Synapsa Uniwersytetu Regionalnego jako funkcjonalny kontakt tkanki nerwowej. Budowa synaps: synapsy elektryczne i chemiczne

Większość synaps w układzie nerwowym wykorzystuje substancje chemiczne do przekazywania sygnałów z neuronu presynaptycznego do neuronu postsynaptycznego - mediatory lub neuroprzekaźniki. Sygnalizacja chemiczna zachodzi poprzez synapsy chemiczne(ryc. 14), w tym błony komórek pre- i postsynaptycznych oraz ich oddzielanie szczelina synaptyczna- obszar przestrzeni zewnątrzkomórkowej o szerokości około 20 nm.

Ryc. 14. Synapsa chemiczna

W obszarze synapsy akson zwykle rozszerza się, tworząc tzw. płytka presynaptyczna lub płytka końcowa. Terminal presynaptyczny zawiera pęcherzyki synaptyczne- pęcherzyki otoczone błoną o średnicy około 50 nm, z których każdy zawiera 10 4 - 5x10 4 cząsteczek mediatora. Szczelina synaptyczna jest wypełniona mukopolisacharydem, który skleja ze sobą błonę pre- i postsynaptyczną.

Ustalono następującą sekwencję zdarzeń podczas transmisji przez synapsę chemiczną. Kiedy potencjał czynnościowy dociera do terminala presynaptycznego, błona w strefie synapsy ulega depolaryzacji, aktywowane są kanały wapniowe błony komórkowej, a jony Ca 2+ dostają się do terminala. Wzrost wewnątrzkomórkowego poziomu wapnia inicjuje egzocytozę pęcherzyków wypełnionych mediatorem. Zawartość pęcherzyków jest uwalniana do przestrzeni zewnątrzkomórkowej, a część cząsteczek przekaźnikowych, dyfundując, wiąże się z cząsteczkami receptora błony postsynaptycznej. Wśród nich są receptory, które mogą bezpośrednio kontrolować kanały jonowe. Związanie cząsteczek mediatora z takimi receptorami jest sygnałem do aktywacji kanałów jonowych. Tak więc, oprócz zależnych od napięcia kanałów jonowych omówionych w poprzedniej sekcji, istnieją kanały zależne od nadajnika (inaczej zwane kanałami aktywowanymi ligandami lub receptorami jonotropowymi). Otwierają się i wpuszczają odpowiednie jony do komórki. Ruch jonów wzdłuż ich gradientów elektrochemicznych generuje sód depolaryzujące(pobudzający) lub prąd hiperpolaryzujący (hamujący) potasu (chlorek). Pod wpływem prądu depolaryzującego rozwija się postsynaptyczny potencjał pobudzający lub potencjał płyty końcowej(PKP). Jeśli potencjał ten przekroczy poziom progowy, otwierają się kanały sodowe bramkowane napięciem i następuje AP. Szybkość przewodzenia impulsu w synapsie jest mniejsza niż we włóknie, tj. opóźnienie synaptyczne obserwuje się na przykład w synapsie nerwowo-mięśniowej żaby - 0,5 ms. Opisana powyżej sekwencja zdarzeń jest typowa dla tzw. bezpośrednia transmisja synaptyczna.

Oprócz receptorów, które bezpośrednio kontrolują kanały jonowe, bierze udział transmisja chemiczna Receptory sprzężone z białkiem G lub receptory metabotropowe.

Białka G, nazwane tak ze względu na ich zdolność do wiązania nukleotydów guaninowych, są trimerami składającymi się z trzech podjednostek: α, β i γ. Istnieje duża liczba odmian każdej z podjednostek (20 α, 6 β , 12 γ). co stwarza podstawę do ogromnej liczby ich kombinacji. Białka G dzielą się na cztery główne grupy w oparciu o strukturę i cele ich podjednostek α: G s stymulują cyklazę adenylanową; G i hamuje cyklazę adenylanową; G q wiąże się z fosfolipazą C; cele C 12 nie są jeszcze znane. Rodzina Gi obejmuje Gt (transducynę), która aktywuje fosfodiesterazę cGMP, jak również dwie izoformy G0, które wiążą się z kanałami jonowymi. Jednocześnie każde białko G może oddziaływać z kilkoma efektorami, a różne białka G mogą modulować aktywność tych samych kanałów jonowych. W stanie inaktywowanym difosforan guanozyny (GDP) jest związany z podjednostką α i wszystkie trzy podjednostki są połączone w trimer. Interakcja z aktywowanym receptorem umożliwia trifosforan guanozyny (GTP) zastąpienie PKB na podjednostce α, co powoduje dysocjację α -- i podjednostki βγ (w warunkach fizjologicznych β - i podjednostki γ pozostają związane). Wolne podjednostki α i βγ wiążą się z białkami docelowymi i modulują ich aktywność. Wolna podjednostka α ma aktywność GTPazy, powodując hydrolizę GTP z utworzeniem PKB. W rezultacie α -- i podjednostki βγ łączą się ponownie, co powoduje ustanie ich aktywności.

Obecnie zidentyfikowano ponad 1000 receptorów metabotropowych. Podczas gdy receptory związane z kanałami powodują zmiany elektryczne w błonie postsynaptycznej w ciągu zaledwie kilku milisekund lub szybciej, receptory niezwiązane z kanałami potrzebują kilkuset milisekund lub więcej, aby osiągnąć swój efekt. Wynika to z faktu, że pomiędzy sygnałem początkowym a reakcją musi nastąpić szereg reakcji enzymatycznych. Co więcej, sam sygnał jest często „rozmyty” nie tylko w czasie, ale także w przestrzeni, ponieważ ustalono, że nadajnik może być uwalniany nie z zakończeń nerwowych, ale ze zgrubień (guzków) żylaków zlokalizowanych wzdłuż aksonu. W tym przypadku nie ma synaps wyrażających się morfologicznie, guzki nie sąsiadują z żadnymi wyspecjalizowanymi obszarami recepcyjnymi komórki postsynaptycznej. Zatem mediator dyfunduje po znacznej objętości tkanki nerwowej, działając (jak hormon) bezpośrednio na pole receptorowe wielu komórek nerwowych, zlokalizowanych w różnych częściach układu nerwowego, a nawet poza nim. Jest to tzw pośredni transmisja synaptyczna.

W trakcie swojego funkcjonowania synapsy ulegają przegrupowaniom funkcjonalnym i morfologicznym. Proces ten nazywa się plastyczność synaptyczna. Zmiany te są najbardziej widoczne podczas aktywności o wysokiej częstotliwości, co jest naturalnym warunkiem funkcjonowania synaps in vivo. Na przykład częstotliwość wyzwalania interneuronów w ośrodkowym układzie nerwowym sięga 1000 Hz. Plastyczność może objawiać się wzrostem (wzmocnieniem) lub spadkiem (obniżeniem) wydajności transmisji synaptycznej. Wyróżnia się krótkoterminowe (trwające sekundy i minuty) i długotrwałe (godziny, miesiące, lata) formy plastyczności synaptycznej. Te ostatnie są szczególnie interesujące, ponieważ dotyczą procesów uczenia się i zapamiętywania. Na przykład długotrwałe wzmocnienie to trwały wzrost transmisji synaptycznej w odpowiedzi na stymulację wysoką częstotliwością. Ten rodzaj plastyczności może utrzymywać się przez kilka dni lub miesięcy. Długotrwałe wzmocnienie obserwuje się we wszystkich częściach ośrodkowego układu nerwowego, ale najpełniej badano je w synapsach glutaminergicznych w hipokampie. Długotrwała depresja pojawia się również w odpowiedzi na stymulację wysoką częstotliwością i objawia się długotrwałym osłabieniem transmisji synaptycznej. Ten typ plastyczności ma podobny mechanizm jak długotrwałe wzmocnienie, ale rozwija się przy niskim wewnątrzkomórkowym stężeniu jonów Ca2+, natomiast długotrwałe wzmocnienie występuje przy wysokim.

Na uwalnianie mediatorów z zakończenia presynaptycznego i chemiczne przekazywanie impulsu nerwowego w synapsie mogą wpływać mediatory uwalniane z trzeciego neuronu. Takie neurony i przekaźniki mogą hamować transmisję synaptyczną lub wręcz ją ułatwiać. W takich przypadkach mówimy modulacja heterosynaptyczna - hamowanie lub ułatwianie heterosynaptyki w zależności od wyniku końcowego.

Zatem przenoszenie chemiczne jest bardziej elastyczne niż przenoszenie elektryczne, ponieważ bez trudności można przeprowadzić zarówno działanie pobudzające, jak i hamujące. Ponadto, gdy kanały postsynaptyczne zostaną aktywowane przez środki chemiczne, może powstać wystarczająco silny prąd, który może depolaryzować duże komórki.

Mediatorzy – punkty zastosowania i charakter działania

Jednym z najtrudniejszych zadań stojących przed neuronaukowcami jest precyzyjna identyfikacja chemiczna przekaźników działających w różnych synapsach. Obecnie znanych jest całkiem sporo związków, które mogą pełnić rolę chemicznych pośredników w międzykomórkowym przekazywaniu impulsów nerwowych. Jednakże dokładnie zidentyfikowano jedynie ograniczoną liczbę takich mediatorów; niektóre z nich zostaną omówione poniżej. Aby można było niezbicie udowodnić funkcję mediatora substancji w jakiejkolwiek tkance, muszą zostać spełnione pewne kryteria:

1. substancja zastosowana bezpośrednio na błonę postsynaptyczną powinna powodować dokładnie takie same skutki fizjologiczne w komórce postsynaptycznej, jak przy podrażnieniu włókna presynaptycznego;

2. należy wykazać, że substancja ta jest uwalniana po aktywacji neuronu presynaptycznego;

3. działanie substancji musi być blokowane przez te same środki, które tłumią naturalne przewodzenie sygnału.

Synapsa jest formacją błonową dwóch (lub więcej) komórek, w której wzbudzenie (informacja) jest przenoszone z jednej komórki do drugiej.

Istnieje następujący podział synaps:

1) przez mechanizm przenoszenia wzbudzenia (i strukturę):

Chemiczny;

Elektryczne (ephaps);

Mieszany.

2) według uwolnionego neuroprzekaźnika:

Adrenergiczny – neuroprzekaźnik noradrenalina;

Cholinergiczne – neuroprzekaźnik acetylocholina;

Dopaminergiczny – neuroprzekaźnik dopamina;

Serotonergiczny – neuroprzekaźnik serotonina;

GABAergiczny – neuroprzekaźnik kwas gamma-aminomasłowy (GABA)

3) pod wpływem:

Ekscytujący;

Hamulec.

4) według lokalizacji:

nerwowo-mięśniowy;

Neuro-neuralny:

a) aksosomatyczny;

b) aksoaksonalny;

c) akso-dendrytyczny;

d) dendrosomatyczny.

Rozważmy trzy typy synaps: chemiczne, elektryczne i mieszane(łączenie właściwości synaps chemicznych i elektrycznych).

Niezależnie od rodzaju synapsy mają wspólne cechy strukturalne: wyrostek nerwowy na końcu tworzy przedłużenie ( płytka synaptyczna, SB); błona końcowa SB różni się od innych części błony neuronowej i nazywa się błona presynaptyczna(PreSM); wyspecjalizowana błona drugiej komórki nazywana jest błoną postsynaptyczną (PostSM); znajduje się pomiędzy błonami synapsy szczelina synaptyczna(SCH, ryc. 1, 2).

Ryż. 1. Schemat budowy synapsy chemicznej

Synapsy elektryczne(ephapses, ES) są dziś spotykane w północnej części kraju nie tylko skorupiaków, ale także mięczaków, stawonogów i ssaków. ES mają wiele unikalnych właściwości. Mają wąską szczelinę synaptyczną (około 2-4 nm), dzięki czemu wzbudzenie może być przekazywane elektrochemicznie (jak przez włókno nerwowe z powodu pola elektromagnetycznego) przy dużej prędkości i w obu kierunkach: zarówno z membrany PreSM do PostSM, jak i z PostSM do PreSM. Pomiędzy komórkami znajdują się połączenia szczelinowe (koneksony lub koneksony), utworzone przez dwa białka koneksyn. Sześć podjednostek każdej koneksyny tworzy kanały PreSM i PostSM, przez które komórki mogą wymieniać substancje niskocząsteczkowe o masie cząsteczkowej 1000-2000 daltonów. Pracę koneksonów można regulować za pomocą jonów Ca 2+ (ryc. 2).

Ryż. 2. Schemat synapsy elektrycznej

ES mają większą specjalizację w porównaniu z synapsami chemicznymi i zapewniają wysoką prędkość transmisji wzbudzenia. Wydaje się jednak, że jest pozbawiony możliwości bardziej subtelnej analizy (regulacji) przesyłanej informacji.

Synapsy chemiczne dominują w NS. Historia ich badań rozpoczyna się od prac Claude'a Bernarda, który w 1850 roku opublikował artykuł „Badania nad kurare”. Oto co napisał: „Kurara to silna trucizna przygotowana przez niektóre ludy (głównie kanibali) zamieszkujące lasy… Amazonii”. I dalej: „Kurara jest podobna do jadu węża w tym sensie, że można ją bezkarnie wprowadzić do przewodu pokarmowego człowieka lub zwierzęcia, natomiast wstrzyknięcie pod skórę lub w jakąkolwiek część ciała szybko prowadzi do śmierci. ...po kilku chwilach zwierzęta kładą się jak zmęczone. Potem oddech ustaje, ich wrażliwość i życie znikają, a zwierzęta nie wydają krzyku ani nie okazują żadnych oznak bólu. Choć na pomysł chemicznego przekazywania impulsów nerwowych nie wpadł C. Bernard, to jego klasyczne eksperymenty z kurarą pozwoliły na powstanie tego pomysłu. Minęło ponad pół wieku, kiedy J. Langley ustalił (1906), że paraliżujące działanie kurary jest związane ze specjalną częścią mięśnia, którą nazwał substancją receptywną. Pierwszą sugestię dotyczącą przeniesienia wzbudzenia z nerwu na narząd efektorowy za pomocą substancji chemicznej przedstawił T. Eliot (1904).

Jednak dopiero prace G. Dale'a i O. Löwy'ego ostatecznie potwierdziły hipotezę o synapsie chemicznej. Dale w 1914 roku ustalił, że acetylocholina imituje podrażnienie nerwu przywspółczulnego. Löwy udowodnił w 1921 r., że acetylocholina jest uwalniana z zakończenia nerwowego nerwu błędnego, a w 1926 r. odkrył acetylocholinoesterazę, enzym niszczący acetylocholinę.

Wzbudzenie w synapsie chemicznej jest przekazywane za pomocą mediator. Proces ten obejmuje kilka etapów. Rozważmy te cechy na przykładzie synapsy acetylocholiny, która jest szeroko rozpowszechniona w ośrodkowym układzie nerwowym, autonomicznym i obwodowym układzie nerwowym (ryc. 3).

Ryż. 3. Schemat funkcjonowania synapsy chemicznej

1. Mediator acetylocholina (ACh) jest syntetyzowana w płytce synaptycznej z acetylo-CoA (acetylo-koenzym A powstaje w mitochondriach) i choliny (syntetyzowanej w wątrobie) za pomocą transferazy acetylocholinowej (ryc. 3, 1).

2. Pick jest zapakowany pęcherzyki synaptyczne ( Castillo, Katz; 1955). Ilość mediatora w jednym pęcherzyku wynosi kilka tysięcy cząsteczek ( kwant mediatora). Część pęcherzyków znajduje się na PreSM i jest gotowa do uwolnienia mediatora (ryc. 3, 2).

3. Mediator zostaje zwolniony przez egzocytoza po wzbudzeniu PreSM. Przychodzący prąd odgrywa ważną rolę w pęknięciu membrany i uwolnieniu kwantowym nadajnika. Ca2+(ryc. 3, 3).

4. Wydany wybór wiąże się ze specyficznym białkiem receptorowym PostSM (ryc. 3, 4).

5. W wyniku interakcji między mediatorem a receptorem zmiany przewodnictwa jonowego PostSM: kiedy kanały Na+ są otwarte, depolaryzacja; prowadzi do otwarcia kanałów K + lub Cl - hiperpolaryzacja(ryc. 3, 5).

6 . W wyniku depolaryzacji w cytoplazmie postsynaptycznej uruchamiają się procesy biochemiczne (ryc. 3, 6).

7. Receptor zostaje uwolniony od mediatora: ACh ulega zniszczeniu przez acetylocholinoesterazę (AChE, Ryc. 3.7).

zauważ to mediator zwykle oddziałuje z określonym receptorem z określoną siłą i czasem trwania. Dlaczego kurara jest trucizną? Miejscem działania kurary jest właśnie synapsa ACh. Kurara mocniej wiąże się z receptorem acetylocholiny i pozbawia go interakcji z neuroprzekaźnikiem (ACh). Pobudzenie z nerwów somatycznych do mięśni szkieletowych, w tym od nerwu przeponowego do głównego mięśnia oddechowego (przepony) przekazywane jest za pomocą ACh, więc kurara powoduje rozluźnienie mięśni i ustanie oddychania (co w rzeczywistości powoduje śmierć).

Zwróćmy uwagę na główne Cechy transmisji wzbudzenia w synapsie chemicznej.

1. Wzbudzenie przekazywane jest za pomocą pośrednika chemicznego - mediatora.

2. Wzbudzenie przekazywane jest w jednym kierunku: z PreSm do PostSm.

3. W synapsie chemicznej występuje tymczasowe opóźnienie w przewodzeniu wzbudzenia, dlatego ma to synapsa niska labilność.

4. Synapsa chemiczna jest bardzo wrażliwa na działanie nie tylko mediatorów, ale także innych substancji biologicznie czynnych, leków i trucizn.

5. W synapsie chemicznej następuje transformacja wzbudzeń: elektrochemiczny charakter wzbudzenia na PreSM przechodzi w biochemiczny proces egzocytozy pęcherzyków synaptycznych i wiązania mediatora z określonym receptorem. Następuje zmiana przewodności jonowej PostSM (również proces elektrochemiczny), która kontynuowana jest reakcjami biochemicznymi w cytoplazmie postsynaptycznej.

W zasadzie taka wielostopniowa transmisja wzbudzenia powinna mieć istotne znaczenie biologiczne. Należy pamiętać, że na każdym etapie istnieje możliwość regulacji procesu przekazywania wzbudzenia. Pomimo ograniczonej liczby mediatorów (nieco kilkanaście) w synapsie chemicznej panują warunki pozwalające na różnorodne decydowanie o losach pobudzenia nerwowego dochodzącego do synapsy. Połączenie cech synaps chemicznych wyjaśnia indywidualne zróżnicowanie biochemiczne procesów nerwowych i umysłowych.

Zatrzymajmy się teraz na dwóch ważnych procesach zachodzących w przestrzeni postsynaptycznej. Zauważyliśmy, że w wyniku interakcji ACh z receptorem na PostSM może rozwinąć się zarówno depolaryzacja, jak i hiperpolaryzacja. Co decyduje o tym, czy mediator będzie pobudzający, czy hamujący? Wynik interakcji pomiędzy mediatorem a receptorem zdeterminowane właściwościami białka receptorowego(inną ważną właściwością synapsy chemicznej jest to, że PostSM jest aktywny w stosunku do docierającego do niej pobudzenia). W zasadzie synapsa chemiczna jest formacją dynamiczną; zmieniając receptor, komórka otrzymująca wzbudzenie może wpłynąć na swój przyszły los. Jeśli właściwości receptora są takie, że jego interakcja z nadajnikiem otwiera kanały Na +, to kiedy poprzez izolację jednego kwantu mediatora na PostSM rozwija się potencjał lokalny(dla złącza nerwowo-mięśniowego nazywa się to miniaturowym potencjałem płytki końcowej – MEPP).

Kiedy pojawia się PD? Wzbudzenie PostSM (pobudzający potencjał postsynaptyczny – EPSP) powstaje w wyniku sumowania potencjałów lokalnych. Możesz wybrać dwa rodzaje procesów sumowania. Na sekwencyjne uwalnianie kilku kwantów przekaźnikowych w tej samej synapsie(woda niszczy kamień) powstaje tymczasowy A Jestem podsumowaniem. Jeśli kwanty mediatorów są uwalniane jednocześnie w różnych synapsach(na błonie neuronu może ich być kilka tysięcy). podsumowanie przestrzenne. Repolaryzacja błony PostSM zachodzi powoli i po uwolnieniu poszczególnych kwantów mediatora PostSM przez pewien czas znajduje się w stanie egzaltacji (tzw. wzmocnienie synaptyczne, ryc. 4). Być może w ten sposób dochodzi do treningu synaps (uwolnienie kwantów przekaźnikowych w niektórych synapsach może „przygotować” błonę do zdecydowanej interakcji z przekaźnikiem).

Kiedy kanały K + lub Cl - otwierają się na PostSM, pojawia się hamujący potencjał postsynaptyczny (IPSP, ryc. 4).

Ryż. 4. Postsynaptyczne potencjały błonowe

Naturalnie, jeśli rozwinie się IPSP, można zatrzymać dalszą propagację wzbudzenia. Inną opcją zatrzymania procesu wzbudzenia jest hamowanie presynaptyczne. Jeśli na błonie płytki synaptycznej utworzy się synapsa hamująca, wówczas w wyniku hiperpolaryzacji PreSM można zablokować egzocytozę pęcherzyków synaptycznych.

Drugim ważnym procesem jest rozwój reakcji biochemicznych w cytoplazmie postsynaptycznej. Zmiana przewodności jonowej PostSM aktywuje tzw wtórni posłańcy (pośrednicy): cAMP, cGMP, kinaza białkowa zależna od Ca 2+, które z kolei aktywują różne kinazy białkowe poprzez ich fosforylację. Te reakcje biochemiczne mogą „zejść” w głąb cytoplazmy aż do jądra neuronu, regulując procesy syntezy białek. Zatem komórka nerwowa może odpowiedzieć na nadchodzące pobudzenie nie tylko decydując o swoim dalszym losie (odpowiedzieć EPSP lub IPSP, tj. przeprowadzić lub nie kontynuować dalej), ale zmienić liczbę receptorów lub syntetyzować białko receptorowe z nowymi właściwości w odniesieniu do pewnego mediatora. W związku z tym kolejna ważna właściwość synapsy chemicznej: dzięki procesom biochemicznym zachodzącym w cytoplazmie postsynaptycznej komórka przygotowuje się (uczy się) do przyszłych interakcji.

W układzie nerwowym działają różne synapsy, które różnią się mediatorami i receptorami. Nazwę synapsy określa mediator, a dokładniej nazwa receptora dla konkretnego mediatora. Zastanówmy się więc nad klasyfikacją głównych mediatorów i receptorów układu nerwowego (patrz także materiał rozpowszechniany na wykładzie!!).

Zauważyliśmy już, że o efekcie interakcji mediatora z receptorem decydują właściwości receptora. Zatem znane mediatory, za wyjątkiem kwasu g-aminomasłowego, mogą pełnić funkcje zarówno mediatorów pobudzających, jak i hamujących.Na podstawie ich budowy chemicznej wyróżnia się następujące grupy mediatorów.

Acetylocholina, szeroko rozpowszechniony w ośrodkowym układzie nerwowym, jest mediatorem w synapsach cholinergicznych autonomicznego układu nerwowego, a także w somatycznych synapsach nerwowo-mięśniowych (ryc. 5).

Ryż. 5. Cząsteczka acetylocholiny

Znany dwa typy receptorów cholinergicznych: nikotyna ( Receptory H-cholinergiczne) i muskarynowe ( Receptory M-cholinergiczne). Nazwę nadano substancjom, które powodują w tych synapsach działanie podobne do acetylocholiny: N-cholinomimetyk Jest nikotyna, A M-cholinomimetyk- toksyna muchomora Amanita muscaria ( muskaryna). Bloker receptora H-cholinergicznego (antycholinergiczny) Jest d-tubokuraryna(główny składnik trucizny kurary) i M-antycholinergiczne jest toksyną belladonny Atropa belladonna – atropina. Co ciekawe, właściwości atropiny są znane od dawna i był czas, kiedy kobiety stosowały atropinę z wilczej jagody, aby wywołać rozszerzenie źrenic wzrokowych (aby oczy były ciemne i „piękne”).

Poniższe cztery główne mediatory mają podobieństwa w budowie chemicznej, dlatego są klasyfikowane jako monoaminy. Ten serotonina lub 5-hydroksytryptaminy (5-HT), odgrywa ważną rolę w mechanizmach wzmocnienia (hormon radości). Jest syntetyzowany z niezbędnego dla człowieka aminokwasu – tryptofanu (ryc. 6).

Ryż. 6. Cząsteczka serotoniny (5-hydroksytryptaminy).

Trzy inne mediatory są syntetyzowane z niezbędnego aminokwasu fenyloalaniny i dlatego są zjednoczone pod wspólną nazwą katecholaminy- Ten dopamina (dopamina), noradrenalina (noradrenalina) i adrenalina (epinefryna, ryc. 7).

Ryż. 7. Katecholaminy

Wśród aminokwasy mediatorami są m.in kwas gamma-aminomasłowy(g-AMK lub GABA – znany jako jedyny neuroprzekaźnik hamujący), glicyna, kwas glutaminowy, kwas asparaginowy.

Mediatorzy obejmują szereg peptydy. W 1931 roku Euler odkrył substancję w ekstraktach mózgu i jelit, która powoduje skurcz mięśni gładkich jelit i rozszerzenie naczyń krwionośnych. Przekaźnik ten został wyizolowany w czystej postaci z podwzgórza i otrzymał nazwę substancja P(od angielskiego proszek - proszek, składa się z 11 aminokwasów). Później ustalono, że substancja P odgrywa ważną rolę w przewodzeniu bolesnych pobudzeń (nazwy nie trzeba było zmieniać, ponieważ ból w języku angielskim to ból).

Peptyd snu Delta otrzymał swoją nazwę ze względu na zdolność do wywoływania powolnych rytmów o wysokiej amplitudzie (rytmy delta) w elektroencefalogramie.

W mózgu syntetyzowanych jest wiele mediatorów białkowych o charakterze narkotycznym (opium). Są to pentapeptydy Met-enkefalina I Leu-enkefalina, I endorfiny. Są to najważniejsze blokery pobudzeń bólowych i mediatory wzmocnienia (radości i przyjemności). Innymi słowy, nasz mózg jest doskonałą fabryką leków endogennych. Najważniejsze jest nauczenie mózgu ich wytwarzania. "Jak?" - ty pytasz. To proste – endogenne opiaty powstają, gdy doświadczamy przyjemności. Rób wszystko z przyjemnością, zmuś swoją endogenną fabrykę do syntezy opiatów! Tę możliwość mamy naturalnie od urodzenia – zdecydowana większość neuronów reaguje na pozytywne wzmocnienie.

Badania ostatnich dziesięcioleci pozwoliły odkryć kolejnego bardzo interesującego mediatora – tlenek azotu (NO). Okazało się, że NO nie tylko odgrywa ważną rolę w regulacji napięcia naczyń krwionośnych (nitrogliceryna, którą znasz, jest źródłem NO i rozszerza naczynia wieńcowe), ale jest także syntetyzowany w neuronach centralnego układu nerwowego.

W zasadzie historia mediatorów jeszcze się nie skończyła, istnieje szereg substancji biorących udział w regulacji pobudzenia nerwowego. Tyle, że nie ustalono jeszcze dokładnie faktu ich syntezy w neuronach, nie odnaleziono ich w pęcherzykach synaptycznych, nie odnaleziono też specyficznych dla nich receptorów

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 potraktujemy jako 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 w synapsie: gdy pobudzane są ścieżki doprowadzające, błona synapsa 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 przedłużeniu presynaptycznym znajdują się mitochondria, które zapewniają syntezę przekaźnika, granulek glikogenu itp. Przy powtarzającej się stymulacji zakończenia presynaptycznego wyczerpują się rezerwy nadajnika 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 działaniu. 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 docierają 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, a interakcja ta obejmuje 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.

Co to jest synapsa? Synapsa to specjalna struktura, która przekazuje sygnał z włókien komórki nerwowej do innej komórki lub włókna z komórki kontaktowej. Dlaczego potrzebujesz 2 komórek nerwowych? W tym przypadku synapsa występuje w 3 obszarach funkcjonalnych (fragment presynaptyczny, szczelina synaptyczna i fragment postsynaptyczny) komórek nerwowych i jest zlokalizowana w obszarze, w którym komórka styka się z mięśniami i gruczołami ciała ludzkiego.

Układ synaps neuronowych prowadzony jest ze względu na ich lokalizację, rodzaj aktywności i sposób przekazywania dostępnych danych sygnałowych. Jeśli chodzi o lokalizację synaps, wyróżnia się je: neuronalny, nerwowo-mięśniowy. Neuroneuronalne na aksosomatyczne, dendrosomatyczne, aksodendrytyczne, aksoaksonalne.

W zależności od rodzaju aktywności percepcji synapsy dzieli się zwykle na: pobudzające i nie mniej ważne hamujące. Ze względu na sposób przejścia sygnału informacyjnego dzielimy je na:

1. Typ elektryczny.
2. Typ chemiczny.
3. Typ mieszany.

Etiologia kontaktu neuronów sprowadza się do rodzaju dokowania, które mogą być odległe, kontaktowe, a także graniczne. Połączenie odległej właściwości odbywa się za pośrednictwem 2 neuronów zlokalizowanych w wielu częściach ciała.

Tym samym w tkankach ludzkiego mózgu powstają neurohormony i substancje neuropeptydowe, które oddziałują na neurony znajdujące się w organizmie w innym miejscu. Połączenie kontaktowe sprowadza się do specjalnych połączeń błon błonowych typowych neuronów tworzących synapsy chemiczne, a także elementów elektrycznych.

Praca sąsiadująca (graniczna) neuronów odbywa się w czasie, w którym folie błonowe neuronów są blokowane jedynie przez szczelinę synaptyczną. Z reguły takie połączenie obserwuje się pomiędzy 2 specjalnymi foliami membranowymi brak tkanki glejowej. Ta ciągłość jest charakterystyczna dla równoległych włókien móżdżku, aksonów specjalnego nerwu węchowego i tak dalej.

Istnieje opinia, że ​​​​sąsiedni kontakt prowokuje pracę pobliskich neuronów w wytwarzaniu wspólnej funkcji. Obserwuje się to dzięki temu, że metabolity, owoce działania ludzkiego neuronu, wnikając do wnęki znajdującej się pomiędzy komórkami, oddziałują na pobliskie aktywne neurony. Co więcej, połączenie brzegowe może często przesyłać dane elektryczne z 1 pracującego neuronu do drugiego uczestnika procesu.

Synapsy elektryczne i chemiczne

Uważa się, że następuje fuzja folii z membraną synapsy elektryczne. W warunkach, w których wymagana szczelina synaptyczna jest nieciągła ze szczelinami połączeń monolitycznych. Przegrody te tworzą naprzemienną strukturę przedziałów synaps, natomiast przedziały są oddzielone fragmentami przybliżonych błon, których przerwa w synapsach zwykłego typu wynosi 0,15 - 0,20 nm u przedstawicieli ssaków. Na styku folii membranowych znajdują się ścieżki, którymi następuje wymiana części owocu.

Oprócz poszczególnych typów synaps, istnieją niezbędne synapsy typowe elektryczne w postaci pojedynczej szczeliny synaptycznej, której całkowity obwód sięga 1000 μm. W ten sposób reprezentowane jest podobne zjawisko synaptyczne w neuronach zwoju rzęskowego.

Synapsy elektryczne są w stanie jednostronnie przewodzić wysokiej jakości wzbudzenie. Fakt ten odnotowuje się przy ustalaniu rezerwy elektrycznej elementu synaptycznego. Na przykład w momencie dotknięcia kanalików doprowadzających błona synaptyczna ulega depolaryzacji, gdy dotknięte są cząsteczki odprowadzające włókien, ulega ona hiperpolaryzacji. Uważa się, że synapsy aktywnych neuronów o wspólnych obowiązkach mogą przeprowadzać wymagane wzbudzenie (między 2 obszarami transmisyjnymi) w obu kierunkach.

Wręcz przeciwnie, synapsy obecnych neuronów o innej liście działań (motorycznych i czuciowych) przeprowadzić akt pobudzenia jednostronnie. Główna praca składników synaptycznych zależy od wytwarzania natychmiastowych reakcji organizmu. Synapsa elektryczna podlega niewielkiemu zmęczeniu i posiada znaczny procent odporności na czynniki wewnętrzne i zewnętrzne.

Synapsy chemiczne mają wygląd odcinka presynaptycznego, funkcjonalnej szczeliny synaptycznej z fragmentem składnika postsynaptycznego. Fragment presynaptyczny powstaje w wyniku wzrostu rozmiaru aksonu w jego własnej kanaliku lub w kierunku jego zakończenia. Fragment ten zawiera ziarniste i ziarniste specjalne woreczki zawierające mediator.

Wzrost presynaptyczny obserwuje lokalizację aktywnych mitochondriów, wytwarzających cząsteczki substancji glikogenu, a także wymagana produkcja mediatora i inne. W warunkach częstego kontaktu z polem presynaptycznym następuje utrata rezerwy nadajnika w istniejących workach.

Istnieje opinia, że ​​małe pęcherzyki ziarniste zawierają substancję taką jak norepinefryna, a duże zawierają katecholaminy. Ponadto acetylochonina zlokalizowana jest w zagłębieniach ziarnistych (pęcherzykach). Ponadto za mediatory zwiększonego wzbudzenia uważa się substancje utworzone w zależności od rodzaju wytwarzanego kwasu asparaginowego lub równie ważnego kwasu glutaminy.

Aktywne kontakty synapsowe często znajdują się pomiędzy:

• Dendryt i akson.
• Soma i akson.
• Dendryty.
• Aksony.
• Soma komórkowa i dendryty.

Wpływ wytworzonego mediatora w stosunku do obecności błony postsynaptycznej następuje w wyniku nadmiernej penetracji jej cząstek sodu. Generowanie silnych wypływów cząstek sodu z pracującej szczeliny synaptycznej przez błonę postsynaptyczną powoduje jej depolaryzację, tworząc wzbudzenie rezerwy postsynaptycznej. Przejście kierunku chemicznego danych synapsowych charakteryzuje się synaptycznym zawieszeniem wzbudzenia na czas 0,5 ms z rozwojem rezerwy postsynaptycznej, jako reakcja na przepływ presynaptyczny.

Możliwość ta pojawia się w momencie wzbudzenia w depolaryzacji błony filmowej postsynaptycznej, a w momencie zawieszenia w jej hiperpolaryzacji. Co powoduje zawieszenie rezerwa postsynaptyczna. Z reguły podczas silnego wzbudzenia wzrasta poziom przepuszczalności błony postsynaptycznej.

Wymagana właściwość pobudzająca zostaje utrwalona wewnątrz neuronów, jeśli w typowych synapsach działają norepinefryna, dopamina, acetylocholina, ważna serotonina, substancja P i kwas glutaminowy.

Potencjał hamujący powstaje podczas oddziaływania na synapsy kwasu gamma-aminomasłowego i glicyny.

Sprawność umysłowa dzieci

Wydajność danej osoby bezpośrednio determinuje jej wiek, kiedy wszystkie wartości rosną jednocześnie z rozwojem i wzrostem fizycznym dzieci.

Dokładność i szybkość działań umysłowych różnią się nierównomiernie wraz z wiekiem, w zależności od innych czynników determinujących rozwój i wzrost fizyczny ciała. Studenci w każdym wieku, którzy mają występują odchylenia zdrowotne, charakteryzuje się niskim poziomem osiągnięć w stosunku do otaczających silnych dzieci.

U zdrowych pierwszoklasistów o obniżonej gotowości organizmu do ciągłego procesu uczenia się, według niektórych wskaźników, zdolność do działania jest niska, co komplikuje walkę z problemami pojawiającymi się w procesie uczenia się.

Szybkość pojawiania się osłabienia zależy od początkowego stanu czuciowego układu nerwowego dziecka, tempa pracy i wielkości obciążenia. Jednocześnie dzieci są podatne na przepracowanie podczas długotrwałego bezruchu oraz gdy wykonywane czynności są dla dziecka nieciekawe. Po przerwie wydajność staje się taka sama lub staje się wyższa niż wcześniej i lepiej jest sprawić, aby reszta nie była pasywna, ale aktywna, przechodząc na inną aktywność.

Pierwszej części procesu edukacyjnego zwykłych dzieci w szkole podstawowej towarzyszą doskonałe wyniki, ale pod koniec trzeciej lekcji następuje spadek stężenia:

• Wyglądają przez okno.
• Nie słuchają uważnie słów nauczyciela.
• Zmień pozycję ich ciała.
• Zaczynają rozmawiać.
• Wstają ze swojego miejsca.

Wartości zdolności do pracy są szczególnie wysokie dla uczniów szkół średnich studiujących na II zmianie. Szczególnie ważne jest zwrócenie uwagi na fakt, że czas przygotowania się do zajęć przed rozpoczęciem zajęć edukacyjnych w klasie jest dość krótki i nie gwarantuje całkowitego ustąpienia szkodliwych zmian w ośrodkowym układzie nerwowym. Aktywność psychiczna szybko się wyczerpuje w pierwszych godzinach zajęć, co wyraźnie odbija się na negatywnych zachowaniach.

Dlatego jakościowe zmiany w wynikach obserwuje się u uczniów bloku młodszego na lekcjach 1–3 oraz w blokach środkowych i starszych na lekcjach 4–5. Z kolei lekcja 6 odbywa się w warunkach szczególnie obniżonej zdolności do działania. Jednocześnie czas zajęć dla klas 2-11 wynosi 45 minut, co pogarsza kondycję dzieci. Dlatego zaleca się okresową zmianę rodzaju pracy i zrobienie aktywnej przerwy w środku lekcji.

Moskiewski Instytut Psychologiczno-Społeczny (MPSI)

Streszczenie anatomii centralnego układu nerwowego na temat:

SYNAPSY (struktura, struktura, funkcje).

studentka I roku Wydziału Psychologii,

grupa 21/1-01 Logachev A.Yu.

Nauczyciel:

Marina Chołodowa Władimirowna.

rok 2001.

Plan pracy:

1.Prolog.

2. Fizjologia neuronu i jego budowa.

3.Budowa i funkcje synapsy.

4.Synapsa chemiczna.

5. Izolacja mediatora.

6. Mediatory chemiczne i ich rodzaje.

7.Epilog.

8. Lista referencji.

PROLOG:

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.

FIZJOLOGIA NEURONA I JEGO STRUKTURA:

Najprostszą reakcją układu nerwowego na bodziec zewnętrzny jest to odruch.

Przede wszystkim rozważmy strukturę i fizjologię elementarnej jednostki strukturalnej tkanki nerwowej zwierząt i ludzi - neuronu. Funkcjonalne i podstawowe właściwości neuronu są określone przez jego zdolność do wzbudzania i samopobudzania.

Przekazywanie wzbudzenia odbywa się wzdłuż procesów neuronu - aksony i dendryty.

Aksony to dłuższe i szersze procesy. Mają szereg specyficznych właściwości: izolowane przewodzenie wzbudzenia i przewodnictwo obustronne.

Komórki nerwowe potrafią nie tylko odbierać i przetwarzać stymulację zewnętrzną, ale także samoistnie wytwarzać impulsy, które nie są spowodowane stymulacją zewnętrzną (samopobudzenie).

W odpowiedzi na stymulację neuron reaguje impuls do działania- potencjał czynnościowy, którego częstotliwość generowania waha się od 50-60 impulsów na sekundę (dla neuronów ruchowych) do 600-800 impulsów na sekundę (dla interneuronów mózgu). Akson kończy się wieloma cienkimi gałęziami, tzw terminale.

Z końcówek impuls przechodzi do innych komórek, bezpośrednio do ich ciał lub częściej do ich procesów dendrytycznych. Liczba zakończeń w aksonie może sięgać nawet tysiąca i kończą się różnymi komórkami. Z drugiej strony typowy neuron kręgowców ma od 1000 do 10 000 zakończeń z innych komórek.

Dendryty to krótsze i liczniejsze wypustki neuronów. Odczuwają wzbudzenie z sąsiednich neuronów i kierują je do ciała komórki.

Istnieją papkowate i niemiazgowe komórki nerwowe i włókna.

Włókna miazgi wchodzą w skład nerwów czuciowych i ruchowych mięśni szkieletowych i narządów zmysłów, są pokryte lipidową osłonką mielinową.

Włókna celulozowe są bardziej „szybkie”: w takich włóknach o średnicy 1-3,5 mikromilimetra wzbudzenie rozprzestrzenia się z prędkością 3-18 m/s. Wyjaśnia to fakt, że przewodzenie impulsów wzdłuż mielinowanego nerwu zachodzi spazmatycznie.

W tym przypadku potencjał czynnościowy „przeskakuje” przez obszar nerwu pokryty mieliną i w węźle Ranviera (odsłonięty obszar nerwu) przechodzi do osłony osiowego cylindra nerwu błonnik. Osłonka mielinowa jest dobrym izolatorem i zapobiega przenoszeniu wzbudzenia na połączenie równoległych włókien nerwowych.

Włókna inne niż mięśniowe stanowią większość nerwów współczulnych.

Nie mają osłonki mielinowej i są oddzielone od siebie komórkami neuroglejowymi.

We włóknach bezmiazgowych komórki pełnią rolę izolatorów. neuroglej(nerwowa tkanka podporowa). Komórki Schwanna - jeden z typów komórek glejowych. Oprócz neuronów wewnętrznych, które odbierają i przetwarzają impulsy pochodzące od innych neuronów, istnieją neurony, które odbierają wpływy bezpośrednio z otoczenia – są to receptory, a także neurony, które bezpośrednio wpływają na narządy wykonawcze - efektory, na przykład na mięśniach lub gruczołach.

Jeśli neuron działa na mięsień, nazywa się go neuronem ruchowym lub neuron ruchowy. Wśród neuroreceptorów wyróżnia się 5 typów komórek, w zależności od rodzaju patogenu:

— fotoreceptory, które wzbudzają się pod wpływem światła i zapewniają funkcjonowanie narządów wzroku,

— mechanoreceptory, te receptory, które reagują na wpływy mechaniczne.

Znajdują się w narządach słuchu i równowagi. Komórki dotykowe są również mechanoreceptorami. Niektóre mechanoreceptory znajdują się w mięśniach i mierzą stopień ich rozciągnięcia.

— chemoreceptory - selektywnie reagują na obecność lub zmianę stężenia różnych substancji chemicznych, na których opiera się praca narządów węchu i smaku,

— termoreceptory, reagują na zmiany temperatury lub jej poziomu – receptory zimna i ciepła,

— elektroreceptory reagują na impulsy prądu i występują u niektórych ryb, płazów i ssaków, na przykład dziobaka.

Na podstawie powyższego pragnę zauważyć, że wśród biologów zajmujących się badaniem układu nerwowego przez długi czas panowała opinia, że ​​komórki nerwowe tworzą długie, złożone sieci, które w sposób ciągły przekształcają się w siebie.

Jednak w 1875 roku włoski naukowiec, profesor histologii na Uniwersytecie w Pawii, wymyślił nowy sposób barwienia komórek - srebrzenie. Kiedy jedna z tysięcy pobliskich komórek zmieni kolor na srebrny, tylko ona zostanie zabarwiona - jedyna, ale całkowicie, ze wszystkimi swoimi procesami.

Metoda Golgiego znacznie pomogło w badaniu struktury komórek nerwowych. Jego zastosowanie pokazało, że pomimo tego, że komórki w mózgu znajdują się niezwykle blisko siebie, a ich procesy są zdezorientowane, to jednak każda komórka jest nadal wyraźnie od siebie oddzielona. Oznacza to, że mózg, podobnie jak inne tkanki, składa się z pojedynczych komórek, które nie są połączone we wspólną sieć. Do takiego wniosku doszedł hiszpański histolog Z.

Ramon y Cahalem, który w ten sposób rozszerzył teorię komórkową na układ nerwowy. Odrzucenie koncepcji połączonej sieci oznaczało, że w układzie nerwowym puls przechodzi z komórki do komórki nie poprzez bezpośredni kontakt elektryczny, ale przez nią luka

Kiedy w biologii zaczęto stosować mikroskop elektronowy, wynaleziony w 1931 roku? M. Knollem I E. Ruska, te pomysły dotyczące obecności luki otrzymały bezpośrednie potwierdzenie.

STRUKTURA I FUNKCJA 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(z greckiego

„Synapsa”- połączenie, komunikacja). 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.

Sechenov 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 to złożona formacja strukturalna składająca się z błony presynaptycznej (najczęściej jest to końcowa gałąź aksonu), błony postsynaptycznej (najczęściej jest to odcinek błony ciała lub dendryt innego neuronu), a także szczelina synaptyczna.

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 oraz zastosowaniu technologii mikroelektrod do wewnątrzkomórkowej rejestracji potencjałów synaptycznych

Neurony OUN pozwoliły wyciągnąć wnioski 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.

Synapsa: budowa, funkcje

Synapsa(grecka synapsa - zjednoczenie) zapewnia jednokierunkowe przekazywanie impulsów nerwowych. Synapsy to miejsca funkcjonalnego kontaktu między neuronami lub między neuronami a innymi komórkami efektorowymi (na przykład komórkami mięśniowymi i gruczołowymi).

Funkcjonować synapsa polega na przekształceniu sygnału elektrycznego (impulsu) przekazywanego przez komórkę presynaptyczną na sygnał chemiczny, który oddziałuje na inną komórkę, zwaną komórką postsynaptyczną.

Większość synaps przekazuje informacje poprzez uwalnianie neuroprzekaźników w ramach procesu propagacji sygnału.

Neuroprzekaźniki- są to związki chemiczne, które wiążąc się z białkiem receptorowym otwierają lub zamykają kanały jonowe lub uruchamiają kaskady wtórnych przekaźników. Neuromodulatory to przekaźniki chemiczne, które nie działają bezpośrednio na synapsy, ale zmieniają (modyfikują) wrażliwość neuronu na stymulację synaptyczną lub hamowanie synaptyczne.

Niektóre neuromodulatory są neuropeptydami lub steroidami i są produkowane w tkance nerwowej, inne są steroidami krążącymi we krwi. Sama synapsa zawiera zakończenie aksonu (terminal presynaptyczny), które doprowadza sygnał, miejsce na powierzchni innej komórki, w którym generowany jest nowy sygnał (terminal postsynaptyczny) oraz wąską przestrzeń międzykomórkową - szczelinę synoptyczną.

Jeśli akson się kończy na ciele komórki, jest to synapsa aksosomatyczna, jeśli kończy się na dendrycie, to taka synapsa nazywa się aksodendrytyczną, a jeśli tworzy synapsę na aksonie, jest to synapsa aksonalna.

Większość synapsy- synapsy chemiczne, ponieważ wykorzystują przekaźniki chemiczne, ale poszczególne synapsy przekazują sygnały jonowe poprzez połączenia szczelinowe, które przenikają przez błony pre- i postsynaptyczne, umożliwiając w ten sposób bezpośrednie przekazywanie sygnałów neuronalnych.

Takie kontakty nazywane są synapsami elektrycznymi.
Terminal presynaptyczny zawsze zawiera pęcherzyki synaptyczne z neuroprzekaźnikami i licznymi mitochondriami.

Neuroprzekaźniki zwykle syntetyzowany w ciele komórki; następnie są przechowywane w pęcherzykach w presynaptycznej części synapsy. Podczas przekazywania impulsu nerwowego są one uwalniane do szczeliny synaptycznej w procesie zwanym egzocytozą.

5. Mechanizm przekazywania informacji w synapsach

Endocytoza sprzyja powrotowi nadmiaru błony, która gromadzi się w części presynaptycznej w wyniku egzocytozy pęcherzyków synaptycznych.

Zwrócony membranałączy się z ziarnistą siateczką endoplazmatyczną (aERP) przedziału presynaptycznego i jest ponownie wykorzystywany do tworzenia nowych pęcherzyków synaptycznych.

Niektóre neuroprzekaźniki syntetyzowany w przedziale presynaptycznym przy użyciu enzymów i prekursorów dostarczanych przez mechanizm transportu aksonalnego.

Pierwszy do opisania neuroprzekaźniki była acetylocholina i norepinefryna. Na rycinie pokazano zakończenie aksonu uwalniające noradrenalinę.

Większość neuroprzekaźników to aminy, aminokwasy lub małe peptydy (neuropeptydy). Niektóre substancje nieorganiczne, takie jak tlenek azotu, mogą również działać jako neuroprzekaźniki. Niektóre peptydy działające jako neuroprzekaźniki są wykorzystywane w innych częściach ciała, na przykład jako hormony w przewodzie pokarmowym.

Neuropeptydy odgrywają bardzo ważną rolę w regulacji odczuć i impulsów, takich jak ból, przyjemność, głód, pragnienie i popęd seksualny.

Kolejność zjawisk podczas przekazywania sygnału w synapsie chemicznej

Zjawiska zachodzące podczas transmisji sygnał w synapsie chemicznej, jak pokazano na rysunku.

Impulsy nerwowe przemieszczające się szybko (w ciągu milisekund) przez błonę komórkową powodują wybuchową aktywność elektryczną (depolaryzację), która rozprzestrzenia się po błonie komórkowej.

Takie impulsy na krótko otwierają kanały wapniowe w obszarze presynaptycznym, umożliwiając napływ wapnia, który wywołuje egzocytozę pęcherzyków synaptycznych.

W obszarach egzopitozy występują neuroprzekaźniki, które reagują z receptorami zlokalizowanymi w miejscu postsynaptycznym, powodując przejściową aktywność elektryczną (depolaryzację) błony postsynaptycznej.

Takie synapsy nazywane są synapsami pobudzającymi, ponieważ ich aktywność sprzyja wytwarzaniu impulsów w postsynaptycznej błonie komórkowej. W niektórych synapsach interakcja neuroprzekaźnika z receptorem daje odwrotny skutek - następuje hiperpolaryzacja i brak transmisji impulsu nerwowego. Synapsy te nazywane są synapsami hamującymi. Zatem synapsy mogą wzmacniać lub hamować przekazywanie impulsów, dzięki czemu są w stanie regulować aktywność neuronową.

Po użyciu neuroprzekaźniki są szybko usuwane w wyniku enzymatycznego zniszczenia, dyfuzji lub endocytozy, w której pośredniczą specyficzne receptory na błonie presynaptycznej. To usunięcie neuroprzekaźników ma ważne znaczenie funkcjonalne, ponieważ zapobiega niepożądanej długotrwałej stymulacji neuronu postsynaptycznego.

Film szkoleniowy - budowa synapsy

1. Ciało komórki nerwowej - neuron: budowa, histologia
2. Dendryty komórek nerwowych: budowa, histologia
3. Aksony komórek nerwowych: budowa, histologia
4. Potencjały błonowe komórek nerwowych.

   Fizjologia

5. Synapsa: budowa, funkcje
6. Komórki glejowe: oligodendrocyty, komórki Schwanna, astrocyty, komórki wyściółki
7. Mikroglej: budowa, histologia
8. Centralny układ nerwowy (OUN): budowa, histologia
9. Histologia opon mózgowych. Struktura
10. Bariera krew-mózg: budowa, histologia

Struktura synapsy Rozważmy budowę synapsy na przykładzie synapsy aksosomatycznej. Synapsa składa się z trzech części: zakończenia presynaptycznego, szczeliny synaptycznej i błony postsynaptycznej (ryc. 9). Zakończenie presynaptyczne (płytka synaptyczna) jest rozszerzoną częścią zakończenia aksonu. Szczelina synaptyczna to przestrzeń pomiędzy dwoma stykającymi się neuronami. Średnica szczeliny synaptycznej wynosi 10–20 nm. Błona zakończenia presynaptycznego zwrócona w stronę szczeliny synaptycznej nazywana jest błoną presynaptyczną. Trzecią częścią synapsy jest błona postsynaptyczna, która znajduje się naprzeciwko błony presynaptycznej. Terminal presynaptyczny jest wypełniony pęcherzykami i mitochondriami. Pęcherzyki zawierają substancje biologicznie czynne – mediatory. Mediatory są syntetyzowane w somie i transportowane przez mikrotubule do zakończenia presynaptycznego. Najczęstszymi mediatorami są adrenalina, noradrenalina, acetylocholina, serotonina, kwas gamma-aminomasłowy (GABA), glicyna i inne. Zazwyczaj synapsa zawiera jeden z przekaźników w większych ilościach w porównaniu do innych przekaźników. Zwyczajowo wyznacza się synapsy w oparciu o rodzaj mediatora: adrenergiczny, cholinergiczny, serotoninergiczny itp. Błona postsynaptyczna zawiera specjalne cząsteczki białka - receptory, które mogą przyłączać cząsteczki mediatorów. Szczelina synaptyczna wypełniona jest płynem międzykomórkowym, który zawiera enzymy sprzyjające niszczeniu neuroprzekaźników. Jeden neuron postsynaptyczny może mieć do 20 000 synaps, z których niektóre mają charakter pobudzający, a inne hamujący. Oprócz synaps chemicznych, w których neuroprzekaźniki biorą udział w interakcji neuronów, w układzie nerwowym znajdują się synapsy elektryczne. W synapsach elektrycznych oddziaływanie dwóch neuronów odbywa się poprzez bioprądy. Synapsa chemiczna Włókno nerwowe PD (AP - potencjał czynnościowy) jakie receptory błonowe Ryż. 9. Schemat budowy synapsy. Ośrodkowy układ nerwowy jest zdominowany przez synapsy chemiczne. W niektórych synapsach interneuronów transmisja elektryczna i chemiczna zachodzi jednocześnie - jest to synapsa typu mieszanego. Wpływ synaps pobudzających i hamujących na pobudliwość neuronu postsynaptycznego ma charakter addytywny, a efekt zależy od lokalizacji synapsy. Im bliżej synapsy znajdują się wzgórek aksonalny, tym są skuteczniejsze. Wręcz przeciwnie, im dalej synapsy znajdują się od wzgórka aksonalnego (na przykład na końcu dendrytów), tym są mniej skuteczne. Zatem synapsy zlokalizowane na somie i wzgórku aksonalnym szybko i skutecznie wpływają na pobudliwość neuronu, podczas gdy wpływ odległych synaps jest powolny i płynny. Ampery systemu iipinl Sieci neuronowe Dzięki połączeniom synaptycznym neurony łączą się w jednostki funkcjonalne - sieci neuronowe. Sieci neuronowe mogą być tworzone przez neurony znajdujące się w niewielkiej odległości. Taka sieć neuronowa nazywana jest lokalną. Ponadto oddalone od siebie neurony z różnych obszarów mózgu można połączyć w sieć. Najwyższy poziom organizacji połączeń neuronowych odzwierciedla połączenie kilku obszarów centralnego układu nerwowego. Taka sieć nerwowa nazywana jest ścieżką lub systemem. Istnieją ścieżki zstępujące i wznoszące się. Wzdłuż wznoszących się ścieżek informacja jest przekazywana z niższych obszarów mózgu do wyższych (na przykład z rdzenia kręgowego do kory mózgowej). Drogi zstępujące łączą korę mózgową z rdzeniem kręgowym. Najbardziej złożone sieci nazywane są systemami dystrybucyjnymi. Tworzą je neurony w różnych częściach mózgu, które kontrolują zachowanie, w którym organizm uczestniczy jako całość. Niektóre sieci nerwowe zapewniają zbieżność (konwergencję) impulsów na ograniczonej liczbie neuronów. Sieci nerwowe można również budować w zależności od rodzaju rozbieżności (rozbieżności). Sieci takie umożliwiają przesyłanie informacji na znaczne odległości. Ponadto sieci neuronowe zapewniają integrację (podsumowanie lub uogólnienie) różnego rodzaju informacji (ryc. 10).