Принципы работы химического синапса

ХИМИЧЕСКИЙ СИНАПС — особый тип межклеточного контакта между нейроном и клеткой-мишенью. Состоит из трёх основных частей: нервного окончания с пресинаптической мембраной, постсинаптической мембраны клетки-мишени и синаптической щели между ними. Основная функция межнейронных синапсов и нервно-мышечных соединений состоит в передаче импульсов от рецепторов к эффекторам.

Пресинаптическая мембрана покрывает нервное окончание, к которому приходит импульс. В нервном окончании содержится медиатор, заключённый в пузырьки (везикулы). Нервный импульс, пришедший по аксону к нервному окончанию, деполяризует пресинаптическую мембрану, что приводит к открытию электровозбудимых кальциевых каналов в ней. Ca2+ в более высокой концентрации содержится в межклеточной жидкости, но не может войти в клетку, пока эти каналы закрыты. Когда каналы открываются, ионы кальция устремляются внутрь нервного окончания и стимулируют выделение медиатора в синаптическую щель. При этом везикуля могут полностью сливаться с наружной мембраной нервного окончания, после выделения медиатора пузырек вновь отделяется от внешней мембраны окончания.

Ширина синаптической щели 40—50 нм, она заполнена межклеточной жидкостью. Через щель молекулы медиатора диффундируют к постсинаптической мембране, дойдя до которой, действуют на белки-рецепторы. Некоторые из рецепторов являются ионными каналами для различных катионов и анионов, и действие на них медиатора опосредственно вызывает деполяризацию (возбуждающие медиаторы) или гиперполяризацию (тормозные медиаторы) постсинаптической мембраны.

Для синапсов с химическим способом передачи возбуждения характерны синоптическая задержка проведения возбуждения, длящаяся около 0,5 мс.

В тормозных синапсах этот процесс развивается следующим образом: аксонное окончание синапса деполяризуется, что приводит к появлению слабых электрических токов, вызывающих мобилизацию и выделение в синаптическую щель специфического тормозного медиатора. Он изменяет ионную проницаемость постсинаптической мембраны таким образом, что в ней открываются поры. Эти поры не пропускают ионы Na+ (что вызвало бы деполяризацию мембраны), но пропускают ионы К+ из клетки наружу, в результате чего происходит гиперполяризация постсинаптической мембраны.

ПРОВЕДЕНИЕ НЕРВНОГО ИМПУЛЬСА ИМЕЕТ СЛЕДУЮЩИЕ ОСОБЕННОСТИ:

• 1. ОДНОНАПРАВЛЕННОСТЬ ПЕРЕДАЧИ — нервные импульсы передаются только от пресинаптической мембраны к постсинаптической мембране. Таким образом, синапс работает по принципу клапана, что обеспечивает надежность работы нервной системы.
• 3. АДАПТАЦИЯ — при непрерывной стимуляции количество освобождающегося в синапсе медиатора постепенно уменьшается до тех пор, пока запасы медиатора не будут истощены, тогда дальнейшая передача им сигналов тормозится. Это предотвращает повреждение эффекторов вследствие перевозбуждения.