700
правок
Изменения
Нет описания правки
== Синаптическая передача ==
[[Image:Naglydnay_fiziologiya46.jpg|250px|thumb|right|А. Химический синапс]]
Синапсы соединяют нервные клетки друг с другом (этот же принцип встречается в некоторых мышечных клетках), а также с чувствительными и эффекторными клетками ([[Мышечная клетка|мышечными]] и секреторными).
Электрические синапсы - это прямые ионпроводящие соединения клеток посредством каналов (коннексонов) в области так называемых щелевых контактов. Они отвечают за проведение импульсов между соседними гладкими или сердечными мышечными волокнами (а кое-где и между нейронами - в сетчатке глаза и в ЦНС), а также обеспечивают коммуникационные функции между соседними эпителиальными или глиальными клетками.
В химических синапсах для передачи информации используются [[нейромедиаторы]] (нейротрансмиттеры). Они не только обеспечивают связь в нервной системе, но также служат переключательными элементами. Они могут ускорять или тормозить передачу информации нейроном или передавать ее вместе с другим входящим сигналом.
В химическом синапсе потенциал действия (A1,2) запускает высвобождение медиаторов из пресинаптических терминалей аксона. Затем медиатор диффундирует через узкую синаптическую щель (~ 30 нм), чтобы связаться с рецепторами на пресинаптической мембране нейрона, мышечной или секреторной клетки. В зависимости от типа рецептора и медиатора эффект на постсинаптическую мембрану может быть возбуждающим или тормозным, как описано ниже.
[[Image:Naglydnay_fiziologiya47.jpg|250px|thumb|right|Б. Пространственная суммация стимула]]
Медиаторы высвобождаются путем регулируемого экзоцитоза так называемых синаптических пузырьков (Д1). Каждый пузырек содержит некоторое количество («квант») нейромедиатора. В случае двигательной концевой пластинки высвобождается около 7000 молекул [[ацетилхолин]]а (АХ). Некоторое количество пузырьков, готовых к высвобождению содержимого, скапливается у мембраны [в активной зоне). Поступающий [[потенциал действия]] служит сигналом для высвобождения нейромедиатора (А1, 2). Чем выше частота потенциала действия в аксоне, тем больше пузырьков высвобождают свое содержимое. Потенциал действия повышает (иногда колебательным образом) вероятность открывания потенциалзависимых Са<sup>2+</sup>-каналов в пресинаптической мембране, приводя к увеличению концентрации Са<sup>2+</sup> в цитоплазме, [Са<sup>2+</sup>]внугр (А1,3). Внеклеточный Мg2+ ингибирует этот процесс. Са<sup>2+</sup> связывается с синаптотагмином (А1), который запускает взаимодействие синтаксина и SNAP-25 на пресинаптической мембране с синапто-бревином на мембране пузырьков, таким образом запуская зкзоцитоз уже заякоренных пузырьков (примерно 100 на один потенциал действия) (А1, 4). С другой стороны, Са<sup>2+</sup> активирует кальцийкальмодулинзависимую протеинкиназу II (СаМ-киназа-II А5 ), которая активирует фермент синапсин в пресинаптическом окончании. В результате пузырек заново закрепляется в активной зоне.
[[Image:Naglydnay_fiziologiya48.jpg|250px|thumb|right|В. Временная суммация стимула]]
'''Синаптическая потенциация (облегчение)'''. Если потенциал действия должен достигнуть пресинаптического окончания сразу же после другого потенциала действия (частота потенциала действия более 30 Гц), концентрация Са<sup>2+</sup> в цитоплазме еще не успевает снизиться до значения при потенциале покоя, и остаточный Са<sup>2+</sup> накапливается. В результате каждое последующее повышение [Са<sup>2+</sup>]внутр «наслаивается» на предыдущее. После второго стимула [Са<sup>2+</sup>]внутр. возрастает до более высокого уровня по сравнению с первым - высвобождается больше медиаторов. Следовательно, первый стимул облегчает ответ на второй. По тем же причинам мышечная сила возрастает при высокой частоте стимулов.
[[Image:Naglydnay_fiziologiya49.jpg|250px|thumb|right|Г. Действие тормозного постсинаптического потенциала (ТПСП) на постсинаптическую стимуляцию]]
Среди многих агентов, действующих как возбуждающие медиаторы, наиболее распространенными являются ацетилхолин (АХ) и глутамат (Glu). Они часто высвобождаются вместе с комедиаторами, которые модулируют проведение стимула (например, АХ вместе с веществом Р, ВИП (вазоактивный интестинальный пептид) или галанином; Glu вместе с веществом Р или энкефалином). Если рецептором медиатора является ионный канал (ионотропный рецептор или лигандзависимый ионный канал, А6 и Е), например, в случае N-холинергического синапса, каналы открываются чаще и позволяют большему количеству катионов входить в клетку (Na<sup>+</sup>, иногда Са<sup>2+</sup>) и покидать ее (К<sup>+</sup>). Другие, так называемые метаботропные рецепторы воздействуют на канал через G-белки, которые контролируют каналы или непосредственно, или посредством «вторичных мессенджеров» (А7 и Е). По причине высокого электрохимического градиента Na<sup>+</sup> количество входящих ионов Na<sup>+</sup> гораздо больше, чем выходящих ионов К<sup>+</sup>. Са<sup>2+</sup> может также входить в клетку через глутаматный NMDA-рецептор (Е). Суммарный приток катионов ведет к деполяризации: возбуждающему постсинаптическому потенциалу (ВПСП) (максимальный ВПСП —20 мВ; Б). ВПСП начинается примерно через 0,5 мс после того, как потенциал действия достигает пресинаптического окончания. Это синаптическое торможение (латентность) вызвано сравнительно медленным высвобождением и медленной диффузией медиатора.
Единственный ВПСП обычно не может генерировать постсинаптический (аксонный) потенциал действия (ПДд), но вызывает множественные локальные деполяризации в дендритах. Волны деполяризации проходят через сому и суммируются на аксонном холмике (пространственная суммация; Б). Несмотря на то что индивидуальные стимулы возникают в разное время (с интервалом приблизительно в 50 мс), предыдущая деполяризация не успевает исчезнуть к моменту наступления следующей, а суммация облегчает достижение порогового уровня. Таким образом, временная суммация увеличивает возбудимость постсинаптического нейрона (В).
[[Image:Naglydnay_fiziologiya50.jpg|250px|thumb|right|Д. Окончание действия медиатора]]
К тормозным медиаторам относятся такие вещества, как [[глицин]], [[GABA|ГАМК (у-аминомасляная кислота)]] и ацетилхолин (в М2- и МЗ-рецепторах). Они увеличивают проводимость постсинаптической мембраны только для К<sup>+</sup> (например, метаботропный ГАМКд-рецептор) или Сl<sup>-</sup> (например, ионотропные глициновый и ГАМКд-рецепторы; Е). Мембрана в результате обычно становится гиперполяризованной (максимум —4 мВ). Увеличение gк происходит, когда Ет достигает Ek<. Однако основной эффект тормозного постсинаптического потенциала ТПСП (Г) вовсе не гиперполяризация, противоположная деполяризации при ВПСП (ТПСП тоже иногда имеет легкий деполяризующий эффект). Вместо этого связанное с ТПСП увеличение мембранной проводимости замыкает электрическую цепь при ВПСП (высокая проводимость gK+ или gCl). Поскольку и Ek, и ECl близки к потенциалу покоя, происходит стабилизация, т. е. ВПСП отменяется из-за короткого замыкания, обусловленного высокими токами К<sup>+</sup> и Cl. В результате связанная с ВПСП деполяризация уменьшается, и стимуляция постсинаптического нейрона ингибируется (Г).
[[Image:Naglydnay_fiziologiya51.jpg|250px|thumb|right|Е. Нейромедиаторы в центральной нервной системе]]
'''Окончание синаптической передачи''' (Д) может произойти вследствие инактивации катионных каналов из-за изменения конформации канала, как это происходит во время потенциала действия. Этот очень быстрый процесс называется десенсибилизацией и может также происходить в присутствии медиатора. Другие пути окончания синаптической передачи включают быстрое ферментивное расщепление медиатора (например, ацетилхолина) непосредственно в синаптической щели; повторное поглощение медиатора (например, норадреналина, или норэпинефрина) в пресинаптическом окончании; или его поглощение клетками (отличными от нейронов, например в глиальных клетках ЦНС); а также интернализацию медиатора рецептором и связывание его на пресинаптической мембране (ауторецептором). В последнем случае может произойти увеличение gK+ и уменьшение gCa+, что будет ингибировать высвобождение медиатора, например ГАМК посредством ГАМКв-рецепторов или норадреналина посредством а2-адренорецепторов (Е ).
== СИНАПТИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА В ВЕГЕТАТИВНОЙ И СОМАТИЧЕСКОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЕ ==
{{Клинфарм1}}
Первые прямые экспериментальные доказательства теории химической передачи нервного импульса были получены около ста лет назад (von Euler, 1981); в последующие годы эта теория бурно развивалась, и в настоящее время считается общепризнанной. Передача возбуждения в большинстве синапсов осуществляется с помощью химических веществ — медиаторов (нейромедиаторов, нейротрансмиттеров). Действие многих лекарственных средств, влияющих на гладкие мышцы, сердце и железы, обусловлено именно тем, что они воспроизводят или изменяют эффекты медиаторов на уровне вегетативных ганглиев либо исполнительных органов.