansji aksonu wzdłuż jego przebiegu lub zakończenia. Część presynaptyczna zawiera pęcherzyki ziarniste i ziarniste (ryc. 1). Bąbelki (kwanty) zawierają mediator. W ekspansji presynaptycznej występują mitochondria, które zapewniają syntezę przekaźnika, granulek glikogenu itp. Przy powtarzającej się stymulacji zakończenia presynaptycznego wyczerpują się rezerwy przekaźnika w pęcherzykach synaptycznych. Uważa się, że małe ziarniste pęcherzyki zawierają noradrenalinę, duże zawierają inne katecholaminy. Pęcherzyki ziarniste zawierają acetylocholinę. Mediatorami wzbudzenia mogą być także pochodne kwasu glutaminowego i asparaginowego.
Ryż. 1. Schemat procesu przekazywania sygnału nerwowego w synapsie chemicznej.
Synapsa chemiczna
Istota mechanizmu przekazywania impulsu elektrycznego z jednej komórki nerwowej do drugiej przez synapsę chemiczną jest następująca. Sygnał elektryczny przemieszczający się wzdłuż neuronu jednej komórki dociera do obszaru presynaptycznego i powoduje uwolnienie pewnego związku chemicznego – pośrednika lub przekaźnika – do szczeliny synaptycznej. Nadajnik, dyfundując wzdłuż szczeliny synaptycznej, dociera do obszaru postsynaptycznego i wiąże się chemicznie z znajdującą się tam cząsteczką, zwaną receptorem. W wyniku tego wiązania w strefie postsynaptycznej zostaje wywołany szereg przemian fizykochemicznych, w wyniku czego w jej obszarze pojawia się impuls prądu elektrycznego, rozprzestrzeniający się dalej do drugiej komórki.
Region presynaptyczny charakteryzuje się kilkoma ważnymi formacjami morfologicznymi, które odgrywają główną rolę w jego funkcjonowaniu. W tym obszarze znajdują się specyficzne granulki – pęcherzyki – zawierające ten czy inny związek chemiczny, ogólnie nazywany mediatorem. Termin ten ma znaczenie czysto funkcjonalne, podobnie jak na przykład termin hormon. Tę samą substancję można sklasyfikować jako mediatory lub hormony. Na przykład norepinefrynę należy nazwać przekaźnikiem, jeśli jest uwalniana z pęcherzyków presynaptycznych; Jeśli noradrenalina jest uwalniana do krwi przez nadnercza, wówczas nazywa się ją hormonem.
Dodatkowo w strefie presynaptycznej znajdują się mitochondria zawierające jony wapnia oraz specyficzne struktury błonowe – kanały jonowe. Aktywacja presynapsy rozpoczyna się w momencie, gdy impuls elektryczny z komórki dociera do tego obszaru. Impuls ten powoduje, że duże ilości wapnia przedostają się do presynapsy przez kanały jonowe. Dodatkowo w odpowiedzi na impuls elektryczny jony wapnia opuszczają mitochondria. Obydwa te procesy prowadzą do wzrostu stężenia wapnia w presynapsie. Pojawienie się nadmiaru wapnia prowadzi do połączenia błony presynaptycznej z błoną pęcherzyków, która zaczyna być przyciągana w stronę błony presynaptycznej, ostatecznie uwalniając swoją zawartość do szczeliny synaptycznej.
Główną strukturą regionu postsynaptycznego jest błona obszaru drugiej komórki stykającej się z presynapsą. Błona ta zawiera genetycznie zdeterminowaną makrocząsteczkę – receptor, który selektywnie wiąże się z mediatorem. Cząsteczka ta zawiera dwie sekcje. Sekcja pierwsza odpowiada za rozpoznanie „swojego” mediatora, sekcja druga odpowiada za zmiany fizykochemiczne w błonie, prowadzące do pojawienia się potencjału elektrycznego.
Aktywacja postsynapsy rozpoczyna się w momencie dotarcia cząsteczki transmitującej w ten obszar. Centrum rozpoznawania „rozpoznaje” swoją cząsteczkę i wiąże się z nią pewnym rodzajem wiązania chemicznego, co można sobie wyobrazić jako interakcję zamka z kluczem. Oddziaływanie to polega na pracy drugiego obszaru cząsteczki, a jego efektem jest powstanie impulsu elektrycznego.
Cechy transmisji sygnału przez synapsę chemiczną są określone przez cechy jej struktury. Najpierw sygnał elektryczny z jednej komórki jest przesyłany do drugiej za pomocą chemicznego przekaźnika – nadajnika. Po drugie, sygnał elektryczny jest przesyłany tylko w jednym kierunku, co zależy od cech strukturalnych synapsy. Po trzecie, występuje niewielkie opóźnienie w transmisji sygnału, którego czas zależy od czasu dyfuzji nadajnika wzdłuż szczeliny synaptycznej. Po czwarte, przewodzenie przez synapsę chemiczną można blokować na różne sposoby.
Funkcjonowanie synapsy chemicznej regulowane jest zarówno na poziomie presynapsy, jak i na poziomie postsynapsy. W standardowym trybie pracy, po dotarciu tam sygnału elektrycznego, z presynapsy uwalniany jest przekaźnik, który wiąże się z receptorem postsynapsowym i powoduje pojawienie się nowego sygnału elektrycznego. Zanim nowy sygnał dotrze do presynapsy, ilość nadajnika ma czas na regenerację. Jeśli jednak sygnały z komórki nerwowej napływają zbyt często lub przez długi czas, ilość przekaźnika w niej zawartego zostaje wyczerpana i synapsa przestaje działać.
Jednocześnie synapsę można „wytrenować” do przekazywania bardzo częstych sygnałów przez długi okres czasu. Mechanizm ten jest niezwykle ważny dla zrozumienia mechanizmów pamięci. Wykazano, że w pęcherzykach oprócz substancji pełniącej rolę mediatora znajdują się inne substancje o charakterze białkowym, a na błonie presynapsy i postsynapsy znajdują się specyficzne receptory, które je rozpoznają. Te receptory dla peptydów różnią się zasadniczo od receptorów dla mediatorów tym, że interakcja z nimi nie powoduje pojawienia się potencjałów, ale wyzwala biochemiczne reakcje syntetyczne.
Zatem po dotarciu impulsu do presynapsy wraz z przekaźnikami uwalniane są również peptydy regulatorowe. Niektóre z nich oddziałują z receptorami peptydowymi na błonie presynaptycznej i interakcja ta uruchamia mechanizm syntezy przekaźników. W konsekwencji, im częściej uwalniany jest mediator i peptydy regulatorowe, tym intensywniejsza będzie synteza mediatora. Kolejna część peptydów regulatorowych wraz z mediatorem dociera do postsynapsy. Mediator wiąże się ze swoim receptorem, a peptydy regulatorowe z ich, i ta ostatnia interakcja uruchamia procesy syntezy cząsteczek receptora dla mediatora. W wyniku takiego procesu pole receptorowe wrażliwe na mediator wzrasta tak, że wszystkie cząsteczki mediatora stykają się ze swoimi cząsteczkami receptora. Ogólnie rzecz biorąc, proces ten powoduje tak zwane ułatwienie przewodzenia przez synapsę chemiczną.
Wybór mediatora
Czynnik pełniący funkcję przekaźnika wytwarzany jest w ciele neuronu i stamtąd transportowany jest do zakończenia aksonu. Nadajnik zawarty w zakończeniach presynaptycznych musi zostać uwolniony do szczeliny synoptycznej, aby zadziałać na receptory błony postsynaptycznej, zapewniając transsynaptyczną transmisję sygnału. Mediatorem mogą być takie substancje jak acetylocholina, grupa katecholaminowa, serotonina, neuropyptydy i wiele innych, których ogólne właściwości zostaną opisane poniżej.
Jeszcze zanim wyjaśniono wiele istotnych cech procesu uwalniania przekaźnika, ustalono, że zakończenia presynaptyczne mogą zmieniać stan spontanicznej aktywności wydzielniczej. Stale uwalniane małe fragmenty przekaźnika powodują powstanie w komórce postsynaptycznej tzw. spontanicznych, miniaturowych potencjałów postsynaptycznych. Zostało to ustalone w 1950 roku przez angielskich naukowców Fetta i Katza, którzy badając pracę synapsy nerwowo-mięśniowej żaby odkryli, że bez żadnego działania na nerw w mięśniu w obszarze błony postsynaptycznej powstają niewielkie wahania potencjału na własne w losowych odstępach czasu, z amplitudą około 0,5 mV.
Odkrycie uwolnienia przekaźnika, niezwiązanego z nadejściem impulsu nerwowego, pomogło ustalić kwantowy charakter jego uwolnienia, to znaczy okazało się, że w synapsie chemicznej przekaźnik jest uwalniany w stanie spoczynku, ale sporadycznie i w małych porcjach. Dyskretność wyraża się w tym, że mediator opuszcza zakończenie nie w sposób rozproszony, nie w postaci pojedynczych cząsteczek, ale w postaci wielocząsteczkowych części (lub kwantów), z których każda zawiera kilka.
Dzieje się to w następujący sposób: w aksoplazmie zakończeń neuronów w pobliżu błony presynaptycznej, badając pod mikroskopem elektronowym, odkryto wiele pęcherzyków lub pęcherzyków, z których każdy zawiera jeden kwant nadajnika. Prądy czynnościowe wywołane impulsami presynaptycznymi nie mają zauważalnego wpływu na błonę postsynaptyczną, ale prowadzą do zniszczenia błony pęcherzyków wraz z przekaźnikiem. Proces ten (egzocytoza) polega na tym, że pęcherzyk po zbliżeniu się do wewnętrznej powierzchni błony zakończenia presynaptycznego w obecności wapnia (Ca2+) łączy się z błoną presynaptyczną, w wyniku czego pęcherzyk zostaje opróżniony do szczelina synoptyczna. Po zniszczeniu pęcherzyka otaczająca go błona włącza się w błonę zakończenia presynaptycznego, zwiększając jego powierzchnię. Następnie w wyniku procesu endomitozy małe odcinki błony presynaptycznej ulegają wgłobieniu do wewnątrz, ponownie tworząc pęcherzyki, które następnie ponownie są w stanie włączyć nadajnik i wejść w cykl jego uwalniania.
V. Mediatory chemiczne i ich rodzaje
W ośrodkowym układzie nerwowym dużą grupę heterogenicznych substancji chemicznych pełni funkcję mediatora. Lista nowo odkrytych mediatorów chemicznych stale rośnie. Według najnowszych danych jest ich około 30. Pragnę też zauważyć, że zgodnie z zasadą Dale’a każdy neuron wydziela na wszystkich swoich zakończeniach synoptycznych ten sam przekaźnik. Opierając się na tej zasadzie, zwyczajowo oznacza się neurony według rodzaju przekaźnika, który uwalniają ich zakończenia. I tak np. neurony wydzielające acetylocholinę nazywane są cholinergicznymi, serotoninowymi – serotoninergicznymi. Zasadę tę można zastosować do wyznaczenia różnych synaps chemicznych. Przyjrzyjmy się niektórym z najbardziej znanych mediatorów chemicznych:
Acetylocholina. Jeden z pierwszych odkrytych neuroprzekaźników (znany był również jako „substancja nerwu błędnego” ze względu na jego wpływ na serce).
Cechą acetylocholiny jako mediatora jest jej szybkie zniszczenie po uwolnieniu z zakończeń presynaptycznych przy użyciu enzymu acetylocholinoesterazy. Acetylocholina pełni funkcję mediatora w synapsach utworzonych przez nawracające zabezpieczenia aksonów neuronów ruchowych rdzenia kręgowego na komórkach interkalarnych Renshawa, które z kolei przy pomocy innego mediatora działają hamująco na neurony ruchowe.
Neurony rdzenia kręgowego unerwiające komórki chromochłonne i neurony przedzwojowe unerwiające komórki nerwowe zwojów śródściennych i zewnątrzściennych są również cholinergiczne. Uważa się, że neurony cholinergiczne są obecne w strukturze siatkowej śródmózgowia, móżdżku, zwojach podstawy mózgu i korze mózgowej.
Katecholaminy. Są to trzy substancje powiązane chemicznie. Należą do nich: dopamina, noradrenalina i adrenalina, które są pochodnymi tyrozyny i pełnią funkcję mediatora nie tylko w synapsach obwodowych, ale także ośrodkowych. Neurony dopaminergiczne u ssaków znajdują się głównie w śródmózgowiu. Dopamina odgrywa szczególnie ważną rolę w prążkowiu, gdzie znajdują się szczególnie duże ilości tego neuroprzekaźnika. Ponadto w podwzgórzu obecne są neurony dopaminergiczne. Neurony noradrenergiczne znajdują się także w śródmózgowiu, moście i rdzeniu przedłużonym. Aksony neuronów noradrenergicznych tworzą ścieżki wstępujące prowadzące do podwzgórza, wzgórza, kory limbicznej i móżdżku. Zstępujące włókna neuronów noradrenergicznych unerwiają komórki nerwowe rdzenia kręgowego.
Katecholaminy mają zarówno pobudzający, jak i hamujący wpływ na neurony OUN.
Serotonina. Podobnie jak katecholaminy należy do grupy monoamin, czyli jest syntetyzowana z aminokwasu tryptofanu. U ssaków neurony serotoninergiczne zlokalizowane są głównie w pniu mózgu. Są częścią szwu grzbietowego i przyśrodkowego, jąder rdzenia przedłużonego, mostu i śródmózgowia. Neurony serotoninergiczne rozciągają swój wpływ na korę nową, hipokamp, gałkę bladą, ciało migdałowate, obszar podwzgórza, struktury pnia, korę móżdżku i rdzeń kręgowy. Serotonina odgrywa ważną rolę w zstępującej kontroli aktywności rdzenia kręgowego i podwzgórzowej kontroli temperatury ciała. Z kolei zaburzenia metabolizmu serotoniny, które występują pod wpływem szeregu leków farmakologicznych, mogą powodować halucynacje. W schizofrenii i innych zaburzeniach psychicznych obserwuje się dysfunkcję synaps serotoninergicznych. Serotonina może powodować działanie pobudzające i hamujące, w zależności od właściwości receptorów błony postsynaptycznej.
Aminokwasy neutralne. Są to dwa główne kwasy dikarboksylowe, L-glutaminian i L-asparaginian, które występują w dużych ilościach w ośrodkowym układzie nerwowym i mogą działać jako mediatory. Kwas L-glutaminowy wchodzi w skład wielu białek i peptydów. Nie przechodzi dobrze przez barierę krew-mózg i dlatego nie przedostaje się do mózgu z krwią, powstając głównie z glukozy w samej tkance nerwowej. Glutaminian występuje w wysokich stężeniach w ośrodkowym układzie nerwowym ssaków. Uważa się, że jego funkcja związana jest głównie z synoptyczną transmisją wzbudzenia.
Polipeptydy. W ostatnich latach wykazano, że niektóre polipeptydy mogą pełnić funkcję mediatora w synapsach OUN. Takie polipeptydy obejmują substancje-P, neurohormony podwzgórza, enkefaliny itp. Substancja-P odnosi się do grupy środków najpierw ekstrahowanych z jelita. Polipeptydy te znajdują się w wielu częściach ośrodkowego układu nerwowego. Ich stężenie jest szczególnie wysokie w obszarze istoty czarnej. Obecność substancji P w korzeniach grzbietowych rdzenia kręgowego sugeruje, że może ona służyć jako mediator w synapsach utworzonych przez centralne zakończenia aksonów niektórych pierwotnych neuronów doprowadzających. Substancja P ma działanie pobudzające na niektóre neurony w rdzeniu kręgowym. Mediatorska rola innych neuropeptydów jest jeszcze mniej jasna.
Wniosek
Współczesne rozumienie budowy i funkcji ośrodkowego układu nerwowego opiera się na teorii neuronalnej, która jest szczególnym przypadkiem teorii komórkowej. Jeśli jednak teoria komórkowa została sformułowana jeszcze w pierwszej połowie XIX wieku, to teoria neuronowa, która uważa mózg za wynik funkcjonalnego unifikacji poszczególnych elementów komórkowych – neuronów, zyskała uznanie dopiero na przełomie XIX i XX wieku. . Ważną rolę w poznaniu teorii neuronów odegrały badania hiszpańskiego neurohistologa R. Cajala i angielskiego fizjologa C. Sherringtona. Ostateczny dowód całkowitej izolacji strukturalnej komórek nerwowych uzyskano za pomocą mikroskopu elektronowego, którego wysoka rozdzielczość pozwoliła ustalić, że każda komórka nerwowa jest otoczona na całej swojej długości błoną ograniczającą, a pomiędzy błony różnych neuronów. Nasz układ nerwowy zbudowany jest z dwóch typów komórek – nerwowej i glejowej. Co więcej, liczba komórek glejowych jest 8-9 razy większa niż liczba komórek nerwowych. Liczba elementów nerwowych, bardzo ograniczona u organizmów prymitywnych, w procesie ewolucyjnego rozwoju układu nerwowego u naczelnych i człowieka sięga wielu miliardów. Jednocześnie liczba kontaktów synaptycznych między neuronami zbliża się do wartości astronomicznej. Złożoność organizacji ośrodkowego układu nerwowego objawia się także tym, że struktura i funkcje neuronów w różnych częściach mózgu znacznie się różnią. Warunkiem koniecznym analizy aktywności mózgu jest jednak rozpoznanie podstawowych zasad leżących u podstaw funkcjonowania neuronów i synaps. Przecież to właśnie te połączenia neuronów zapewniają całą różnorodność procesów związanych z przesyłaniem i przetwarzaniem informacji.
Można sobie tylko wyobrazić, co się stanie, jeśli w tym złożonym procesie wymiany dojdzie do niepowodzenia… co się stanie z nami. Można to powiedzieć o dowolnej strukturze organizmu, może nie jest to główna, ale bez niej aktywność całego organizmu nie będzie całkowicie prawidłowa i pełna. To tak samo jak w zegarku. Jeżeli w mechanizmie brakuje choćby najmniejszej części, zegarek nie będzie już działał w pełni precyzyjnie. I wkrótce zegar się zepsuje. W ten sam sposób nasz organizm, jeśli jeden z systemów zostanie zakłócony, stopniowo prowadzi do niewydolności całego organizmu, a w konsekwencji do śmierci tego właśnie organizmu. W naszym interesie leży zatem monitorowanie stanu naszego organizmu i unikanie popełniania błędów, które mogą skutkować dla nas poważnymi konsekwencjami.
Spis źródeł i literatury
1. Batuev A. S. Fizjologia wyższej aktywności nerwowej i układów sensorycznych: podręcznik / A. S. Batuev. - Petersburgu. : Piotr, 2009. - 317 s.
Danilova N. N. Psychofizjologia: Podręcznik / N. N. Danilova. - M.: ASPECT PRESS, 2000. - 373 s.
Danilova N. N. Fizjologia wyższej aktywności nerwowej: podręcznik / N. N. Danilova, A. L. Krylova. - M.: Literatura pedagogiczna, 1997. - 428 s.
Karaulova L.K. Fizjologia: podręcznik / L.K. Karaulova, N.A. Krasnoperova, M.M. Rasulov. - M.: Akademia, 2009. - 384 s.
Katalymov, L. L. Fizjologia neuronu: podręcznik / L. L. Katalymov, O. S. Sotnikov; Min. ludzie. Edukacja RFSRR, Uljanowsk. państwo pe. wew. - Uljanowsk: B. i., 1991. - 95 s.
Semenov, E.V. Fizjologia i anatomia: podręcznik / E.V. Semenov. - M.: Dzhangar, 2005. - 480 s.
Smirnov, V. M. Fizjologia centralnego układu nerwowego: podręcznik / V. M. Smirnov, V. N. Yakovlev. - M.: Akademia, 2002. - 352 s.
Smirnov V. M. Fizjologia człowieka: podręcznik / V. M. Smirnova. - M.: Medycyna, 2002. - 608 s.
Rossolimo T. E. Fizjologia wyższej aktywności nerwowej: podręcznik: podręcznik / T. E. Rossolimo, I. A. Moskvina - Tarkhanova, L. B. Rybalov. - M.; Woroneż: MPSI: MODEK, 2007. - 336 s.
Korepetycje
Potrzebujesz pomocy w studiowaniu jakiegoś tematu?
Nasi specjaliści doradzą lub zapewnią korepetycje z interesujących Cię tematów.
Prześlij swoją aplikację wskazując temat już teraz, aby dowiedzieć się o możliwości uzyskania konsultacji.
Ostatnia aktualizacja: 29.09.2013
Synapsa - definicja, budowa, rola synapsy w budowie układu nerwowego
Synapsa w strukturze układu nerwowego to niewielki obszar na końcu neurytu, który jest odpowiedzialny za przekazywanie informacji pomiędzy komórkami nerwowymi. W jego tworzeniu biorą udział dwie komórki - nadająca i odbierająca.
Definicja pojęcia
Synapsa to niewielka część znajdująca się na końcu neuronu. Za jego pomocą informacje są przesyłane z jednego neuronu do drugiego. Synapsy znajdują się w tych obszarach komórek nerwowych, w których stykają się ze sobą. Ponadto synapsy znajdują się w miejscach, w których komórki nerwowe stykają się z różnymi mięśniami lub gruczołami ciała.
Struktura synapsy
Struktura synapsy składa się z trzech części, z których każda ma swoje własne funkcje w procesie przekazywania informacji. W jego strukturę zaangażowane są obie komórki, nadająca i odbierająca.
Na końcu aksonu komórki nadawczej znajduje się początkowa część synapsy - zakończenie presynaptyczne. Jest zdolny do wyzwalania w komórce (termin ma kilka nazw - „neuroprzekaźniki”, „pośrednicy”, „przekaźniki”) - specjalne substancje chemiczne, dzięki którym realizowana jest transmisja sygnału elektrycznego między dwoma neuronami.
Środkowa część synapsy to szczelina synaptyczna – przestrzeń pomiędzy dwiema oddziałującymi na siebie komórkami nerwowymi. To właśnie przez tę szczelinę przechodzi impuls elektryczny z komórki nadawczej.
Końcowa część synapsy stanowi część komórki odbiorczej i nazywana jest zakończeniem postsynaptycznym – fragmentem komórki stykającym się w swojej strukturze z wieloma wrażliwymi receptorami.
Mechanizm synapsy
Z zakończenia presynaptycznego ładunek elektryczny przechodzi w dół aksonu neuronu z komórki nadawczej do komórki odbiorczej. Powoduje uwalnianie neuroprzekaźników do szczeliny synaptycznej. Mediatory te przemieszczają się przez szczelinę synaptyczną do zakończenia postsynaptycznego następnej komórki, gdzie oddziałują z jej licznymi receptorami. Proces ten powoduje łańcuch reakcji biochemicznych, w wyniku czego prowokuje wyzwolenie impulsu elektrycznego z krótkotrwałą zmianą jego potencjału w obszarze komórki. Zjawisko to znane jest jako potencjał czynnościowy (lub fala wzbudzenia podczas przejścia sygnału nerwowego).
Federalna Agencja Edukacji
Państwowa instytucja edukacyjna
wyższe wykształcenie zawodowe
„Uniwersytet Stanowy Ryazan nazwany na cześć SA. Jesienin”
Instytut Psychologii, Pedagogiki i Pracy Socjalnej
Praca testowa z dyscypliny „Neurofizjologia i podstawy VND”
na temat: „Pojęcie synapsy, budowa synapsy.
Przekazywanie wzbudzenia w synapsie”
Ukończył uczeń grupy 13L
1. rok OZO (3) A.I. Szarowa
Sprawdzony:
profesor nauk medycznych
O.A. Biełowa
Ryazan 2010
1. Wprowadzenie……………………………………………………………..3
2. Budowa i funkcje synapsy………………………………………...6
3. Przekazywanie wzbudzenia w synapsie………………………………….8
4. Synapsa chemiczna…………………………………………………………9
5. Izolacja mediatora……………………………………………...10
6. Mediatory chemiczne i ich rodzaje……………………………..12
7. Zakończenie……………………………………………………………15
8. Lista referencji……………………………………………………………....17
Wstęp.
Nasze ciało to jeden wielki mechanizm zegarowy. Składa się z ogromnej liczby drobnych cząstek, które znajdują się w w ścisłym porządku a każdy z nich pełni określone funkcje i ma swoje własne unikalne właściwości. Ten mechanizm - ciało, składa się z komórek, łączących ich tkanki i układy: wszystko to jako całość stanowi pojedynczy łańcuch, supersystem ciała. Największa różnorodność elementów komórkowych nie mogłaby działać jako pojedyncza całość, gdyby w organizmie nie istniał wyrafinowany mechanizm regulacyjny. Układ nerwowy odgrywa szczególną rolę w regulacji. Cała złożona praca układu nerwowego - regulacja pracy narządów wewnętrznych, kontrolowanie ruchów, czy to prostych i nieświadomych ruchów (na przykład oddychania), czy złożonych ruchów rąk - wszystko to w istocie opiera się na interakcji komórki ze sobą. Wszystko to zasadniczo opiera się na transmisji sygnału z jednej komórki do drugiej. Co więcej, każda komórka wykonuje swoją pracę, a czasami ma kilka funkcji. Różnorodność funkcji wynika z dwóch czynników: sposobu, w jaki komórki są ze sobą połączone oraz sposobu rozmieszczenia tych połączeń. Przejście (przeniesienie) pobudzenia z włókna nerwowego do komórki, którą ono unerwia (nerw, mięsień, wydzielina), następuje poprzez wyspecjalizowaną formację zwaną synapsą.
Budowa i funkcje synapsy.
Każdy organizm wielokomórkowy, każda tkanka zbudowana z komórek potrzebuje mechanizmów zapewniających interakcje międzykomórkowe. Przyjrzyjmy się, jak są przeprowadzane międzyneuronowyinterakcje. Informacje wędrują wzdłuż komórki nerwowej w formie potencjały czynnościowe. Przeniesienie wzbudzenia z zakończeń aksonów do unerwionego narządu lub innej komórki nerwowej następuje poprzez międzykomórkowe formacje strukturalne - synapsy (od greckiego „Synapsis” - połączenie, połączenie). Pojęcie synapsy wprowadził angielski fizjolog C. Sherringtona w 1897 r., aby oznaczyć funkcjonalny kontakt między neuronami. Warto dodać, że już w latach 60. ubiegłego wieku ICH. Sieczenow podkreślił, że bez komunikacji międzykomórkowej nie da się wyjaśnić metod powstawania nawet najbardziej elementarnego procesu nerwowego. Im bardziej złożony jest układ nerwowy i im większa jest liczba składowych elementów neuronalnych mózgu, tym ważniejsze staje się znaczenie kontaktów synaptycznych.
Różne kontakty synaptyczne różnią się od siebie. Jednak przy całej różnorodności synaps istnieją pewne wspólne właściwości ich struktury i funkcji. Dlatego najpierw opisujemy ogólne zasady ich funkcjonowania.
Synapsa - jest złożoną formacją strukturalną składającą się z
błona presynaptyczna - błona elektrogenna na końcu aksonu, tworzy synapsę na komórce mięśniowej (najczęściej jest to końcowa gałąź aksonu)
błona postsynaptyczna - elektrogenna błona unerwionej komórki, na której powstaje synapsa (najczęściej jest to odcinek błony ciała lub dendryt innego neuronu)
szczelina synaptyczna - przestrzeń pomiędzy błoną presynaptyczną i postsynaptyczną, wypełniona płynem swoim składem przypominającym osocze krwi
Synapsy mogą znajdować się pomiędzy dwoma neuronami (interneuronalny) pomiędzy neuronem a włóknem mięśniowym (nerwowo-mięśniowy), między formacjami receptorów a procesami neuronów czuciowych (receptor-neuronalny), pomiędzy procesami neuronowymi a innymi komórkami ( gruczołowy).
Istnieje kilka klasyfikacji synaps.
1. Według lokalizacji:
1) synapsy centralne;
2) synapsy obwodowe.
Synapsy centralne znajdują się w ośrodkowym układzie nerwowym i znajdują się także w zwojach autonomicznego układu nerwowego.
Synapsy centralne– są to kontakty pomiędzy dwiema komórkami nerwowymi, przy czym kontakty te są niejednorodne i w zależności od struktury, na której pierwszy neuron tworzy synapsę z drugim neuronem, wyróżnia się:
a) aksosomatyczny, utworzony przez akson jednego neuronu i ciało innego neuronu;
b) aksodendrytyczny, utworzony przez akson jednego neuronu i dendryt drugiego;
c) aksonalny (akson pierwszego neuronu tworzy synapsę na aksonie drugiego neuronu);
d) dendrodentryt (dendryt pierwszego neuronu tworzy synapsę na dendrycie drugiego neuronu).
Istnieje kilka typów synapsy obwodowe:
a) mięśniowo-mięśniowy (nerwowo-mięśniowy), utworzony przez akson neuronu ruchowego i komórkę mięśniową;
b) neuroepitelialny, utworzony przez akson neuronu i komórkę wydzielniczą.
2. Klasyfikacja funkcjonalna synaps:
1) synapsy pobudzające;
2) synapsy hamujące.
synapsa pobudzająca- synapsa, w której pobudzona jest błona postsynaptyczna; powstaje w nim pobudzający potencjał postsynaptyczny, a pobudzenie docierające do synapsy rozprzestrzenia się dalej.
Synapsa hamująca- A. Synapsa, na błonie postsynaptycznej, z której powstaje hamujący potencjał postsynaptyczny, a pobudzenie docierające do synapsy nie rozprzestrzenia się dalej; B. pobudzającą synapsę aksonalną, powodującą hamowanie presynaptyczne.
3. Według mechanizmów transmisji pobudzenia w synapsach:
1) chemiczny;
2) elektryczne;
3) mieszane
Osobliwość synapsy chemiczne polega na tym, że przeniesienie wzbudzenia odbywa się za pomocą specjalnej grupy chemikaliów - mediatorzy. Jest bardziej wyspecjalizowana niż synapsa elektryczna.
Istnieje kilka typów synapsy chemiczne, w zależności od charakteru mediatora:
a) cholinergiczne.
b) adrenergiczny.
c) dopaminergiczny. Przekazują podniecenie za pomocą dopaminy;
d) histaminergiczny. Przekazują wzbudzenie za pomocą histaminy;
e) GABAergiczny. W nich wzbudzenie jest przenoszone za pomocą kwasu gamma-aminomasłowego, tj. Rozwija się proces hamowania.
Synapsa adrenergiczna - synapsa, której mediatorem jest noradrenalina. Przekazuje wzbudzenie za pomocą trzech katecholamin; Istnieją synapsy a1-, b1- i b2-adrenergiczne. Tworzą synapsy neuroorganiczne współczulnego układu nerwowego i synapsy ośrodkowego układu nerwowego. Pobudzenie synaps a-adrenoreaktywnych powoduje zwężenie naczyń i skurcz macicy; b1- synapsy adrenoreaktywne - zwiększona czynność serca; b2 - adrenoreaktywny - rozszerzenie oskrzeli.
Synapsa cholinergiczna - mediatorem w nim jest acetylocholina. Dzielą się na synapsy n-cholinergiczne i m-cholinergiczne.
W m-cholinergicznym W synapsie błona postsynaptyczna jest wrażliwa na muskarynę. Synapsy te tworzą synapsy neuroorganiczne układu przywspółczulnego i synapsy ośrodkowego układu nerwowego.
W n-cholinergicznym W synapsie błona postsynaptyczna jest wrażliwa na nikotynę. Ten typ synapsy tworzą synapsy nerwowo-mięśniowe somatycznego układu nerwowego, synapsy zwojowe, synapsy współczulnego i przywspółczulnego układu nerwowego oraz synapsy ośrodkowego układu nerwowego.
Synapsa elektryczna- w nim wzbudzenie z błony pre- do postsynaptycznej jest przekazywane elektrycznie, tj. następuje efaptyczna transmisja wzbudzenia - potencjał czynnościowy dociera do zakończenia presynaptycznego, a następnie rozprzestrzenia się kanałami międzykomórkowymi, powodując depolaryzację błony postsynaptycznej. W synapsie elektrycznej nie jest wytwarzany przekaźnik, szczelina synaptyczna jest niewielka (2–4 nm) i znajdują się w niej mostki białkowe – kanały o szerokości 1–2 nm, wzdłuż których poruszają się jony i małe cząsteczki. Przyczynia się to do niskiej oporności błony postsynaptycznej. Ten typ synaps jest znacznie mniej powszechny niż synapsy chemiczne i różni się od nich większą szybkością transmisji wzbudzenia, dużą niezawodnością i możliwością dwukierunkowego przewodzenia wzbudzenia.
Synapsy mają szereg właściwości fizjologicznych :
1) właściwość zastawkowa synaps, tj. zdolność do przenoszenia wzbudzenia tylko w jednym kierunku z błony presynaptycznej do postsynaptycznej;
2) właściwość opóźnienia synaptycznego, ze względu na fakt, że szybkość transmisji wzbudzenia maleje;
3) właściwość wzmacniająca(każdy kolejny impuls będzie realizowany z krótszym opóźnieniem postsynaptycznym). Dzieje się tak dlatego, że przekaźnik poprzedniego impulsu pozostaje na błonie presynaptycznej i postsynaptycznej;
4) niska labilność synaps(100–150 impulsów na sekundę).
Przekazywanie wzbudzenia w synapsie.
Mechanizm transmisji przez synapsy pozostawał przez długi czas niejasny, choć było oczywiste, że transmisja sygnału w obszarze synaptycznym różni się znacznie od procesu przewodzenia potencjału czynnościowego wzdłuż aksonu. Jednak na początku XX wieku postawiono hipotezę, że zachodzi także transmisja synaptyczna elektryczny Lub chemicznie. Elektryczna teoria transmisji synaptycznej w ośrodkowym układzie nerwowym była znana aż do wczesnych lat 50. XX wieku, ale znacznie straciła na popularności po wykazaniu w wielu przypadkach synapsy chemicznej. synapsy obwodowe. Na przykład, AV Kibiakow, Po przeprowadzeniu eksperymentu na zwoju nerwowym, a także zastosowaniu technologii mikroelektrod do wewnątrzkomórkowej rejestracji potencjału synaptycznego neuronów OUN, udało się wyciągnąć wniosek na temat chemicznej natury transmisji w synapsach międzyneuronalnych rdzenia kręgowego.
Badania mikroelektrod przeprowadzone w ostatnich latach wykazały, że w niektórych synapsach międzyneuronowych istnieje mechanizm transmisji elektrycznej. Obecnie stało się oczywiste, że istnieją synapsy posiadające zarówno mechanizm transmisji chemicznej, jak i elektryczną. Ponadto w niektórych strukturach synaptycznych współdziałają mechanizmy transmisji elektrycznej i chemicznej – są to tzw synapsy mieszane.
Jeśli synapsy elektryczne są charakterystyczne dla układu nerwowego bardziej prymitywnych zwierząt (nerwowy układ dyfuzyjny koelenteratów, niektóre synapsy raków i pierścienic, synapsy układu nerwowego ryb), chociaż znajdują się w mózgu ssaków. We wszystkich powyższych przypadkach impulsy przesyłane są poprzez depolaryzujące działanie prądu elektrycznego generowanego w elemencie presynaptycznym. Chciałbym również zauważyć, że w przypadku synaps elektrycznych przekazywanie impulsów możliwe jest zarówno w jednym, jak iw dwóch kierunkach. Również u niższych zwierząt kontakt pomiędzy presynaptyczny I postsynaptyczny element odbywa się przez tylko jedną synapsę - monosynaptyczna forma komunikacji, jednak w procesie filogenezy następuje przejście do polisynaptyczna forma komunikacji, to znaczy, gdy powyższy kontakt odbywa się poprzez większą liczbę synaps.
Jednak w tej pracy chciałbym bardziej szczegółowo zająć się synapsami z mechanizmem transmisji chemicznej, które stanowią większość aparatu synaptycznego ośrodkowego układu nerwowego wyższych zwierząt i ludzi. Zatem moim zdaniem synapsy chemiczne są szczególnie interesujące, ponieważ zapewniają bardzo złożone interakcje komórkowe, a także są powiązane z wieloma patologiczny procesy i zmienić ich właściwości pod wpływem niektórych leków.