МЕХАНІЗМ РОБОТИ ХІМІЧНОГО СИНАПСУ

Найбільш добре вивченим хімічним синапсом є нервово м'язову з'єднання, або кінцева платівка. Однак механізми, розглянуті на цьому прикладі, застосовні і до всіх інших хімічних синапсах в нервовій системі.

Почнемо розгляд механізму передачі інформації з надходження ПД до синаптичних закінчення (рис. 5.3). Оскільки синаптична щілину в хімічному синапсі має досить великі розміри, для ефективної передачі імпульсу до наступної клітці необхідний механізм посилення. Це наявність хімічної речовини - медіатора (посередника). У випадку з кінцевою пластинкою цим медіатором є речовина ацетилхолін.

Експериментально було показано, що медіатор в синапсі міститься в спеціальних бульбашках - везикулах, а не просто розчинений в цитоплазмі. Бульбашки формуються шляхом впячивания мембрани пресинаптичного закінчення. Бувають бульбашки облямовані і гладкі. Ацетилхолін синтезується в тілі клітини, а в самому закінченні. Там знаходиться ферментативна система синтезу цієї речовини.

Мал. 5.3. Процеси передачі сигналу в хімічному синапсі¹

Ацетилхолін широко поширений не тільки в організмі людини, але міститься також в жалких капсулах кропиви і жалких клітинах кишковопорожнинних тварин.

При дослідженні діяльності нервово-м'язового синапсу проводили такі експерименти. Вводили мікроелектрод в м'язову клітку в області синапсу (під постсинаптичної мембраною) і реєстрували зміна її потенціалу. Виявилося, що в стані спокою, т. Е. Без нервового імпульсу, ПП м'язової клітини не виражається прямою лінією. Періодично спостерігаються сплески рівня мембранного потенціалу (невелика за амплітудою деполяризация) з частотою приблизно один раз в секунду. Ці потенціали були названі мініатюрні потенціали кінцевої пластинки (МПКП). Вивчення роботи синапсу за допомогою електронного мікроскопа дозволило зв'язати кожен такий МПКП з виділенням порції (кванта) медіатора, яка міститься в одному бульбашці. так виникла квантова теорія вивільнення медіатора. Вона постулює, що в кожному хімічному синапсі медіатор вивільняється квантами, або порціями, які дорівнюють змістом медіатора в одному бульбашці.

Таким чином, навіть в стані спокою періодично відбувається виділення одного кванта ацетилхоліну в синаптичну щілину, що призводить до виникнення в м'язовій клітці зсуву мембранного потенціалу в позитивну сторону, т. Е. До появи МПКП. У стані возбуж-

дення відразу збільшується ймовірність виділення медіатора (одночасно вивільняється більше квантів) і в м'язовій клітці реєструється вже не мініатюрний, а просто потенціал кінцевої пластинки (1IKII). Коли виділяється відразу велику кількість квантів медіатора, то МПКП від кожного окремо складаються, і сума МПКП утворює ПКП. Якщо медіатора виділилося досить багато, то амплітуда Г1КГ1 досягне порогового значення і розвинеться ПД м'язової клітини. Результатом ПД м'язової клітини є скорочення м'язових волокон.

Розглянемо процеси, що відбуваються в синапсі, які призводять до появи ПКП і в результаті - до м'язового скорочення. Отже, по нервовому волокну до закінчення приходить ПД (збудження) і починається деполяризація пресинаптичної мембрани. У цей час змінюється заряд на мембрані (внутрішня сторона змінює знак з негативного на позитивний) і запускається вивільнення іонів Са⁺⁺ з внутрішньоклітинних депо (ендоплазматичнийретикулум). Ці процеси призводять до того, що бульбашки з медіатором починають у великій кількості підходити до пресинаптичної мембрани і вбудовуватися в неї (процес екзо цитоза), в результаті чого ацетилхолін виходить в синаптичну щілину. Далі ацетилхолін рухається до постсинаптичні мембрані, т. Е. Вже до мембрани м'язової клітини. На постсинаптичні мембрані є спеціальні білкові освіти - рецептори, з якими ацетилхолін і зв'язується. Холінорецептори представляють собою структури, пов'язані з іонними каналами, тому при зв'язуванні медіатора зі своїм рецептором відбувається відкривання каналу для будь-якого іона. У випадку з ацетилхоліном - це канали для натрію і калію.

Таким чином, при взаємодії ацетилхоліну зі своїм рецептором відбувається відкривання іонного каналу в мембрані м'язової клітини, виникають потік іонів натрію всередину клітини і деполяризація мембрани м'язової клітини. Якщо струм і, отже, деполяризация досить сильні, то в м'язовій клітці виникне ПД.

Для нормальної роботи синапсу, зокрема для забезпечення передачі параметрів (частоти і патерну) приходить до синапси інформації, необхідно, щоб медіатор досить швидко віддалявся з постсинаптичних рецепторів, т. Е. З синаптичної щілини. Це забезпечується, крім незначного витоку медіатора з області синаптичної щілини, перш за все, двома механізмами. По-перше, це ферментативна інактивація медіатора шляхом розщеплення його активної молекули на неактивні метаболіти (продукти розпаду). У нервово-м'язовому синапсі цю функцію в синаптичної щілини виконує фермент ацетилхолінестерази, яка розщеплює ацетилхолін на складові елементи - холін і оцтову кислоту (ацетат). Другим способом усунення медіатора з щілини є зворотне захоплення медіатора, коли його молекули надходять в пре- синаптічеськоє закінчення. Так відбувається, наприклад, в норадренергіче- ських синапсах як в ЦНС, так і на периферії (в складі симпатичної нервової системи). Це забезпечує не тільки усунення активної речовини з щілини, але і більш економне витрачання медіатора в синапсі.

У разі кінцевої пластинки зворотному захопленню піддається не сам аце- тілхоліна, а що утворюється при його розпаді холін, який в подальшому знову використовується в синаптичному закінчення для синтезу ацетилхоліну. Для синтезу нового ацетилхоліну в закінченні аксона існує інший фермент - ацетілхолінтрансфераза.

1. Метод вертикальної конденсації термопластифікованої гутаперчі - стоматологія. Ендодонтія
   Метод вертикальної конденсації розігрітої гутаперчі передбачає використання нестандартних гутаперчевих конусів і двох-трьох плаггеров. Конденсація гутаперчі в верхній частині каналу проводиться плаггером великого розміру, в середній частині капала - плаггером середнього розміру, в апікальній
2. Методологічні та методичні основи вікової фізіології та психофізіології, предмет, завдання, основні поняття вікової фізіології та психофізіології - вікова фізіологія і психофізіологія
   В результаті вивчення даного розділу студент повинен: знати основні поняття вікової фізіології та психофізіології; періодизацію процесу розвитку; поняття сенситивних і критичних періодів розвитку, що обумовлюють повноцінність реалізації вищих психічних функцій людини; розуміти суть вікових
3. Методи вивчення ДНК в генетичних дослідженнях - біологія. Частина 1
   Як було показано вище, порушення первинних продуктів генів виявляються за допомогою біохімічних методів. Локалізація відповідних пошкоджень в самому спадковому матеріалі може бути виявлена методами молекулярної генетики. Розробка методу зворотної транскрипції ДНК на молекулах мРНК певних білків
4. Методи локальної терапії - факультетська хірургія
   Хірургічне лікування. Один з основних методів локального лікування РМЗ - хірургічне лікування. Залежно від місцево-регіонарного поширення пухлини можуть виконуватися різні за обсягом операції. Радикальна мастектомія по Холстеду - Мейеру - молочна залоза з пухлиною видаляється єдиним блоком
5. Методи дослідження функцій окремих півкуль, дослідження наслідків локальних поразок ділянок кори великих півкуль - фізіологія вищої нервової діяльності та сенсорних систем
   На сьогоднішній день відомо кілька методів, що застосовуються для дослідження особливостей і функцій окремих півкуль. Початок подібних досліджень було покладено в другій половині XIX ст., Коли П. Брока і К. Верніке описали симптоми порушення мови, що виникли внаслідок ураження певних областей
6. Метаболізм вітаміну а - біохімія
   Вітамін А надходить в організм як у вільному, так в естеріфіціро- ванном вигляді. Вільний ретинол сорбується слизової кишечника, а його ефіри спочатку гідролізуються за допомогою ферменту гідролази ефірів карбонових кислот. На внутрішній поверхні ворсинок кишечника відбувається ресинтез ефірів
7. Метаболічний синдром X - біохімія людини
   Хвороба, названа метаболічним синдромом X, вперше описана в 1988 р як стан, що підвищує ризик розвитку цукрового діабету 2-го типу. Відмітною ознакою діабету 2-го типу є гальмування надходження глюкози в клітини через зниження чутливості тканин до інсуліну - інсулінорезистентності клітинних
8. Механізм утворення умовних рефлексів - ендокринна і центральна нервова системи, вища нервова діяльність, аналізатори, етологія
   Умовні рефлекси - це рефлекси, що виробляються протягом індивідуального життя завдяки формуванню тимчасових нервових зв'язків у корі великих півкуль. Існують певні закономірності, дотримання яких необхідно при виробленні того чи іншого умовного рефлексу. Численні дослідження, проведені в лабораторії