Види синапсів, особливості їхньої будови. Механізм передачі збудження через синапс

Розглянемо будову синапсу з прикладу аксо- соматичного. Синапс складається з трьох частин: пресинаптичного закінчення, синаптичної щілини та пост-синаптичної мембрани (рис. 9).
Пресинаптичне закінчення (синаптична бляшка) є розширеною частиною терміналі аксона. Синаптична щілина - це простір між двома нейронами, що контактують. Діаметр синаптичної щілини становить 10 – 20 нм. Мембрана пресинаптичного закінчення, звернена до синаптичної щілини, називається пресинаптичною мембраною. Третя частина синапсу - постсинаптична мембрана, яка розташована навпроти пресинаптичної мембрани.
Пресинаптичне закінчення заповнене пухирцями (везикулами) та мітохондріями. У везикулах знаходяться біологічно активні речовини – медіатори. Медіатори синтезуються в сомі і мікротрубочками транспортуються в пресинаптичне закінчення. Найчастіше як медіатор виступають адреналін, норадреналін, ацетилхолін, серотонін, гамма-аміномасляна кислота (ГАМК), гліцин та інші. Зазвичай синапс містить один із медіаторів у більшій кількості порівняно з іншими медіаторами. За типом медіатора прийнято позначати синапси: адреноергічні, холінергічні, серотонінергічні та ін.
До складу постсинаптичної мембрани входять спеціальні білкові молекули - рецептори, які можуть приєднувати молекули медіаторів.
Синаптична щілина заповнена міжклітинною рідиною, в якій знаходяться ферменти, що сприяють руйнуванню медіаторів.
На одному постсинаптичному нейроні може бути до 20000 синапсів, частина яких є збудливими, а частина - гальмівними.
Крім хімічних синапсів, у яких за взаємодії нейронів беруть участь медіатори, у нервовій системі зустрічаються електричні синапси. В електричних синапс взаємодія двох нейронів здійснюється за допомогою біострумів. У цент-

ПД нервового волокна (ПД – потенціал дії)

яка мембрана рецептори

ральної нервової системи переважають хімічні синапси.
У деяких міжнейронних синапсах електрична та хімічна передача здійснюється одночасно – це змішаний тип синапсів.
Вплив збудливих та гальмівних синапсів на збудливість постсинаптичного нейрона підсумовується, і ефект залежить від місця розташування синапсу. Чим ближче синапси розташовані до аксонального пагорба, тим вони ефективніші. Навпаки, що далі розташовані синапси від аксонального горбка (наприклад, на закінчення дендритів), тим менш ефективні. Таким чином, синапси, розташовані на сомі та аксональному пагорбі, впливають на збудливість нейрона швидко та ефективно, а вплив віддалених синапсів повільно і плавно.

Ампмщ iipinl системи
Нейронні мережі
Завдяки синаптичним зв'язкам нейрони об'єднані у функціональні одиниці – нейронні мережі. Нейронні мережі можуть бути утворені нейронами, розташованими на невеликій відстані. Таку нейронну мережу називають локальною. Крім того, в мережу можуть бути об'єднані нейрони, віддалені один від одного, з різних галузей мозку. Найвищий рівень організації зв'язків нейронів відбиває з'єднання кількох областей центральної нервової системи. Таку нервову мережу називають шляхом або системою. Розрізняють низхідні та висхідні шляхи. По висхідних шляхах інформація передається від нижчих областей мозку до вищих (наприклад, від спинного мозку до кори півкуль великого мозку). Спадні шляхи пов'язують кору великих півкуль мозку зі спинним мозком.
Найскладніші мережі називаються розподільчими системами. Вони утворюються нейронами різних відділів мозку, управляючих поведінкою, у яких бере участь організм як єдине ціле.
Деякі нервові мережі забезпечують конвергенцію (сходження) імпульсів на обмежену кількість нейронів. Нервові мережі можуть бути побудовані також на кшталт дивергенції (розбіжність). Такі мережі зумовлюють передачу інформації на значні відстані. Крім того, нервові мережі забезпечують інтеграцію (підсумовування чи узагальнення) різноманітних інформації (рис. 10).

МІНОБРНАУКИ РОСІЇ

Федеральна державна бюджетна освітня установа вищої професійної освіти

«РОСІЙСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ГУМАНІТАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

ІНСТИТУТ ЕКОНОМІКИ, УПРАВЛІННЯ І ПРАВА

ФАКУЛЬТЕТ УПРАВЛІННЯ

Структура та функція синапсу. Класифікація синапсів. Хімічний синапс, медіатор

Підсумкова контрольна робота з психології розвитку

студента 2-го курсу дистанційної (заочної) форми навчання

Кундренко Катерини Вікторівни

Керівник

Усенка Ганна Борисівна

Кандидат психологічних наук, доцент

Москва 2014

Ведення. Фізіологія нейрона та його будова. Структура та функції синапсу. Хімічний синапс. Виділення медіатора. Хімічні медіатори та їх види

Висновок

синапс медіатор нейрон

Вступ

За узгоджену діяльність різних органів прокуратури та систем, і навіть за регуляцію функцій організму відповідає нервова система. Вона здійснює також зв'язок організму із зовнішнім середовищем, завдяки чому ми відчуваємо різні зміни у навколишньому середовищі та реагуємо на них. Основні функції нервової системи - отримання, зберігання та переробка інформації із зовнішнього та внутрішнього середовища, регулювання та координація діяльності всіх органів та органних систем.

У людини, як і у всіх ссавців, нервова система включає три основні компоненти: 1) нервові клітини (нейрони); 2) пов'язані з ними клітини глії, зокрема клітини нейроглії, а також клітини, що утворюють неврилему; 3) сполучна тканина. Нейрони забезпечують проведення нервових імпульсів; нейроглія виконує опорні, захисні та трофічні функції як у головному, так і в спинному мозку, а неврилема, що складається переважно зі спеціалізованих, т.зв. шванновських клітин, бере участь у освіті оболонок волокон периферичних нервів; сполучна тканина підтримує і пов'язує до різних частин нервової системи.

Передача нервових імпульсів від одного нейрона до іншого здійснюється за допомогою синапсу. Синапс (synapse, від грец. synapsys – зв'язок): спеціалізовані міжклітинні контакти, за допомогою яких клітини нервової системи (нейрони) передають один одному або не нейрональним клітинам сигнал (нервовий імпульс). Інформація у вигляді потенціалів дії надходить від першої клітини, званої пресинаптичної, до другої, званої постсинаптичної. Як правило, під синапсом розуміють хімічний синапс, в якому сигнали передаються за допомогою нейротрансмітерів.

I. Фізіологія нейрона та його будова

Структурною та функціональною одиницею нервової системи є нервова клітина – нейрон.

Нейрони – спеціалізовані клітини, здатні приймати, обробляти, кодувати, передавати та зберігати інформацію, організовувати реакції на подразнення, встановлювати контакти з іншими нейронами, клітинами органів. Унікальними особливостями нейрона є здатність генерувати електричні розряди та передавати інформацію за допомогою спеціалізованих закінчень – синапсів.

Виконанню функцій нейрона сприяє синтез у його аксоплазмі речовин-передавачів - нейромедіаторів (нейротрансмітери): ацетилхоліну, катехоламінів та ін. Розміри нейронів коливаються від 6 до 120 мкм.

Число нейронів мозку людини наближається до 1011 року. На одному нейроні може бути до 10 000 синапсів. Якщо ці елементи вважати осередками зберігання інформації, можна дійти висновку, що нервова система може зберігати 1019 од. інформації, тобто. здатна вмістити практично всі знання, накопичені людством. Тому цілком обґрунтованим є уявлення, що людський мозок протягом життя запам'ятовує все, що відбувається в організмі та при його спілкуванні із середовищем. Однак мозок не може витягувати з пам'яті всю інформацію, яка зберігається в ньому.

p align="justify"> Для різних структур мозку характерні певні типи нейронної організації. Нейрони, що організують єдину функцію, утворюють звані групи, популяції, ансамблі, колонки, ядра. У корі великого мозку, мозочка нейрони формують шари клітин. Кожен шар має власну специфічну функцію.

Клітинні скупчення утворюють сіру речовину мозку. Між ядрами, групами клітин та між окремими клітинами проходять мієлінізовані або немієлінізовані волокна: аксони та дендрити.

Одне нервове волокно з структур мозку в корі розгалужується на нейрони, що займають об'єм 0,1 мм3, тобто одне нервове волокно може порушити до 5000 нейронів. У постнатальном розвитку відбуваються певні зміни у щільності розташування нейронів, їх обсягу, розгалуження дендритів.

Будова нейрона.

Функціонально в нейроні виділяють такі частини: сприймаючу - дендрити, мембрана соми нейрона; інтегративну – сома з аксонним горбком; передавальну - аксонний горбок з аксоном.

Тіло нейрона (сома), крім інформаційної, виконує трофічну функцію щодо своїх відростків та їх синапсів. Перерізка аксона або дендриту веде до загибелі відростків, що лежать дистальніше перерізання, а отже, і синапсів цих відростків. Сома забезпечує також зростання дендритів та аксона.

Сома нейрона поміщена в багатошарову мембрану, що забезпечує формування та розповсюдження електротонічного потенціалу до аксонного горбка.

Нейрони здатні виконувати свою інформаційну функцію в основному завдяки тому, що їхня мембрана має особливі властивості. Мембрана нейрона має товщину 6 нм і складається з двох шарів ліпідних молекул, які своїми гідрофільними кінцями звернені у бік водної фази: один шар молекул звернений усередину, інший - назовні клітини. Гідрофобні кінці повернуті один до одного – всередину мембрани. Білки мембрани вбудовані в подвійний ліпідний шар і виконують кілька функцій: білки-насоси забезпечують переміщення іонів і молекул проти градієнта концентрації в клітині; білки, вбудовані в канали, забезпечують вибіркову проникність мембрани; рецепторні білки розпізнають необхідні молекули та фіксують їх на мембрані; ферменти, розташовуючись на мембрані, полегшують перебіг хімічних реакцій лежить на поверхні нейрона. У ряді випадків той самий білок може бути і рецептором, і ферментом, і «насосом».

Рибосоми розташовуються, як правило, поблизу ядра та здійснюють синтез білка на матрицях тРНК. Рибосоми нейронів вступають у контакт з ендоплазматичною мережею пластинчастого комплексу та утворюють базофільну речовину.

Базофільна речовина (речовина Ніссля, тигроїдна речовина, тигроїд) - трубчаста структура, вкрита дрібними зернами, містить РНК і бере участь у синтезі білкових компонентів клітини. Тривале збудження нейрона призводить до зникнення у клітині базофільного речовини, отже, і припинення синтезу специфічного білка. У новонароджених нейрони лобової частки кори великого мозку немає базофільного речовини. У той самий час у структурах, які забезпечують життєво важливі рефлекси - спинному мозку, стовбурі мозку, нейрони містять дуже багато базофільного речовини. Воно аксоплазматичним струмом із соми клітини переміщається в аксон.

Пластинчастий комплекс (апарат Гольджі) – органела нейрона, що оточує ядро у вигляді мережі. Пластинчастий комплекс бере участь у синтезі нейросекреторних та інших біологічно активних сполук клітини.

Лізосоми та їх ферменти забезпечують у нейроні гідроліз низки речовин.

Пігменти нейронів - меланін і ліпофусцин знаходяться в нейронах чорної речовини середнього мозку, в ядрах блукаючого нерва, клітинах симпатичної системи.

Мітохондрії - органели, які забезпечують енергетичні потреби нейрону. Вони відіграють важливу роль у клітинному диханні. Їх найбільше у найактивніших частин нейрона: аксонного горбка, у сфері синапсів. При активній діяльності нейрона кількість мітохондрій зростає.

Нейротрубочки пронизують сому нейрона та беруть участь у зберіганні та передачі інформації.

Ядро нейрона оточене пористою двошаровою мембраною. Через пори відбувається обмін між нуклеоплазмою та цитоплазмою. При активації нейрона ядро за рахунок випинання збільшує свою поверхню, що посилює ядерно-плазматичні відносини, що стимулюють функції нервової клітини. Ядро нейрона містить генетичний матеріал. Генетичний апарат забезпечує диференціювання, кінцеву форму клітини, а також типові для цієї клітини зв'язки. Іншою суттєвою функцією ядра є регуляція синтезу білка нейрона протягом усього його життя.

Ядро містить велику кількість РНК, покрито тонким шаром ДНК.

Існує певна залежність між розвитком в онтогенезі ядерця та базофільної речовини та формуванням первинних поведінкових реакцій у людини. Це пов'язано з тим, що активність нейронів, встановлення контактів коїться з іншими нейронами залежить від накопичення у яких базофільного речовини.

Дендрити – основне сприймаюче поле нейрона. Мембрана дендриту та синаптичної частини тіла клітини здатна реагувати на медіатори, що виділяються аксонними закінченнями зміною електричного потенціалу.

Зазвичай нейрон має кілька розгалужених дендритів. Необхідність такого розгалуження обумовлена тим, що нейрон як інформаційна структура повинен мати велику кількість входів. Інформація щодо нього надходить з інших нейронів через спеціалізовані контакти, звані шипики.

«Шипики» мають складну структуру та забезпечують сприйняття сигналів нейроном. Чим складніше функція нервової системи, що більше різних аналізаторів посилають інформацію до цієї структурі, то більше вписувалося «шипиків» на дендритах нейронів. Максимальна їх кількість міститься на пірамідних нейронах рухової зони кори великого мозку і досягає декількох тисяч. Вони займають до 43% поверхні мембрани соми та дендритів. За рахунок «шипиків» сприймаюча поверхня нейрона значно зростає і може досягати, наприклад, у клітин Пуркіньє, 250 000 мкм.

Нагадаємо, що рухові пірамідні нейрони отримують інформацію практично від усіх сенсорних систем, ряду підкіркових утворень, асоціативних систем мозку. Якщо цей «шипик» чи група «шипиків» тривалий час перестає отримувати інформацію, ці «шипики» зникають.

Аксон є виростом цитоплазми, пристосований для проведення інформації, зібраної дендритами, переробленої в нейроні і переданої аксону через аксонний горбок - місце виходу аксона з нейрона. Аксон цієї клітини має постійний діаметр, здебільшого одягнений у мієлінову оболонку, утворену з глії. Аксон має розгалужені закінчення. У закінченнях знаходяться мітохондрії та секреторні утворення.

Типи нейронів.

Будова нейронів значною мірою відповідає їхньому функціональному призначенню. За будовою нейрони ділять на три типи: уніполярні, біполярні та мультиполярні.

Уніполярні нейрони знаходяться тільки в мезенцефалічному ядрі трійчастого нерва. Ці нейрони забезпечують пропріоцептивну чутливість жувальних м'язів.

Інші уніполярні нейрони називають псевдоуніполярними, насправді вони мають два відростки (один іде з периферії від рецепторів, інший – до структур центральної нервової системи). Обидва відростки зливаються поблизу тіла клітини в єдиний відросток. Всі ці клітини розташовуються в сенсорних вузлах: спинальному, трійчастому і т. д. Вони забезпечують сприйняття больової, температурної, тактильної, пропріоцептивної, бароцептивної, вібраційної сигналізації.

Біполярні нейрони мають один аксон та один дендрит. Нейрони цього зустрічаються переважно у периферичних частинах зорової, слуховий і нюхової систем. Біполярні нейрони дендрит пов'язані з рецептором, аксоном - з нейроном наступного рівня організації відповідної сенсорної системи.

Мультиполярні нейрони мають кілька дендритів та один аксон. В даний час налічують до 60 різних варіантів будови мультиполярних нейронів, проте всі вони представляють різновиди веретеноподібних, зірчастих, корзинчастих та пірамідних клітин.

Обмін речовин у нейроні.

Необхідні поживні речовини та солі доставляють у нервову клітину у вигляді водних розчинів. Продукти метаболізму також видаляються з нейрона як водних розчинів.

Білки нейронів служать для пластичних та інформаційних цілей. У ядрі нейрона міститься ДНК, у цитоплазмі переважає РНК. РНК зосереджена переважно у базофільній речовині. Інтенсивність обміну білків у ядрі вища, ніж у цитоплазмі. Швидкість оновлення білків у філогенетично новіших структурах нервової системи вище, ніж у старіших. Найбільша швидкість обміну білків у сірій речовині кори великого мозку. Менше – у мозочку, найменша – у спинному мозку.

Ліпіди нейронів служать енергетичним та пластичним матеріалом. Присутність у мієліновій оболонці ліпідів обумовлює їх високий електричний опір, що досягає у деяких нейронів 1000 Ом/см2 поверхні. Обмін ліпідів у нервовій клітині відбувається повільно; збудження нейрона призводить до зменшення кількості ліпідів. Зазвичай після тривалої розумової роботи при стомленні кількість фосфоліпідів у клітині зменшується.

Вуглеводи нейронів є основним джерелом енергії для них. Глюкоза, надходячи в нервову клітину, перетворюється на глікоген, який за необхідності під впливом ферментів самої клітини перетворюється знову на глюкозу. Внаслідок того, що запаси глікогену при роботі нейрона не забезпечують повністю його енергетичні витрати, джерелом енергії для нервової клітини є глюкоза крові.

Глюкоза розщеплюється в нейроні аеробним та анаеробним шляхом. Розщеплення йде переважно аеробним шляхом, цим пояснюється висока чутливість нервових клітин до нестачі кисню. Збільшення крові адреналіну, активна діяльність організму призводять до збільшення споживання вуглеводів. При наркозі споживання вуглеводів знижується.

У нервовій тканині містяться солі калію, натрію, кальцію, магнію та ін. Серед катіонів переважають К+, Na+, Mg2+, Са2+; з аніонів - Сl-, НСОз-. Крім того, у нейроні є різні мікроелементи (наприклад, мідь та марганець). Завдяки високій біологічній активності вони активують ферменти. Кількість мікроелементів у нейроні залежить від його функціонального стану. Так, при рефлекторному чи кофеїновому збудженні вміст міді, марганцю в нейроні різко знижується.

Обмін енергії в нейроні у стані спокою та збудження різний. Про це свідчить значення дихального коефіцієнта у клітині. У стані спокою він дорівнює 0,8, а при збудженні – 1,0. При збудженні споживання кисню збільшується на 100%. Після збудження кількість нуклеїнових кислот у цитоплазмі нейронів іноді зменшується у 5 разів.

Власні енергетичні процеси нейрона (його соми) тісно пов'язані з трофічними впливами нейронів, що позначається насамперед аксонах і дендритах. У той самий час нервові закінчення аксонів надають трофічні впливу м'яз чи клітини інших органів. Так, порушення іннервації м'яза призводить до її атрофії, посилення розпаду білків, загибелі м'язових волокон.

Класифікація нейронів.

Існує класифікація нейронів, що враховує хімічну структуру речовин, що виділяються в закінченнях їх аксонів: холінергічні, пептидергічні, норадреналінергічні, дофамінергічні, серотонінергічні та ін.

За чутливістю до дії подразників нейрони ділять на моно-, бі-, полісенсорні.

Моносенсорні нейрони. Розташовуються частіше у первинних проекційних зонах кори і реагують лише з сигнали своєї сенсорності. Наприклад, значна частина нейронів первинної зони зорової області кори великого мозку реагує лише на світлове подразнення сітківки ока.

Моносенсорні нейрони поділяють функціонально з їхньої чутливості до різних якостей одного подразника. Так, окремі нейрони слухової зони кори великого мозку можуть реагувати на пред'явлення тону 1000 Гц та не реагувати на тони іншої частоти. Вони називаються мономодальними. Нейрони, що реагують на два різні тони, називаються бімодальними, на три і більше – полімодальними.

Бісенсорні нейрони. Найчастіше розташовуються у вторинних зонах кори будь-якого аналізатора та можуть реагувати на сигнали як своєї, так і іншої сенсорності. Наприклад, нейрони вторинної зони зорової області кори великого мозку реагують на зорові та слухові подразнення.

Полісенсорні нейрони. Це найчастіше нейрони асоціативних зон мозку; вони здатні реагувати на подразнення слухової, зорової, шкірної та інших рецептивних систем.

Нервові клітини різних відділів нервової системи можуть бути активними поза впливом – фонові, або фоновоактивні (рис. 2.16). Інші нейрони проявляють імпульсну активність тільки у відповідь на якесь подразнення.

Фоновоактивні нейрони поділяються на гальмівні - що уріджують частоту розрядів і збудливі - частіші частоту розрядів у відповідь якесь подразнення. Фоновоактивні нейрони можуть генерувати імпульси безперервно з деяким уповільненням або збільшенням частоти розрядів – це перший тип активності – безперервно-аритмічний. Такі нейрони забезпечують тонус нервових центрів. Фоновоактивні нейрони мають велике значення у підтримці рівня збудження кори та інших структур мозку. Число фоновоактивних нейронів збільшується у стані неспання.

Нейрони другого типу видають групу імпульсів з коротким міжімпульсним інтервалом, після цього настає період мовчання і знову виникає група або пачка імпульсів. Цей тип активності називається пачечним. Значення пачечного типу активності полягає у створенні умов проведення сигналів при зниженні функціональних можливостей провідних чи сприймаючих структур мозку. Міжімпульсні інтервали в пачці дорівнюють приблизно 1-3 мс, між пачками цей інтервал становить 15-120 мс.

Третя форма фонової активності – групова. Груповий тип активності характеризується аперіодичним появою у фоні групи імпульсів (міжімпульсні інтервали становлять від 3 до 30 мс), що змінюються періодом мовчання.

Функціонально нейрони можна розділити на три типи: аферентні, інтернейрони (вставочні), еферентні. Перші виконують функцію отримання та передачі у вищележачі структури ЦНС, другі - забезпечують взаємодію між нейронами ЦНС, треті - передають інформацію у нижчележачі структури ЦНС, в нервові вузли, що лежать поза ЦНС, й у органи організму.

Функції аферентних нейронів тісно пов'язані з функціями рецепторів.

Структура та функції синапсу

Синапсами називають контакти, які встановлюють нейрони як самостійні освіти. Синапс є складною структурою і складається з пресинаптичної частини (закінчення аксона, що передає сигнал), синаптичної щілини і постсинаптичної частини (структура сприймає клітини).

Класифікація синапсів. Синапси класифікуються за місцезнаходженням, характером дії, способом передачі сигналу.

За місцем розташування виділяють нервово-м'язові синапси та нейро-нейрональні, останні у свою чергу діляться на аксо-соматичні, аксо-аксональні, аксодендритичні, дендро-соматичні.

За характером на сприймаючу структуру синапси може бути збуджуючими і гальмуючими.

За способом передачі сигналу синапси діляться електричні, хімічні, змішані.

Характер взаємодії нейронів. Визначається способом цієї взаємодії: дистантна, суміжна, контактна.

Дистантна взаємодія може бути забезпечена двома нейронами, розташованими у різних структурах організму. Наприклад, у клітинах низки структур мозку утворюються нейрогормони, нейропептиди, здатні впливати гуморально на нейрони інших відділів.

Сумежна взаємодія нейронів здійснюється у разі, коли мембрани нейронів розділені лише міжклітинним простором. Зазвичай така взаємодія є там, де між мембранами нейронів немає глиальных клітин. Така суміжність характерна для аксонів нюхового нерва, паралельних волокон мозочка і т. д. Вважають, що суміжна взаємодія забезпечує участь сусідніх нейронів у виконанні єдиної функції. Це відбувається зокрема тому, що метаболіти, продукти активності нейрона, потрапляючи в міжклітинний простір, впливають на сусідні нейрони. Сумежна взаємодія може часом забезпечувати передачу електричної інформації від нейрона до нейрона.

Контактна взаємодія зумовлена специфічними контактами мембран нейронів, які утворюють так звані електричні та хімічні синапси.

Електричні синапси. Морфологічно є злиття, або зближення, ділянок мембран. У разі синаптична щілина не суцільна, а переривається містками повного контакту. Ці містки утворюють комірчасту структуру синапсу, що повторюється, причому осередки обмежені ділянками зближених мембран, відстань між якими в синапсах ссавців 0,15-0,20 нм. У ділянках злиття мембран перебувають канали, якими клітини можуть обмінюватися деякими продуктами. Крім описаних комірчастих синапсів, серед електричних синапсів розрізняють інші - у формі суцільної щілини; площа кожного їх досягає 1000 мкм, як, наприклад, між нейронами війкового ганглія.

Електричні синапси мають одностороннє проведення збудження. Це легко довести при реєстрації електричного потенціалу на синапсі: при подразненні аферентних шляхів мембрана синапсу деполяризується, а при подразненні еферентних волокон - гіперполяризується. Виявилося, що синапси нейронів з однаковою функцією мають двостороннє проведення збудження (наприклад, синапс між двома чутливими клітинами), а синапс між різнофункціональними нейронами (сенсорні і моторні) мають одностороннє проведення. Функції електричних синапсів полягають насамперед у забезпеченні термінових реакцій організму. Цим, мабуть, пояснюється розташування їх у тварин у структурах, які забезпечують реакцію втечі, порятунку від небезпеки тощо.

Електричний синапс порівняно мало втомлюємо, стійкий до змін зовнішнього та внутрішнього середовища. Мабуть, ці якості поряд із швидкодією забезпечують високу надійність його роботи.

Хімічні синапси. Структурно представлені пресинаптичною частиною, синаптичною щілиною та постсинаптичною частиною. Пресинаптична частина хімічного синапсу утворюється розширенням аксона на його ходу чи закінчення. У пресинаптичній частині є агранулярні та гранулярні бульбашки (рис.1). Пухирці (кванти) містять медіатор. У пресинаптичному розширенні знаходяться мітохондрії, що забезпечують синтез медіатора, гранули глікогену та ін. При багаторазовому подразненні пресинаптичного закінчення запаси медіатора в синаптичних пухирцях виснажуються. Вважають, що дрібні гранулярні бульбашки містять норадреналін, великі інші катехоламіни. Агранулярні бульбашки містять ацетилхолін. Медіаторами збудження можуть бути похідні глутамінової та аспарагінової кислот.

Мал. 1. Схема процесу передачі нервового сигналу у хімічному синапсі.

Хімічний синапс

Істота механізму передачі електричного імпульсу від однієї нервової клітини в іншу через хімічний синапс полягає в наступному. Електричний сигнал, що йде відростком нейрона однієї клітини, приходить в пресинаптичну область і викликає вихід з неї в синаптичну щілину певної хімічної сполуки - посередника або медіатора. Медіатор, дифузуючи по синаптичній щілині, досягає постсинаптичної області і хімічно зв'язується з молекулою, що знаходиться там, званою рецептором. Внаслідок цього зв'язування запускається ряд фізико-хімічних перетворень у постсинаптичній зоні, внаслідок чого в її області виникає імпульс електричного струму, що поширюється далі до другої клітини.

Область пресинапсу характеризується кількома важливими морфологічними утвореннями, які грають основну роль його роботі. У цій галузі знаходяться специфічні гранули - везикули, що містять ту чи іншу хімічну сполуку, названу в загальному випадку медіатором. Цей термін має чисто функціональний зміст, як, наприклад, і термін — гормон. Одну і ту ж речовину можна віднести або до медіаторів, або до гормонів. Наприклад, норадреналін необхідно називати медіатором, якщо він виділяється з візикул пресинапсу; якщо ж норадреналін виділяється у кров наднирковими залозами, то в цьому випадку він називається гормон.

Крім того, в зоні пресинапсу знаходяться мітохондрії, що містять іони кальцію, та специфічні структури мембрани – іонні канали. Включення роботи пресинапсу починається в той момент, коли в цю область надходить електричний імпульс від клітини. Цей імпульс призводить до того, що всередину пресинапсу іонними каналами входить у великій кількості кальцій. Крім того, у відповідь на електричний імпульс іони кальцію виходять із мітохондрій. Обидва ці процеси призводять до збільшення концентрації кальцію в пресинапсі. Поява надлишкового кальцію призводить до з'єднання мембрани пресинапсу з мембраною візикул, і останні починають підтягуватися до пресинаптичної мембрани, в результаті викидаючи вміст у синаптичну щілину.

Основною структурою постсинаптичної області є мембрана ділянки другої клітини, що контактує із пресинапсом. Ця мембрана містить генетично детерміновану макромолекулу – рецептор, яка вибірково зв'язується з – медіатором. Ця молекула містить дві ділянки. Перша ділянка відповідальна за впізнавання "свого" медіатора, друга ділянка відповідальна за фізико-хімічні зміни в мембрані, що призводять до виникнення електричного потенціалу.

Включення роботи постсинапсу починається у той час, як у цю область приходить молекула медіатора. Центр впізнавання «пізнає» свою молекулу і пов'язується з нею певним типом хімічного зв'язку, який можна наочно у вигляді взаємодії замку зі своїм ключем. Ця взаємодія включає роботу другої ділянки молекули і її робота призводить до виникнення електричного імпульсу.

Особливості проведення сигналу через хімічний синапс визначаються особливостями його структури. По-перше, електричний сигнал від однієї клітини передається в іншу за допомогою хімічного посередника - медіатора. По-друге, електричний сигнал передається лише одному напрямку, що визначається особливостями будови синапсу. По-третє, існує невелика затримка у проведенні сигналу, час якої визначається часом дифузії медіатора синаптичної щілини. По-четверте, проведення через хімічний синапс можна блокувати у різний спосіб.

Робота хімічного синапсу регулюється як у рівні пресинапсу, і лише на рівні постсинапса. У стандартному режимі роботи з пресинапсу після надходження електричного сигналу туди викидається медіатор, який зв'язується з рецептором постсинапсу і викликає виникнення нового електричного сигналу. До надходження до пресинапсу нового сигналу кількість медіатора встигає відновитися. Однак, якщо сигнали від нервової клітини йдуть занадто часто або тривалий час, кількість медіатора там виснажується та синапс перестає працювати.

Разом з тим, синапс можна «привчити» до передачі дуже частих сигналів протягом тривалого часу. Цей механізм дуже важливий розуміння механізмів пам'яті. Показано, що у везикулах, крім речовини, що грає роль медіатора, знаходяться й інші речовини білкової природи, а на мембрані пресинапсу та постсинапсу знаходяться специфічні рецептори, що їх впізнають. Ці рецептори до пептидів принципово відрізняються від рецепторів до медіаторів тим, що взаємодія з ними не викликає потенціалів, а запускає біохімічні синтетичні реакції.

Таким чином, після приходу імпульсу пресинапс разом з медіаторами викидаються і регуляторні пептиди. Частина їх взаємодіє з пептидними рецепторами на пресинаптичної мембрані, і це взаємодія включає механізм синтезу медіатора. Отже, чим частіше викидається медіатор та регуляторні пептиди, тим інтенсивніше проходитиме синтез медіатора. Інша частина регуляторних пептидів разом із медіатором досягає постсинапсу. Медіатор зв'язується зі своїм рецептором, а регуляторні пептиди зі своїм, і ця остання взаємодія запускає процеси синтезу рецепторних молекул до медіатора. В результаті подібного процесу рецепторне поле, чутливе до медіатора, збільшується для того, щоб всі без залишку молекули медіатора зв'язалися зі своїми рецепторними молекулами. В цілому цей процес призводить до так званого полегшення проведення через хімічний синапс.

Виділення медіатора

Фактор, що виконує медіаторну функцію, виробляється в тілі нейрона, і транспортується звідти в закінчення аксона. Медіатор, що міститься в пресинаптських закінченнях, повинен виділитися в синоптичну щілину, щоб впливати на рецептори постсинаптичної мембрани, забезпечуючи транссинаптичну передачу сигналів. Як медіатор можуть виступати такі речовини, як ацетилхолін, катехоламінова група, серотонін, нейропіптиди та багато інших, їх загальні властивості будуть описані нижче.

Ще до того, як було з'ясовано багато суттєвих особливостей процесу вивільнення медіатора, було встановлено, що пресинаптичні закінчення можуть змінювати стан спонтанної секреторної активності. Невеликі порції медіатора, що постійно виділяються, викликають у постсинаптичній клітині так звані спонтанні, мініатюрні постсинаптичні потенціали. Це було встановлено в 1950 році англійськими вченими Феттом і Катцом, які, вивчаючи роботу нервово-м'язового синапсу жаби, виявили, що без будь-якої дії на нерв у м'язі в області постсинаптичної мембрани самі по собі через випадкові проміжки часу виникають невеликі коливання потенціалу, амплітудою 0,5мВ.

Відкриття, не пов'язаного з приходом нервового імпульсу, виділення медіатора допомогло встановити квантовий характер його вивільнення, тобто вийшло, що в хімічному синапсі медіатор виділяється і у спокої, але зрідка і невеликими порціями. Дискретність виявляється у тому, що медіатор виходить із закінчення не дифузно, над вигляді окремих молекул, а формі многомолекулярных порцій (чи квантів), у кожному у тому числі міститься кілька.

Відбувається це так: в аксоплазмі закінчень нейрона в безпосередній близькості до пресинаптичної мембрани при розгляді під електронним мікроскопом було виявлено безліч бульбашок або везикул, кожна з яких містить один квант медіатора. Струми дії, що викликаються пресинаптичними імпульсами, не мають помітного впливу на постсинаптичну мембрану, але призводять до руйнування оболонки бульбашок з медіатором. Цей процес (екзоцитоз) полягає в тому, що пляшечка, підійшовши до внутрішньої поверхні мембрани пресинаптичного закінчення за наявності кальцію (Са2+), зливається з пресинаптичною мембраною, в результаті чого і відбувається випорожнення бульбашки в синоптичну щілину. Після руйнування бульбашки навколишня мембрана включається в мембрану пресинаптичного закінчення, збільшуючи його поверхню. Надалі, в результаті процесу ендомітозу, невеликі ділянки пресинаптичної мембрани вп'ячуються всередину, знову утворюючи бульбашки, які згодом знову здатні включати медіатор і вступати в цикл його вивільнення.

V. Хімічні медіатори та їх види

У центральній нервовій системі медіаторну функцію виконує велика група різнорідних хімічних речовин. Список хімічних медіаторів, що знову відкриваються, неухильно поповнюється. За останніми даними їх налічується близько 30. Хотілося б також відзначити, що згідно з принципом Дейла, кожен нейрон у всіх синоптичних закінченнях виділяє один і той же медіатор. Виходячи з цього принципу, прийнято позначати нейрони на кшталт медіатора, який виділяють їх закінчення. Таким чином, наприклад, нейрони, що звільняють ацетилхолін, називають холінергічними, серотонін - серотонінергічні. Такий принцип можна використовувати для позначення різних хімічних синапсів. Розглянемо деякі з найвідоміших хімічних медіаторів:

Ацетилхолін. Один із перших виявлених медіаторів (був відомий також як «речовина блукаючого нерва» через свою дію на серці).

Особливістю ацетилхоліну як медіатора є швидке його руйнування після вивільнення з пресинаптичних закінчень за допомогою ферменту ацетилхолінестерази. Ацетилхолін виконує функцію медіатора в синапсах, що утворюються зворотними колатералями аксонів рухових нейронів спинного мозку на вставних клітинах Реншоу, які в свою чергу за допомогою іншого медіатора гальмують на мотонейрони.

Холінергічними є також нейрони спинного мозку, що іннервують хромафінні клітини та прегангліонарні нейрони, що іннервують нервові клітини інтрамуральних та екстрамуральних гангліїв. Вважають, що холінергічні нейрони є у складі ретикулярної формації середнього мозку, мозочка, базальних гангліях та корі.

Катехоламіни. Це три споріднених у хімічному відношенні речовини. До них відносяться: дофамін, норадреналін та адреналін, які є похідними тирозину та виконують медіаторну функцію не тільки в периферичних, а й у центральних синапсах. Дофамінергічні нейрони знаходяться у ссавців головним чином у межах середнього мозку. Особливо важливу роль дофамін грає у смугастому тілі, де виявляються особливо великі кількості цього медіатора. Крім того, дофамінергічні нейрони є в гіпоталамусі. Норадренергічні нейрони містяться також у складі середнього мозку, мосту та довгастого мозку. Аксони норадренергічних нейронів утворюють висхідні шляхи, що прямують до гіпоталамусу, таламусу, лімбічних відділів кори і мозочка. Східні волокна норадренергічних нейронів іннервують нервові клітини спинного мозку.

Катехоламіни чинять як збуджуючу, так і гальмуючу дію на нейрони ЦНС.

Серотонін. Подібно до катехоламінів, відноситься до групи моноамінів, тобто синтезується з амінокислоти триптофану. У ссавців серотонінергічних нейрони локалізуються головним чином стовбурі мозку. Вони входять до складу дорсального та медіального шва, ядер довгастого мозку, мосту та середнього мозку. Серотонінергічні нейрони поширюють вплив на нову кору, гіпокамп, бліду кулю, мигдалину, підбугрову область, стовбурові структури, кору мозочка, спинний мозок. Серотонін відіграє важливу роль у низхідному контролі активності спинного мозку та в гіпоталамічному контролі температури тіла. У свою чергу, порушення серотонінового обміну, що виникають при дії ряду фармакологічних препаратів, можуть викликати галюцинації. Порушення функцій серотонінергічних синапсів спостерігаються при шизофренії та інших психічних розладах. Серотонін може викликати збуджуючу та гальмуючу дію залежно від властивостей рецепторів постсинаптичної мембрани.

Нейтральні амінокислоти. Це дві основні дикарбоксильні кислоти L-глутамат та L-аспартат, які знаходяться у великій кількості в ЦНС та можуть виконувати функцію медіаторів. L-глютамінова кислота, входить до складу багатьох білків та пептидів. Вона погано проходить через гематоенцефалічний бар'єр і тому не надходить у мозок із крові, утворюючись головним чином із глюкози у самій нервовій тканині. У ЦНС ссавців глутамат виявляється у високих концентраціях. Вважають, що його функція головним чином пов'язана із синоптичною передачею збудження.

Поліпептиди. Останніми роками показано, що у синапсах ЦНС медіаторну функцію можуть виконувати деякі поліпептиди. До таких поліпептидів відносяться речовини-Р, гіпоталамічні нейрогормони, енкефаліни та ін Під речовиною-Р мається на увазі група агентів, вперше екстрагованих з кишечника. Ці поліпептиди виявляються у багатьох частинах ЦНС. Особливо велика їх концентрація у сфері чорної речовини. Наявність речовини-Р у задніх корінцях спинного мозку дозволяє припускати, що вона може бути медіатором у синапсах, що утворюються центральними закінченнями аксонів деяких первинних аферентних нейронів. Речовина-Р має збуджуючу дію на певні нейрони спинного мозку. Медіаторну роль інших нейропептидів з'ясовано ще менше.

Висновок

В основі сучасного уявлення про структуру та функції ЦНС лежить нейронна теорія, яка є окремим випадком клітинної теорії. Однак якщо клітинна теорія була сформульована ще в першій половині XIX століття, то нейронна теорія, що розглядає мозок як результат функціонального поєднання окремих клітинних елементів - нейронів, здобула визнання лише на рубежі нинішнього століття. Велику роль у визнанні нейронної теорії відіграли дослідження іспанського нейрогістологи Р. Кахала та англійського фізіолога Ч. Шеррінгтона. Остаточні докази повної структурної відокремленості нервових клітин були отримані за допомогою електронного мікроскопа, висока роздільна здатність якого дозволила встановити, що кожна нервова клітина по всьому своєму оточена прикордонною мембраною, і що між мембранами різних нейронів є вільні простори. Наша нервова система побудована з двох типів клітин – нервових та гліальних. Причому кількість гліальних клітин у 8-9 разів перевищує кількість нервових. Число нервових елементів, будучи дуже обмеженим, у примітивних організмів, у процесі еволюційного розвитку нервової системи сягає багатьох мільярдів у приматів та людини. При цьому кількість синаптичних контактів між нейронами наближається до астрономічної цифри. Складність організації ЦНС проявляється також у тому, що структура та функції нейронів різних відділів головного мозку значно варіюють. Однак необхідною умовою аналізу діяльності мозку є виділення фундаментальних принципів, що лежать в основі функціонування нейронів та синапсів. Адже саме ці сполуки нейронів забезпечують все різноманіття процесів, пов'язаних із передачею та обробкою інформації.

Можна собі тільки уявити, що станеться, якщо в цьому найскладнішому процесі обміну відбудеться збій ... що буде з нами. Так можна говорити про будь-яку структуру організму, вона може бути головною, але без неї діяльність всього організму буде не зовсім вірною і повною. Все одно, що в годиннику. Якщо відсутня одна, навіть найменша деталь у механізмі, годинник вже не працюватиме абсолютно точно. І незабаром годинник зламається. Так само і наш організм, при порушенні однієї із систем, поступово веде до збою всього організму, а згодом до загибелі цього організму. Так що в наших інтересах слідкувати за станом свого організму, і не допускати тих помилок, які можуть призвести до серйозних наслідків для нас.

Список джерел та літератури

1. Батуєв А. С. Фізіологія вищої нервової діяльності та сенсорних систем: підручник / А. С. Батуєв. - СПб. : Пітер, 2009. – 317 с.

Данилова Н. Н. Психофізіологія: Підручник/Н. Н. Данилова. - М.: АСПЕКТ ПРЕС, 2000. - 373с.

Данилова Н. Н. Фізіологія вищої нервової діяльності: підручник/Н. Н. Данилова, А. Л. Крилова. - М.: Навчальна література, 1997. - 428 с.

Караулова Л. К. Фізіологія: навчальний посібник / Л. К. Караулова, Н. А. Краснопьорова, М. М. Расулов. – М.: Академія, 2009. – 384 с.

Каталимов, Л. Л. Фізіологія нейрона: навчальний посібник / Л. Л. Каталимов, О. С. Сотников; мін. народ. освіти РРФСР, Ульяновськ. держ. пед. ін-т. - Ульяновськ: Би. і., 1991. - 95 с.

Семенов, Е. В. Фізіологія та анатомія: навчальний посібник / Е. В. Семенов. - М.: Джангар, 2005. - 480 с.

Смірнов, В. М. Фізіологія центральної нервової системи: навчальний посібник/В. М. Смирнов, В. Н. Яковлєв. - М.: Академія, 2002. - 352с.

Смірнов В. М. Фізіологія людини: підручник/В. М. Смирнова. - М.: Медицина, 2002. - 608с.

Россолімо Т. Є. Фізіологія вищої нервової діяльності: хрестоматія: навчальний посібник / Т. е. Россолімо, І. А. Москвина - Тарханова, Л. Б. Рибалов. - М.; Воронеж: МПСІ: МОДЕК, 2007. – 336 с.

Репетиторство

Потрібна допомога з вивчення якоїсь теми?

Наші фахівці проконсультують або нададуть репетиторські послуги з цікавої для вас тематики.
Надішліть заявкуіз зазначенням теми прямо зараз, щоб дізнатися про можливість отримання консультації.

Синапс- місце контакту одного нейрона з іншим, на який впливають іннервованим органом.

Види синапсів:

· За місцем контактів (нейрональні, аксодендричний, дендродендричний, акомальний, аксосамальний, дендросомальний, нервово-м'язовий, нейросекреторний)

· Збудливі та гальмівні

· Хімічні (проводять імпульс в одному напрямі) та електричні (проводять нервовий імпульс у будь-якому напрямку, більш вузька синаптична щілина, швидка швидкість проведення, є у безхребетних та нижчих хребетних тварин).

Будова.

1. Педсинаптичний відділ

2. Синаптична щілина

3. Постсинаптичний відділ

4. Візикули-бульбашки з медіатором

5. Медіаор – хімічна речовина, яка або збуджує, або блокує її

У більшості синапсів постсинаптична мембрана складчаста, для збільшення площі поверхні.

Роль у проведенні.

Порушення через синапси передається хімічним шляхом за допомогою особливої речовини - посередника, або медіатора, що знаходиться в синаптичних пухирцях, які розташовані в пресинаптичній терміналі. У різних синапсах виробляються різні медіатори. Найчастіше це ацетилхолін, адреналін чи норадреналін.

Вирізняють також електричні синапси. Вони відрізняються вузькою синаптичною щілиною та наявністю поперечних каналів, що перетинають обидві мембрани, тобто між цитоплазмами обох клітин є прямий зв'язок. Канали утворені білковими молекулами кожної із мембран, з'єднаних комплементарно. Схема передачі збудження в такому синапсі подібна до схеми передачі потенціалу дії в гомогенному нервовому провіднику.

У хімічних синапс механізм передачі імпульсу наступний. Прихід нервового імпульсу в пресинаптичне закінчення супроводжується синхронним викидом у синаптичну щілину медіатора із синаптичних бульбашок, розташованих у безпосередній близькості від неї. Зазвичай в пресинаптичне закінчення приходить серія імпульсів, їх частота зростає при збільшенні сили подразника, приводячи до збільшення виділення медіатора в синаптичну щілину. Розміри синаптичної щілини дуже малі, і медіатор, швидко досягаючи постсинаптичної мембрани, взаємодіє з її речовиною. Внаслідок цієї взаємодії структура постсинаптичної мембрани тимчасово змінюється, проникність її для іонів натрію підвищується, що призводить до переміщення іонів і, як наслідок, виникнення збудливого постсинаптичного потенціалу. Коли цей потенціал досягає певної величини, виникає збудження, що поширюється - потенціал дії. За кілька мілісекунд медіатор руйнується спеціальними ферментами.

Виділяють також спеціальні синапси гальмівної дії. Вважають, що в спеціалізованих нейронах, що гальмують, в нервових закінченнях аксонів виробляється особливий медіатор, що надає гальмуючий вплив на наступний нейрон. У корі великих півкуль головного мозку таким медіатором вважають гамма-аміномасляну кислоту. Структура та механізм роботи синапсів гальмівної дії аналогічні таким у синапсів збудливої дії, лише результатом їхньої дії є гіперполяризація. Це веде до виникнення гальмівного постсинаптичного потенціалу, внаслідок чого настає гальмування.

Медіатори синапсу

Медіатор (від латинського Media – передавач, посередник чи середина). Такі медіатори синапс дуже важливі в процесі передачі нервового імпульсу.

Морфологічна відмінність гальмівного та збуджуючого синапсу полягає в тому, що вони не мають механізму звільнення медіатора. Медіатор у гальмівному синапсі, мотонейроні та іншому гальмівному синапсі вважається амінокислотою гліцином. Але гальмівний чи збуджуючий характер синапсу визначається їх медіаторами, а властивістю постсинаптичної мембрани. Наприклад, ацетилхолін дає збудливу дію в нервово-м'язовому синапсі терміналей (блукаючих нервів у міокарді).

Ацетилхолін служить збуджуючим медіатором в холінергічних синапсах (пресинаптичну мембрану в ньому грає закінчення спинного мозку мотонейрона), в синапсі на клітинах Реншоу, в пресинаптичному терміналі потових залоз, мозкової речовини наднирників, в синапс кишечника і в гангліях. Ацетилхолі-нестеразу та ацетилхолін знайшли також у фракції різних відділів мозку, іноді у великій кількості, але крім холінергічного синапсу на клітинах Реншоу поки не змогли ідентифікувати решту холінергічних синапсів. За словами вчених, медіаторна збудлива функція ацетилхоліну в центральній нервовій системі дуже ймовірна.

Кателхоміни (дофамін, норадреналін та адреналін) вважаються адренергічними медіаторами. Адреналін та норадреналін синтезуються у закінченні симпатичного нерва, у клітині головної речовини надниркового залозу, спинного та головного мозку. Амінокислоти (тирозин та L-фенілаланін) вважаються вихідною речовиною, а адреналін заключним продуктом синтезу. Проміжна речовина, до якої входять норадреналін та дофамін, теж виконують функцію медіаторів у синапсі, створених у закінченнях симпатичних нервів. Ця функція може бути або гальмівною (секреторні залози кишечника, кілька сфінктерів і гладкий м'яз бронхів і кишечника), або збудливою (гладкі м'язи певних сфінктерів та кровоносних судин, у синапсі міокарда – норадреналін, у підкровних ядрах головного мозку).

Коли завершують свою функцію медіатори синапсу, катехоламін поглинається пресинаптичним нервовим закінченням, включаючи трансмембранний транспорт. Під час поглинання медіаторів синапси знаходяться під захистом від передчасного виснаження запасу протягом тривалої та ритмічної роботи.

3.6. Сінапси

Нейрони в ЦНС об'єднані між собою у найскладніші нейронні ланцюги за допомогою синапсів. Сінапс– область (зона) контакту нейронів чи нейрона та робочого органу. Синапси класифікуються за кількома ознаками:

 за місцем розташування та приладдя відповідним клітинам – центральні(аксосоматичні, аксодендритичні,

 асоаксональні) і периферичні(нервово-м'язові, нейросекреторні)

 за функціональним значенням - Збудливі та гальмують;

 за способом передачі інформації- Хімічні, електричні, змішані.

3.6.1. Будова синапсу. Проведення збудження через синапс

Аксон, підходячи до інших нейронів або клітин робочого органу, втрачає мієлінову оболонку, розгалужується, стоншується. Кожне розгалуження аксона закінчується потовщенням, яке контактує з тілами, дендритами, аксонами сусідніх нейронів, клітинами органів (1 аксон може утворити до 10 000 синапсів). У пресинаптичному відділі знаходиться велика кількість везикул(бульбашок),
в яких містяться медіатори– хімічні речовини (посередники), що надають збуджуючий або гальмуючий ефекти залежно від своєї хімічної будови. Мембрана, що покриває пресинаптичне закінчення в області контакту, дещо потовщена і називається пресинаптичноїмембраною (рис. 8, 8.1).

Мембрана тіла, аксона, дендриту, клітин робочих органів називається постсинаптичноїмембраною. Вона містить рецептори,
які мають високу чутливість і специфічність до медіаторів (образно, медіатор - ключ, рецептор - замок). У різних синапсах знаходяться різні медіатори – ацетилхолін, норадреналін, дофамін, серотонін та ін.) У нервово-м'язових синапсах постсинаптична мембрана має складчасту будову, що збільшує її поверхню.

Між пресинаптичною та постсинаптичною мембранами знаходиться синаптична щілина (розміром від 20 до 50 нанометрів), заповнена позаклітинною рідиною.

Таким чином, синапс включає 3 частини:

 пресинаптичну мембрану

 постсинаптичну мембрану

 синаптичну щілину

Проведення збудження через синапс. Проведення збудження через хімічнийсинапс - складний фізіологічний процес, що протікає поетапно за участю медіаторів. У багатьох центральних синапсах, нервово-м'язових та синапсах парасимпатичної нервової системи медіатором є ацетилхолін. Потенціал дії по аксону доходить до бляшки та викликає зміна проникності пресинаптичної мембрани для іонів кальцію, які з синаптичної щілини входять усередину бляшки, що призводить до розриву бульбашок та виходу з них ацетилхоліну в синаптичну щілину. Він дифундує до постсинаптичної мембрани, взаємодіє з рецепторами мембрани, що підвищує її збудливість, змінює проникність іонів натрію, в результаті на мембрані виникає збудження,яке поширюється на інший нейрон чи клітини робочого органу. Медіатор виділяється у синаптичну щілину у більшій кількості, ніж це необхідно для проведення нервових імпульсів (прояв принципу біологічної надійності). Надлишок медіаторів гідролізується ферментами, що знаходяться у позаклітинній рідині синаптичної щілини.

Гальмівні синапси з будови та проведення збудження
не відрізняються від збуджуючих синапсів, відмінність полягає лише
в природі медіаторів та рецепторівпостсинаптичної мембрани. Медіаторами гальмівних синапсів спинного мозку є гліцин, головного мозку - гамма-аміномасляна кислота(ДАМК). Гальмівний медіатор, взаємодіючи з рецепторами постсинаптичної мембрани, викликає зниження її збудливості,що призводить до блокування нервових імпульсів на постсинаптичній мембрані,
і збудження інші нейрони не поширюється.

Е електричнісинапси виявлені в незначних кількостях у ЦНС та гладких м'язах. У цих синапсах пресинаптична
та постсинаптична мембрани близько прилягають одна до одної, синаптична щілина дуже вузька (5 нанометрів), через неї проходять поперечні (з клітини в клітину) канали, утворені білковими молекулами. Через цей щілинний контакт потенціал дії легко переходить із пресинаптичного закінчення на постсинаптичну мембрану.

Іноді зустрічаються змішані синапси: в одній частині – хімічний, в іншій – електричний механізм передачі нервових імпульсів.

Фізіологічні властивості синапсів

Усі синапси характеризуються рядом загальних властивостей:

1) одностороннє проведення збудження;

2) уповільнене (затримка) проведення збудження (в електричних синапсах затримка коротша);

3) низька збудливість та лабільність;

4) здатність до сумації збуджень;

5) схильність до втоми.

3.6.2. Особливості функціонування синапсів у дітей

Синаптична затримка проведення нервових імпульсів у дітей триваліша, ніж у дорослих (у новонароджених через синапс проходить близько 20 імпульсів на секунду, у дорослих – 100–150 імп/сек).
У дітей у пресинаптичному відділі синапсу міститься менша кількість медіаторів, повільніше відбувається їх синтез, тому швидше настає втома в синапсах та нервових центрах при тривалому збудженні, чим менше вік дитини, тим більшою мірою це виражено. У процесі зростання в дітей віком відбувається утворення великої кількості нових синапсів, що сприяє розвитку мозку, процесів навчання, пам'яті.

Синапс - це певна зона контакту відростків нервових клітин та інших збуджуваних і збуджуваних клітин, які забезпечують передачу інформаційного сигналу. Синапс морфологічно утворюється мембранами, що контактують 2-х клітин. Мембрана, що відноситься до відростка, зветься пресинаптичною мембраною клітини, в яку надходить сигнал, друга її назва - постсинаптична. Разом з належністю постсинаптичної мембрани синапс може бути міжнейрональним, нейром'язовим та нейросекреторним. Слово синапс було запроваджено 1897 р. Чарльзом Шеррінгтоном (англ. фізіологом).

Що таке синапс?

Синапс - це спеціальна структура, яка забезпечує передачу від нервового волокна нервового імпульсу на інше нервове волокно або нервову клітину, а щоб відбулася дія на нервове волокно від рецепторної клітини (області зіткнення один з одним нервових клітин та іншого нервового волокна), потрібні дві нервові клітини .

Синапс - це невеликий відділ наприкінці нейрона. За його допомогою йде передача інформації від першого нейрона до другого. Синапс знаходиться у трьох ділянках нервових клітин. Також синапси перебувають у тому місці, де нервова клітина входить у з'єднання з різними залозами чи м'язами організму.

З чого складається синапс

Будова синапс має просту схему. Він утворюється з 3-х частин, у кожній з яких здійснюються певні функції під час передачі. Тим самим таку будову синапсу можна назвати придатним для передачі. Безпосередньо на процес впливають дві головні клітини: сприймаюча і передавальна. Наприкінці аксона передавальної клітини знаходиться пресинаптичне закінчення (початкова частина синапсу). Воно може вплинути в клітині на запуск нейротрансмітерів (це слово має кілька значень: медіатори, посередники або нейромедіатори) - певні за допомогою яких між двома нейронами реалізується передача електричного сигналу.

Синаптичною щілиною є середня частина синапсу - це проміжок між двома вступними у взаємодію нервовими клітинами. Через цю щілину і надходить від клітини, що передає, електричний імпульс. Кінцевою частиною синапсу вважається частина клітини, що сприймає, яка і є постсинаптичним закінченням (контактуючий фрагмент клітини з різними чутливими рецепторами у своїй структурі).

Медіатори синапсу

Медіатор (від латинського Media – передавач, посередник чи середина). Такі медіатори синапсу дуже важливі у процесі передачі

Синапс: основні види та функції

Ленглі в 1892 було припущено, що синаптична передача у вегетативної ганглії ссавців не електричної природи, а хімічної. Через 10 років Еліоттом було з'ясовано, що з надниркових залоз адреналін виходить від того ж впливу, що і стимуляція симпатичних нервів.

Після цього припустили, що адреналін здатний секретуватись нейронами і при збудженні виділятися нервовим закінченням. Але в 1921 році Леві зробив досвід, в якому встановив хімічну природу передачі у вегетативному синапсі серед серця та блукаючих нервів. Він заповнив судини фізіологічним розчином і стимулював блукаючий нерв, створюючи уповільнення серцебиття. Коли рідину перенесли із загальмованої стимуляції серця в нестимульоване серце, воно билося повільніше. Зрозуміло, що стимуляція блукаючого нерва викликала звільнення в розчин гальмівної речовини. Ацетилхолін повністю відтворював ефект цієї речовини. У 1930 р. роль синаптичної передачі ацетилхоліну в ганглії остаточно встановив Фельдберг та її співробітник.

Синапс хімічний

Хімічний синапс принципово відрізняється передачею роздратування з допомогою медіатора з пресинапсу на постсинапс. Тому й утворюються відмінності у морфології хімічного синапсу. Хімічний синапс найпоширеніший у хребетній ЦНС. Тепер відомо, що нейрон здатний виділяти та синтезувати пару медіаторів (співіснуючих медіаторів). Нейрони теж мають нейромедіаторну пластичність – здатність змінювати головний медіатор під час розвитку.

Нервово-м'язовий синапс

Цей синапс здійснює передачу збудження, проте цей зв'язок можуть зруйнувати різні фактори. Передача закінчується під час блокади викидання в синаптичну щілину ацетилхоліну, також під час надлишку його вмісту в зоні постсинаптичних мембран. Багато отрут та лікарських препаратів впливають на захоплення, вихід, який пов'язаний з холінорецепторами постсинаптичної мембрани, тоді м'язовий синапс блокує передачу збудження. Організм гине під час ядухи та зупинки скорочення дихальних м'язів.

Ботулінус - мікробний токсин у синапсі, він блокує передачу збудження, руйнуючи в пресинаптичному терміналі білок синтаксин, керований виходом у синаптичну щілину ацетилхоліну. Декілька отруйних бойових речовин, фармокологічних препаратів (неостигмін та прозерин), а також інсектициди блокують проведення збудження в нервово-м'язовий синапс за допомогою інактивації ацетилхолінестерази – ферменту, який руйнує ацетилхолін. Тому йде накопичення в зоні постсинаптичної мембрани ацетилхоліну, знижується чутливість до медіатора, виробляється вихід із постсинаптичних мембран і занурення в цитозоль рецепторного блоку. Ацетилхолін буде неефективним, і синапс буде заблокований.

Синапс нервовий: особливості та компоненти

Синапс – це з'єднання місця контакту серед двох клітин. Причому кожна з них поміщена у свою електрогенну мембрану. Нервовий синапс складається з трьох основних компонентів: постсинаптична мембрана, синаптична щілина та пресинаптична мембрана. Постсинаптична мембрана – це нервове закінчення, яке проходить до м'яза та опускається всередину м'язової тканини. У пресинаптичній ділянці є везикули - це замкнуті порожнини, що мають медіатор. Вони завжди перебувають у русі.

Підходячи до мембрани нервових закінчень, везикули зливаються з нею, і медіатор потрапляє у синаптичну щілину. В одній везикулі міститься квант медіатора та мітохондрії (вони потрібні для синтезу медіатора - головного джерела енергії), далі синтезується з холіну ацетилхолін і під впливом ферменту ацетилхолінтрансферрази переробляється в ацетилСоА).

Синаптична щілина серед пост- та пресинаптичних мембран

У різних синапс величина щілини різна. наповнено міжклітинною рідиною, в якій є медіатор. Постсинаптична мембрана накриває місце контакту нервового закінчення з клітиною, що іннервується, в міоневральному синапсі. У певних синапс постсинаптична мембрана створює складку, зростає контактна площа.

Додаткові речовини, що входять до складу постсинаптичної мембрани

У зоні постсинаптичної мембрани присутні такі речовини:

Рецептор (холінорецептор у міоневральному синапсі).

Ліпопротеїн (має велику схожість з ацетилхоліном). У цього білка є електрофільний кінець і іонна головка. Головка надходить у синаптичну щілину, відбувається взаємодія з катіоновою головкою ацетилхоліну. Через цю взаємодію йде зміна постсинаптичної мембрани, потім відбувається деполяризація, і розкриваються потенційно залежні Na-канали. Деполяризація мембрани не вважається самопідкріплюючим процесом;

Градуальний його потенціал на постсинаптичній мембрані залежить від числа медіаторів, тобто потенціал характеризується властивістю місцевих збуджень.

Холінестераза - вважається білком, який має ферментну функцію. За будовою вона схожа з холінорецептором і має схожі властивості з ацетилхоліном. Холінестеразою руйнується ацетилхолін, спочатку той, який пов'язаний із холінорецептором. Під дією холінестерази холінорецептор прибирає ацетилхолін, утворюється реполяризація постсинаптичної мембрани. Ацетилхолін розщеплюється до оцтової кислоти та холіну, необхідного для трофіки м'язової тканини.

За допомогою транспорту, що діє, виводиться на пресинаптичну мембрану холін, він використовується для синтезу нового медіатора. Під впливом медіатора змінюється проникність у постсинаптичній мембрані, а під холінестеразою чутливість та проникність повертається до початкової величини. Хеморецептори здатні вступати у взаємодію Космосу з новими медіаторами.