Synapsa regionalnego uniwersytetu jako funkcjonalny kontakt tkanki nerwowej. Budowa synapsy: synapsy elektryczne i chemiczne

W większości synaps układu nerwowego do przekazywania sygnałów z neuronu presynaptycznego do neuronu postsynaptycznego stosuje się chemikalia - mediatory lub neuroprzekaźniki. Sygnalizacja chemiczna realizowana jest poprzez synapsy chemiczne(ryc. 14), w tym błony komórek pre- i postsynaptycznych i ich oddzielenie szczelina synaptyczna- obszar przestrzeni zewnątrzkomórkowej o szerokości około 20 nm.

Rys.14. synapsa chemiczna

W obszarze synapsy akson zwykle rozszerza się, tworząc tzw. blaszka presynaptyczna lub płytka końcowa. Terminal presynaptyczny zawiera pęcherzyki synaptyczne- pęcherzyki otoczone błoną o średnicy około 50 nm, z których każdy zawiera 104 - 5x104 cząsteczek mediatora. Szczelina synaptyczna jest wypełniona mukopolisacharydem, który skleja ze sobą błony pre- i postsynaptyczne.

Podczas transmisji przez synapsę chemiczną ustalono następującą sekwencję zdarzeń. Gdy potencjał czynnościowy dociera do zakończenia presynaptycznego, błona depolaryzuje się w strefie synaps, kanały wapniowe błony plazmatycznej są aktywowane, a jony Ca 2+ wchodzą do zakończenia. Wzrost wewnątrzkomórkowego poziomu wapnia inicjuje egzocytozę pęcherzyków wypełnionych mediatorami. Zawartość pęcherzyków uwalniana jest do przestrzeni zewnątrzkomórkowej, a niektóre cząsteczki mediatora poprzez dyfuzję wiążą się z cząsteczkami receptora błony postsynaptycznej. Wśród nich są receptory, które mogą bezpośrednio kontrolować kanały jonowe. Wiązanie się cząsteczek mediatora z takimi receptorami jest sygnałem do aktywacji kanałów jonowych. Tak więc, wraz z omówionymi w poprzedniej sekcji kanałami jonowymi zależnymi od napięcia, istnieją kanały zależne od mediatora (inaczej nazywane kanałami aktywowanymi przez ligand lub receptorami jonotropowymi). Otwierają się i wpuszczają odpowiednie jony do komórki. Ruch jonów wzdłuż ich gradientów elektrochemicznych generuje sód depolaryzacja(ekscytujący) lub hiperpolaryzujący (hamujący) potas (chlor). Pod wpływem prądu depolaryzującego rozwija się postsynaptyczny potencjał pobudzający lub potencjał płyty końcowej(PKP). Jeśli ten potencjał przekroczy poziom progowy, kanały sodowe bramkowane napięciem otwierają się i pojawia się AP. Szybkość przewodzenia impulsów w synapsie jest mniejsza niż wzdłuż włókna, tj. występuje opóźnienie synaptyczne, na przykład w synapsie nerwowo-mięśniowej żaby - 0,5 ms. Opisana powyżej sekwencja zdarzeń jest typowa dla tzw. bezpośrednia transmisja synaptyczna.

Oprócz receptorów bezpośrednio kontrolujących kanały jonowe, transmisja chemiczna obejmuje: Receptory sprzężone z białkiem G lub receptory metabotropowe.

Białka G, nazwane tak ze względu na ich zdolność do wiązania się z nukleotydami guaninowymi, to trimery składające się z trzech podjednostek: α, β i g. Istnieje duża liczba odmian każdej z podjednostek (20 α, 6 β , 12γ). co tworzy podstawę dla ogromnej liczby ich kombinacji. Białka G są podzielone na cztery główne grupy według struktury i celów ich podjednostek α: G s stymuluje cyklazę adenylanową; Gi hamuje cyklazę adenylanową; Gq wiąże się z fosfolipazą C; Cele C12 nie są jeszcze znane. Rodzina Gi obejmuje Gt (transducin), która aktywuje fosfodiesterazę cGMP, a także dwie izoformy G0, które wiążą się z kanałami jonowymi. Jednak każde z białek 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, a wszystkie trzy podjednostki są połączone w trimer. Interakcja z aktywowanym receptorem umożliwia zastąpienie GDP na podjednostce α, powodując dysocjację guanozynotrifosforanu (GTP) -- i podjednostki βγ (w warunkach fizjologicznych β - a 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 wytworzeniem GDP. W rezultacie α -- a podjednostki βγ wiążą się ponownie, co prowadzi do zakończenia ich aktywności.

Do tej pory zidentyfikowano >1000 receptorów metabotropowych. Podczas gdy receptory związane z kanałem powodują zmiany elektryczne w błonie postsynaptycznej w ciągu zaledwie kilku milisekund lub szybciej, receptory niezwiązane z kanałem potrzebują kilkuset milisekund lub więcej, aby osiągnąć efekt. Wynika to z faktu, że pomiędzy początkowym sygnałem a odpowiedzią musi zajść szereg reakcji enzymatycznych. Co więcej, sam sygnał jest często „zamazany” nie tylko w czasie, ale także w przestrzeni, ponieważ ustalono, że neuroprzekaźnik może być uwalniany nie z zakończeń nerwowych, ale z zgrubień żylaków (guzków) zlokalizowanych wzdłuż aksonu. W tym przypadku nie ma wyraźnych morfologicznie synaps, guzki nie sąsiadują z żadnymi wyspecjalizowanymi obszarami receptywnymi komórki postsynaptycznej. Dlatego mediator dyfunduje w znacznej objętości tkanki nerwowej, działając (jak hormon) bezpośrednio na pole receptorowe wielu komórek nerwowych zlokalizowanych w różnych częściach układu nerwowego, a nawet poza nim. To jest tzw. pośredni transmisja synaptyczna.

W trakcie funkcjonowania synapsy ulegają rearanżacjom funkcjonalnym i morfologicznym. Ten proces nazywa się plastyczność synaptyczna. Takie zmiany są najbardziej widoczne podczas aktywności o wysokiej częstotliwości, która jest naturalnym warunkiem funkcjonowania synaps in vivo. Na przykład częstotliwość odpalania neuronów interkalarnych w OUN sięga 1000 Hz. Plastyczność może objawiać się zarówno wzrostem (wzmocnienie), jak i spadkiem (depresja) sprawności transmisji synaptycznej. Wyróżnia się krótkotrwałe (sekundy i minuty ostatnie) i długoterminowe (godziny, miesiące, lata) formy plastyczności synaptycznej. Te ostatnie są szczególnie interesujące, ponieważ są związane z procesami uczenia się i pamięci. Na przykład długotrwałe wzmocnienie to stały wzrost transmisji synaptycznej w odpowiedzi na stymulację o wysokiej częstotliwości. Ten rodzaj plastyczności może trwać przez kilka dni lub miesięcy. Długotrwałe wzmocnienie obserwuje się we wszystkich częściach OUN, ale najdokładniej jest badane w synapsach glutaminergicznych w hipokampie. Długotrwała depresja pojawia się również w odpowiedzi na stymulację o wysokiej częstotliwości i objawia się długotrwałym osłabieniem transmisji synaptycznej. Ten rodzaj plastyczności ma podobny mechanizm przy długotrwałym wzmocnieniu, ale rozwija się przy niskim wewnątrzkomórkowym stężeniu jonów Ca2+, podczas gdy długotrwałe wzmocnienie występuje przy wysokim.

Na uwalnianie mediatorów z zakończenia presynaptycznego i na chemiczną transmisję impulsu nerwowego w synapsie mogą wpływać mediatory uwalniane z trzeciego neuronu. Takie neurony i mediatory mogą hamować transmisję synaptyczną lub odwrotnie, ułatwiać ją. W takich przypadkach mówi się o modulacja heterosynaptyczna - hamowanie lub facylitacja heterosynaptyczna w zależności od efektu końcowego.

Zatem transmisja chemiczna jest bardziej elastyczna niż transmisja elektryczna, ponieważ zarówno działanie pobudzające, jak i hamujące można przeprowadzić bez trudności. Ponadto, gdy kanały postsynaptyczne są aktywowane środkami chemicznymi, może powstać wystarczająco silny prąd, który może depolaryzować duże komórki.

Mediatorzy – punkty aplikacji i charakter działania

Jednym z najtrudniejszych zadań stojących przed neurofizjologami jest dokładna chemiczna identyfikacja neuroprzekaźników działających na różne synapsy. Do tej pory znanych jest całkiem sporo związków, które mogą działać jako mediatory chemiczne w międzykomórkowym przekazywaniu impulsów nerwowych. Jednak tylko ograniczona liczba takich mediatorów została dokładnie zidentyfikowana; niektóre z nich zostaną omówione poniżej. Aby funkcja mediatora substancji w jakiejkolwiek tkance została niepodważalnie udowodniona, muszą być spełnione pewne kryteria:

1. po nałożeniu bezpośrednio na błonę postsynaptyczną substancja powinna wywoływać dokładnie takie same efekty fizjologiczne w komórce postsynaptycznej, jak w przypadku stymulacji włókna presynaptycznego;

2. należy udowodnić, 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 to formacja błonowa dwóch (lub więcej) komórek, w której pobudzenie (informacja) jest przenoszona z jednej komórki do drugiej.

Istnieje następująca klasyfikacja synaps:

1) przez mechanizm przenoszenia wzbudzenia (i przez strukturę):

Chemiczny;

Elektryczny (efazy);

Mieszany.

2) według uwolnionego neuroprzekaźnika:

Adrenergiczny - neuroprzekaźnik norepinefryny;

Cholinergiczny - neuroprzekaźnik acetylocholiny;

Dopaminergiczny - neuroprzekaźnik dopaminy;

Serotonergiczny - neuroprzekaźnik serotoniny;

GABAergic - neuroprzekaźnik kwasu gamma-aminomasłowego (GABA)

3) przez wpływ:

Ekscytujący;

Hamulec.

4) według lokalizacji:

nerwowo-mięśniowy;

Neuroneuronalne:

a) aksosomatyczny;

b) aksoaksonal;

c) akso-dendrytyczny;

d) dendrosomatyczny.

Rozważ trzy rodzaje synaps: chemiczne, elektryczne i mieszane(połączenie właściwości synaps chemicznych i elektrycznych).

Niezależnie od typu, synapsy mają wspólne cechy strukturalne: wyrostek nerwowy na końcu tworzy rozszerzenie ( blaszka synaptyczna, sob); końcowa błona SB różni się od innych odcinków błony neuronu i nazywa się błona presynaptyczna(PreSM); wyspecjalizowana błona drugiej komórki jest określana jako błona postsynaptyczna (PostSM); znajduje się między błonami synaps szczelina synaptyczna(Szcz, ryc. 1, 2).

Ryż. 1. Schemat budowy synapsy chemicznej

synapsy elektryczne(przypadki, ES) znajdują się obecnie w NS nie tylko skorupiaków, ale także mięczaków, stawonogów i ssaków. ES mają szereg unikalnych właściwości. Mają wąską szczelinę synaptyczną (około 2-4 nm), dzięki czemu wzbudzenie może być przenoszone elektrochemicznie (jak przez włókno nerwowe z powodu pola elektromagnetycznego) z dużą prędkością i w obu kierunkach: zarówno od membrany PreSM do PostSM, jak i od PostSM do PreSM. Istnieją połączenia szczelinowe między komórkami (koneksy lub koneksony) utworzone przez dwa białka koneksyny. Sześć podjednostek każdej koneksyny tworzy kanały PreSM i PostSM, przez które komórki mogą wymieniać substancje o niskiej masie cząsteczkowej o masie cząsteczkowej 1000-2000 daltonów. Praca koneksonów może być regulowana przez jony Ca2+ (rys. 2).

Ryż. 2. Schemat synapsy elektrycznej

ES są bardziej wyspecjalizowane w porównaniu do synaps chemicznych i zapewniają wysoki współczynnik transferu wzbudzenia. Jednak najwyraźniej jest pozbawiony możliwości bardziej subtelnej analizy (regulacji) przekazywanych informacji.

Synapsy chemiczne dominują w NS. Historia ich badań zaczyna się od prac Claude'a Bernarda, który w 1850 roku opublikował artykuł „Studium nad Curare”. Oto, co napisał: „Curare to silna trucizna przygotowana przez niektóre ludy (głównie kanibale) żyjące w lasach… Amazonki”. I dalej, „Curare jest podobna do jadu węża, ponieważ może być bezkarnie wstrzykiwana do przewodu pokarmowego człowieka lub zwierząt, podczas gdy wstrzykiwanie jej pod skórę lub w jakąkolwiek część ciała szybko prowadzi do śmierci. …po kilku chwilach zwierzęta kładą się, jakby były zmęczone. Wtedy oddech ustaje, znika ich wrażliwość i życie, a zwierzęta nie wydają krzyku i nie wykazują oznak bólu. Chociaż K. Bernard nie wpadł na pomysł chemicznego przekazywania impulsu nerwowego, jego klasyczne eksperymenty z kurarą pozwoliły na powstanie tego pomysłu. Minęło ponad pół wieku, kiedy J. Langley ustalił (1906), że paraliżujący efekt kurary jest związany ze specjalną częścią mięśnia, którą nazwał substancją receptywną. T. Eliot (1904) jako pierwszy zasugerował przeniesienie pobudzenia z nerwu na narząd efektorowy za pomocą substancji chemicznej.

Jednak dopiero prace G. Dale'a i O. Loewy ostatecznie zatwierdziły hipotezę synapsy chemicznej. Dale w 1914 ustalił, że stymulacja nerwu przywspółczulnego jest imitowana przez acetylocholinę. Levy w 1921 udowodnił, że acetylocholina jest uwalniana z zakończenia nerwu błędnego, aw 1926 odkrył acetylocholinesterazę, enzym, który niszczy acetylocholinę.

Pobudzenie w synapsie chemicznej jest przekazywane przez mediator. Ten proces składa się z kilku etapów. Rozważmy te cechy na przykładzie synapsy acetylocholiny, która jest szeroko rozpowszechniona w OUN, autonomicznym i obwodowym układzie nerwowym (ryc. 3).

Ryż. 3. Schemat funkcjonowania synapsy chemicznej

1. Mediator acetylocholina (ACh) jest syntetyzowany w blaszce synaptycznej z acetylo-CoA (acetylo-koenzym A powstaje w mitochondriach) i choliny (syntetyzowanej przez wątrobę) przy użyciu transferazy acetylocholiny (ryc. 3, 1).

2. Mediator jest zapakowany w pęcherzyki synaptyczne ( Castillo, Katz; 1955). Ilość mediatora w jednym pęcherzyku to kilka tysięcy cząsteczek ( kwant mediatora). Niektóre pęcherzyki znajdują się na PreCM i są gotowe do uwolnienia mediatora (ryc. 3, 2).

3. Mediator zostaje zwolniony przez egzocytoza po wzbudzeniu PreSM. Prąd przychodzący odgrywa ważną rolę w pękaniu błony i uwalnianiu nadajnika kwantowego. Ca 2+(ryc. 3, 3).

4. Zwolniony mediator wiąże się z określonym białkiem receptora PostSM (ryc. 3, 4).

5. W wyniku interakcji mediatora i receptora zmiany przewodnictwa jonowego PostCM: gdy kanały Na+ są otwarte, depolaryzacja; otwarcie K + lub Cl - kanały prowadzą do hiperpolaryzacja(ryc. 3, 5).

6 . Po depolaryzacji uruchamiane są procesy biochemiczne w cytoplazmie postsynaptycznej (ryc. 3, 6).

7. Receptor jest uwalniany z mediatora: ACh jest niszczony przez acetylocholinoesterazę (AChE, ryc. 3.7).

zauważ, że mediator normalnie oddziałuje z określonym receptorem o określonej sile i czasie trwania. Dlaczego kurara jest trucizną? Miejscem działania kurary jest właśnie synapsa ACh. Curare silniej wiąże się z receptorem acetylocholiny i pozbawia go interakcji z mediatorem (ACh). Pobudzenie z nerwów somatycznych do mięśni szkieletowych, w tym z nerwu przeponowego do głównego mięśnia oddechowego (przepony), jest przekazywane za pomocą ACh, więc kurara powoduje rozluźnienie (rozluźnienie) mięśni i zatrzymanie oddechu (z powodu którego w rzeczywistości następuje śmierć).

Zwracamy uwagę na główne cechy transmisji wzbudzenia w synapsie chemicznej.

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

2. Ekscytacja jest przekazywana w jednym kierunku: od PreSm do PostSm.

3. W synapsie chemicznej tymczasowe opóźnienie w przewodzeniu wzbudzenia, więc synapsa niska labilność.

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

5. Transformacja wzbudzeń zachodzi w synapsie chemicznej: elektrochemiczny charakter wzbudzenia na PreCM jest kontynuowany w biochemicznym procesie egzocytozy pęcherzyków synaptycznych i wiązania mediatora ze specyficznym receptorem. Po tym następuje zmiana przewodności jonowej PostCM (również proces elektrochemiczny), która jest kontynuowana wraz z reakcjami biochemicznymi w cytoplazmie postsynaptycznej.

W zasadzie taka wieloetapowa transmisja wzbudzenia powinna mieć istotne znaczenie biologiczne. Należy pamiętać, że na każdym z etapów istnieje możliwość regulacji procesu przenoszenia wzbudzenia. Pomimo ograniczonej liczby mediatorów (nieco ponad tuzin), w synapsie chemicznej istnieją warunki do szerokiego decydowania o losie pobudzenia nerwu, które dochodzi do synapsy. Połączenie cech synaps chemicznych wyjaśnia indywidualne zróżnicowanie biochemiczne procesów nerwowych i umysłowych.

Zajmijmy się teraz dwoma ważnymi procesami zachodzącymi w przestrzeni postsynaptycznej. Zauważyliśmy, że zarówno depolaryzacja, jak i hiperpolaryzacja mogą rozwinąć się w wyniku interakcji ACh z receptorem na PostCM. Co decyduje o tym, czy mediator będzie pobudzający czy hamujący? Wynik interakcji mediatora i receptora określony przez właściwości białka receptora(inną ważną właściwością synapsy chemicznej jest to, że PostSM jest aktywny w stosunku do nadchodzącego wzbudzenia). W zasadzie synapsa chemiczna jest formacją dynamiczną, zmieniając receptor, komórka, która otrzymuje wzbudzenie, może wpływać na jej dalszy los. Jeżeli właściwości receptora są takie, że jego interakcja z mediatorem otwiera kanały Na +, to kiedy uwolnienie jednego fotonu mediatora na PostSM rozwija lokalny potencjał(dla połączenia nerwowo-mięśniowego nazywa się to potencjałem miniaturowej płytki końcowej - MEPP).

Kiedy pojawia się PD? Pobudzenie PostCM (pobudzający potencjał postsynaptyczny - EPSP) powstaje w wyniku sumowania lokalnych potencjałów. Można wyróżnić dwa rodzaje procesów sumowania. Na sekwencyjne uwalnianie kilku kwantów nadajnika w tej samej synapsie(woda i kamień zużywają się) powstaje tymczasowy a podsumowuję. Jeśli mediatory kwantowe są uwalniane jednocześnie w różnych synapsach(może być ich kilka tysięcy na błonie neuronu) sumowanie przestrzenne. Repolaryzacja błony PostCM zachodzi powoli, a po uwolnieniu poszczególnych kwantów mediatora PostCM znajduje się przez pewien czas w stanie egzaltacji (tzw. wzmocnienie synaptyczne, ryc. 4). Być może w ten sposób trenuje się synapsę (uwalnianie kwantów transmitujących w niektórych synapsach może „przygotować” błonę do decydującej interakcji z mediatorem).

Gdy kanały K+ lub Cl- są otwarte, na PostCM pojawia się hamujący potencjał postsynaptyczny (IPSP, ryc. 4).

Ryż. 4. Potencjały błony postsynaptycznej

Oczywiście, w przypadku rozwoju IPSP, dalsza propagacja wzbudzenia może zostać zatrzymana. Inną opcją zatrzymania procesu wzbudzenia jest hamowanie presynaptyczne. Jeśli na błonie blaszki synaptycznej utworzy się synapsa hamująca, egzocytoza pęcherzyków synaptycznych może zostać zablokowana w wyniku hiperpolaryzacji PreCM.

Drugim ważnym procesem jest rozwój reakcji biochemicznych w cytoplazmie postsynaptycznej. Zmiana przewodnictwa jonowego 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 „schodzić” w głąb cytoplazmy, aż do jądra neuronu, regulując procesy syntezy białek. W ten sposób komórka nerwowa może odpowiedzieć na nadchodzące pobudzenie nie tylko decydując o swoim przyszłym losie (odpowiadając na EPSP lub IPSP, tj. Przeprowadzić lub nie prowadzić dalej), ale także zmienić liczbę receptorów lub zsyntetyzować białko receptorowe z nowymi właściwościami w stosunku do pewnego mediatora. Dlatego inną ważną właściwością synapsy chemicznej jest to, że dzięki procesom biochemicznym postsynaptycznej cytoplazmy komórka przygotowuje się (uczy) do przyszłych interakcji.

W układzie nerwowym działają różne synapsy, które różnią się mediatorami i receptorami. Nazwę synaps określa mediator, a raczej nazwa receptora dla konkretnego mediatora. Dlatego rozważymy klasyfikację głównych mediatorów i receptorów układu nerwowego (patrz także materiał rozpowszechniany na wykładzie !!).

Zauważyliśmy już, że efekt interakcji między mediatorem a receptorem jest determinowany przez właściwości receptora. Dlatego znane mediatory, z wyjątkiem kwasu g-aminomasłowego, mogą pełnić funkcje zarówno mediatorów pobudzających, jak i hamujących.Następujące grupy mediatorów wyróżnia budowa chemiczna.

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

Ryż. 5. Cząsteczka acetylocholiny

znany dwa rodzaje receptorów cholinergicznych: nikotyna ( Receptory N-cholinergiczne) i muskarynowy ( Receptory M-cholinergiczne). Nazwa została nadana substancjom, które wywołują w tych synapsach efekt podobny do acetylocholiny: N-cholinomimetyk jest nikotyna, a M-cholinomimetyk- toksyna muchomora Amanita muscaria ( muskarynowy). Bloker (antycholinergiczny) receptor H-cholinergiczny jest d-tubokuraryna(główny składnik trucizny kurary) i M-antycholinergiczny jest toksyną belladonny Atropa belladonna - atropina. Co ciekawe, właściwości atropiny były znane od dawna i był czas, kiedy kobiety używały belladonny atropiny do powodowania rozszerzenia źrenic (sprawiają, że oczy są ciemne i „piękne”).

Następujące cztery główne mediatory mają podobieństwa w budowie chemicznej, więc są klasyfikowane w grupie monoaminy. to serotonina lub 5-hydroksytryptami (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-hydroksytryptamina)

Pozostałe trzy neuroprzekaźniki są syntetyzowane z niezbędnego aminokwasu fenyloalaniny i dlatego są zbiorczo nazywane katecholaminy- to jest dopamina (dopamina), norepinefryna (norepinefryna) i epinefryna (epinefryna, ryc. 7).

Ryż. 7. Katecholaminy

Wśród aminokwasy mediatorzy są kwas gamma-aminomasłowy(g-AMA lub GABA – znany jako jedyny neuroprzekaźnik hamujący), glicyna, kwas glutaminowy, kwas asparaginowy.

Wśród mediatorów znajdują się: peptydy. W 1931 Euler znalazł w ekstraktach mózgu i jelit substancję, która powoduje skurcz mięśni gładkich jelita i rozszerzenie naczyń krwionośnych. Ten neuroprzekaźnik został wyizolowany w czystej postaci z podwzgórza i nazwany substancje P(z angielskiego proszek - proszek, składa się z 11 aminokwasów). Ustalono dalej, że substancja P odgrywa ważną rolę w przewodzeniu pobudzeń bólowych (nazwa nie musiała być zmieniana, ponieważ ból w języku angielskim to ból).

peptyd delta snu otrzymał swoją nazwę od zdolności do wywoływania powolnych rytmów o wysokiej amplitudzie (rytmów delta) na elektroencefalogramie.

W mózgu syntetyzuje się szereg mediatorów białkowych o charakterze narkotycznym (opiatowym). To są pentapeptydy Met-enkefalina oraz Leu-enkefalina, jak również endorfiny. Są to najważniejsze blokery pobudzenia bólu i mediatory wzmocnienia (radości i przyjemności). Innymi słowy, nasz mózg jest doskonałą fabryką leków endogennych. Najważniejsze jest nauczenie mózgu, jak je wytwarza. "Jak?" - ty pytasz. To proste – endogenne opiaty powstają wtedy, gdy nam się podoba. Rób wszystko z przyjemnością, zmuszaj swoją endogenną fabrykę do syntezy opiatów! Naturalnie otrzymujemy tę możliwość od urodzenia – zdecydowana większość neuronów reaguje na pozytywne wzmocnienie.

Badania ostatnich dziesięcioleci umożliwiły odkrycie kolejnego bardzo interesującego mediatora - tlenek azotu (NO). Okazało się, że NO nie tylko odgrywa ważną rolę w regulacji napięcia naczyń krwionośnych (znana Ci nitrogliceryna jest źródłem NO i rozszerza naczynia wieńcowe), ale jest również syntetyzowany w neuronach OUN.

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

MINISTERSTWO EDUKACJI I NAUKI ROSJI

Federalna Państwowa Budżetowa Instytucja Edukacyjna Wyższego Szkolnictwa Zawodowego

„ROSYJSKI PAŃSTWOWY UNIWERSYTET HUMANITARNY”

INSTYTUT GOSPODARKI, ZARZĄDZANIA I PRAWA

ODDZIAŁ ZARZĄDZAJĄCY

Budowa i funkcja synapsy. Klasyfikacje synaps. Synapsy chemiczne, neuroprzekaźnik

Test końcowy z psychologii rozwojowej

student II roku zamiejscowej (korespondencyjnej) formy kształcenia

Kundirenko Jekaterina Wiktorowna

Kierownik

Usenko Anna Borisowna

Kandydat Nauk Psychologicznych, Profesor Nadzwyczajny

Moskwa 2014

Czyn. Fizjologia neuronu i jego budowa. Budowa i funkcje synapsy. synapsa chemiczna. Izolacja mediatora. Mediatory chemiczne i ich rodzaje

Wniosek

neuron mediatora synapsy

Wstęp

Układ nerwowy odpowiada za skoordynowaną pracę różnych narządów i układów, a także za regulację funkcji organizmu. Łączy również organizm ze środowiskiem zewnętrznym, dzięki czemu odczuwamy różne zmiany w otoczeniu i reagujemy na nie. Główne funkcje układu nerwowego to 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 obejmuje trzy główne elementy: 1) komórki nerwowe (neurony); 2) związane z nimi komórki glejowe, w szczególności komórki neuroglejowe, a także komórki tworzące nerwiak nerwowy; 3) tkanka łączna. Neurony zapewniają przewodzenie impulsów nerwowych; neuroglej pełni funkcje wspomagające, ochronne i troficzne zarówno w mózgu, jak i rdzeniu kręgowym oraz nerwiak, na który składają się głównie wyspecjalizowane, tzw. komórki Schwanna, uczestniczą w tworzeniu osłonek włókien nerwów obwodowych; tkanka łączna wspiera i łączy ze sobą różne części układu nerwowego.

Przekazywanie impulsów nerwowych z jednego neuronu do drugiego odbywa się za pomocą synapsy. Synapsa (synapsa, z greckiego synapsys - połączenie): wyspecjalizowane kontakty międzykomórkowe, za pośrednictwem których komórki układu nerwowego (neurony) przekazują sygnał (impuls nerwowy) do siebie lub do komórek nieneuronalnych. Informacja w postaci potencjałów czynnościowych pochodzi z pierwszej komórki, zwanej presynaptyczną, do drugiej, zwanej postsynaptyczną. Z reguły synapsę rozumie się jako synapsę chemiczną, 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, przesyłania i przechowywania informacji, organizowania reakcji na bodźce, nawiązywania kontaktów z innymi neuronami i komórkami narządów. Unikalne cechy neuronu to zdolność do generowania wyładowań elektrycznych i przekazywania informacji za pomocą wyspecjalizowanych zakończeń - synaps.

Wykonywanie funkcji neuronu ułatwia synteza w jego aksoplazmie substancji-przekaźników - neuroprzekaźników (neuroprzekaźników): acetylocholiny, katecholamin itp. Rozmiary neuronów wahają się od 6 do 120 mikronów.

Liczba neuronów w ludzkim mózgu zbliża się do 1011. Na jednym neuronie może znajdować się do 10 000 synaps. Jeśli tylko te elementy są uważane za komórki magazynujące informacje, możemy wywnioskować, że układ nerwowy może przechowywać 1019 jednostek. informacje, tj. zdolne pomieścić prawie całą wiedzę zgromadzoną przez ludzkość. Dlatego pogląd, że ludzki mózg pamięta wszystko, co dzieje się w ciele i kiedy komunikuje się z otoczeniem, jest całkiem uzasadniony. Mózg nie jest jednak w stanie wydobyć z pamięci wszystkich informacji, które są w nim przechowywane.

Pewne typy organizacji neuronalnej są charakterystyczne dla różnych struktur mózgu. Neurony organizujące pojedynczą funkcję tworzą tzw. grupy, populacje, zespoły, kolumny, jądra. W korze mózgowej, móżdżku, neurony tworzą warstwy komórek. Każda warstwa ma swoją specyficzną funkcję.

Skupiska komórek tworzą szarą materię mózgu. Pomiędzy jądrami grup komórek i pomiędzy poszczególnymi komórkami przechodzą zmielinizowane lub niezmielinizowane włókna: aksony i dendryty.

Jedno włókno nerwowe z leżących poniżej struktur mózgowych w korze mózgowej rozgałęzia się na neurony zajmujące objętość 0,1 mm3, tj. jedno włókno nerwowe może wzbudzić do 5000 neuronów. W rozwoju poporodowym zachodzą pewne zmiany w gęstości neuronów, ich objętości i rozgałęzieniach dendrytów.

Struktura neuronu.

Funkcjonalnie w neuronie wyróżnia się następujące części: postrzegającą - dendryty, błonę somy neuronu; integracyjny - soma z kopcem aksonów; nadawanie - kopiec aksonu z aksonem.

Ciało neuronu (soma), oprócz informacji, pełni funkcję troficzną w odniesieniu do jego procesów i ich synaps. Przecięcie aksonu lub dendrytu prowadzi do śmierci procesów leżących dystalnie do przecięcia, aw konsekwencji do śmierci synaps tych procesów. Soma zapewnia również wzrost dendrytów i aksonów.

Soma neuronu jest zamknięta w wielowarstwowej błonie, która zapewnia tworzenie i propagację potencjału elektrotonicznego do wzgórka aksonu.

Neurony są w stanie 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 zwrócone są w kierunku fazy wodnej: jedna warstwa cząsteczek jest skierowana do wewnątrz, druga na zewnątrz komórki. Końce hydrofobowe są zwrócone do siebie - wewnątrz membrany. Białka błonowe są wbudowane w podwójną warstwę lipidową i pełnią 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 mocują je na błonie; enzymy znajdujące się na błonie ułatwiają przepływ reakcji chemicznych na powierzchni neuronu. W niektórych przypadkach to samo białko może być zarówno receptorem, enzymem, jak i „pompą”.

Rybosomy znajdują się z reguły w pobliżu jądra i przeprowadzają syntezę białek na matrycach tRNA. Rybosomy neuronów stykają się z retikulum endoplazmatycznym kompleksu blaszkowatego i tworzą substancję bazofilową.

Substancja bazofilowa (substancja Nissla, substancja tigroid, tigroid) - struktura rurkowa pokryta drobnymi ziarnami, zawiera RNA i bierze udział w syntezie składników białkowych komórki. Przedłużone pobudzenie neuronu prowadzi do zaniku substancji bazofilowej w komórce, a tym samym do zaprzestania syntezy określonego białka. U noworodków neurony płata czołowego kory mózgowej nie mają substancji bazofilowej. Jednocześnie w strukturach zapewniających istotne odruchy - rdzeniu kręgowym, pniu mózgu, neurony zawierają dużą ilość substancji bazofilowej. Porusza się prądem aksoplazmatycznym z somy komórki do aksonu.

Kompleks płytkowy (aparat Golgiego) to organelle neuronu otaczające jądro w postaci sieci. Kompleks płytkowy bierze udział w syntezie neurosekrecji i innych biologicznie czynnych związków komórki.

Lizosomy i ich enzymy zapewniają hydrolizę wielu substancji w neuronie.

Pigmenty neuronów - melanina i lipofuscyna znajdują się w neuronach istoty czarnej śródmózgowia, w jądrach nerwu błędnego oraz w komórkach układu współczulnego.

Mitochondria to organelle, które zaspokajają potrzeby energetyczne neuronów. Odgrywają ważną rolę w oddychaniu komórkowym. Większość z nich znajduje się w najbardziej aktywnych częściach neuronu: wzgórku aksonu, w okolicy synaps. Wraz z aktywną aktywnością neuronu wzrasta liczba mitochondriów.

Neurotubule penetrują somę neuronu i biorą udział w przechowywaniu i przekazywaniu informacji.

Jądro neuronu otoczone jest porowatą dwuwarstwową błoną. Przez pory następuje wymiana między nukleoplazmą a cytoplazmą. Kiedy neuron jest aktywowany, jądro zwiększa swoją powierzchnię dzięki występom, co wzmacnia relacje jądrowo-plazmatyczne, które stymulują funkcje komórki nerwowej. Jądro neuronu zawiera materiał genetyczny. Aparat genetyczny zapewnia różnicowanie, ostateczną formę komórki, a także typowe dla tej komórki połączenia. Inną istotną funkcją jądra jest regulacja syntezy białek neuronowych przez całe jego życie.

Jąderko zawiera dużą ilość RNA pokrytego cienką warstwą DNA.

Istnieje pewien związek między rozwojem jąderka i substancji bazofilowej w ontogenezie a powstawaniem pierwotnych reakcji behawioralnych u ludzi. Wynika to z faktu, że aktywność neuronów, nawiązywanie kontaktów z innymi neuronami zależy od akumulacji w nich substancji bazofilowych.

Dendryty są głównym polem percepcyjnym neuronu. Błona dendrytu i synaptyczna część ciała komórki jest w stanie reagować na mediatory uwalniane przez zakończenia aksonów poprzez zmianę potencjału elektrycznego.

Zazwyczaj neuron ma kilka rozgałęzionych dendrytów. Potrzeba takiego rozgałęzienia wynika z faktu, że neuron jako struktura informacyjna musi mieć dużą liczbę wejść. Informacje docierają do niego z innych neuronów poprzez wyspecjalizowane kontakty, tzw. kolce.

„Spikes” mają złożoną strukturę i zapewniają percepcję sygnałów przez neuron. Im bardziej złożona funkcja układu nerwowego, im więcej różnych analizatorów wysyła informacje do danej struktury, tym więcej „kolców” na dendrytach neuronów. Ich maksymalna liczba zawarta jest w neuronach piramidalnych kory ruchowej kory mózgowej i sięga kilku tysięcy. Zajmują do 43% powierzchni błony somatycznej i dendrytów. Dzięki „cierniom” powierzchnia percepcyjna neuronu znacznie się zwiększa i może osiągnąć np. w komórkach Purkinjego 250 000 mikronów.

Przypomnijmy, że ruchowe neurony piramidowe otrzymują informacje z prawie wszystkich systemów czuciowych, szeregu formacji podkorowych oraz z systemów asocjacyjnych mózgu. Jeśli dany kręgosłup lub grupa kolców przestaje otrzymywać informacje przez długi czas, wówczas kolce te znikają.

Akson jest wyrostkiem cytoplazmy, przystosowanym do przenoszenia informacji gromadzonych przez dendryty, przetwarzanych w neuronie i przekazywanych do aksonu przez wzgórek aksonu - punkt wyjścia aksonu z neuronu. Akson tej komórki ma stałą średnicę, w większości przypadków jest ubrany w osłonkę mielinową utworzoną z gleju. Akson ma rozgałęzione zakończenia. Na zakończeniach znajdują się mitochondria i formacje wydzielnicze.

Rodzaje neuronów.

Struktura neuronów w dużej mierze odpowiada ich funkcjonalnemu celowi. Strukturalnie neurony dzielą się na trzy typy: jednobiegunowy, dwubiegunowy i wielobiegunowy.

Prawdziwe neurony jednobiegunowe znajdują się tylko w jądrze śródmózgowia nerwu trójdzielnego. Te neurony zapewniają wrażliwość proprioceptywną mięśni żucia.

Inne neurony jednobiegunowe nazywane są pseudo-unipolarnymi, w rzeczywistości mają dwa procesy (jeden pochodzi z obwodu od receptorów, drugi trafia 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, sygnalizację dotykową, proprioceptywną, baroceptywną, 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 z receptorem przez dendryt, a akson z neuronem następnego poziomu organizacji odpowiedniego układu sensorycznego.

Neurony wielobiegunowe mają kilka dendrytów i jeden akson. Obecnie istnieje do 60 różnych wariantów budowy neuronów wielobiegunowych, ale wszystkie reprezentują odmiany komórek wrzecionowatych, gwiaździstych, koszykowych i piramidalnych.

Metabolizm w neuronie.

Niezbędne składniki odżywcze i sole dostarczane są do komórki nerwowej w postaci roztworów wodnych. Produkty metaboliczne są również usuwane z neuronu w postaci roztworów wodnych.

Białka neuronów służą do celów plastycznych i informacyjnych. Jądro neuronu zawiera DNA, podczas gdy RNA dominuje w cytoplazmie. RNA koncentruje się głównie w substancji bazofilowej. Intensywność metabolizmu białek w jądrze jest wyższa niż w cytoplazmie. Tempo odnowy białek w filogenetycznie nowszych strukturach układu nerwowego jest wyższe niż w starszych. Najwyższe tempo metabolizmu białek 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 powoduje ich wysoką oporność elektryczną, sięgającą w niektórych neuronach 1000 Ohm/cm2 powierzchni. Wymiana lipidów w komórce nerwowej jest powolna; pobudzenie neuronu prowadzi do zmniejszenia ilości lipidów. Zwykle po długotrwałej pracy umysłowej, przy zmęczeniu, zmniejsza się ilość fosfolipidów w komórce.

Węglowodany neuronów są dla nich głównym źródłem energii. Glukoza wchodząc do komórki nerwowej zamienia się w glikogen, który w razie potrzeby pod wpływem enzymów samej komórki ponownie zamienia się w glukozę. W związku z tym, że zapasy glikogenu podczas pracy neuronu nie zapewniają w pełni jego wydatkowania energetycznego, źródłem energii dla komórki nerwowej jest glukoza we krwi.

Glukoza jest rozkładana w neuronach tlenowo i beztlenowo. Dekolt jest głównie tlenowy, co tłumaczy wysoką wrażliwość komórek nerwowych na brak tlenu. Wzrost adrenaliny we krwi, energiczna aktywność organizmu prowadzi do wzrostu spożycia węglowodanów. W znieczuleniu zmniejsza się spożycie węglowodanów.

Tkanka nerwowa zawiera sole potasu, sodu, wapnia, magnezu itp. Wśród kationów dominują K+, Na+, Mg2+, Ca2+; z anionów - Cl-, HCO3-. Ponadto w neuronie znajdują się różne pierwiastki śladowe (na przykład miedź i mangan). Ze względu na wysoką aktywność biologiczną aktywują enzymy. Liczba pierwiastków śladowych w neuronie zależy od jego stanu funkcjonalnego. Tak więc przy wzbudzeniu odruchowym lub kofeiną zawartość miedzi i manganu w neuronie gwałtownie spada.

Wymiana energii w neuronie w spoczynku i wzbudzeniu jest inna. Świadczy o tym wartość współczynnika oddechowego w komórce. W spoczynku wynosi 0,8, a podekscytowany 1,0. Po wzbudzeniu zużycie tlenu wzrasta o 100%. Po wzbudzeniu ilość kwasów nukleinowych w cytoplazmie neuronów czasami zmniejsza się 5-krotnie.

Własne procesy energetyczne neuronu (jego soma) są ściśle związane z troficznym wpływem neuronów, który dotyczy przede wszystkim aksonów i dendrytów. Jednocześnie zakończenia nerwowe aksonów mają wpływ troficzny na mięśnie lub komórki innych narządów. Tak więc naruszenie unerwienia mięśnia prowadzi do jego atrofii, zwiększonego rozpadu białek i śmierci włókien mięśniowych.

Klasyfikacja neuronów.

Istnieje klasyfikacja neuronów, która uwzględnia strukturę chemiczną substancji uwalnianych na końcach ich aksonów: cholinergicznych, peptydergicznych, norepineficznych, dopaminergicznych, serotoninergicznych itp.

Dzięki wrażliwości na działanie bodźców neurony dzielą się na mono-, bi-, polisensoryczne.

neurony jednoczuciowe. Znajdują się one częściej w pierwotnych strefach projekcyjnych kory i reagują tylko na sygnały czuciowe. Na przykład znaczna część neuronów w pierwotnej strefie kory wzrokowej reaguje tylko na stymulację świetlną siatkówki.

Neurony monosensoryczne dzielą się funkcjonalnie ze względu na ich wrażliwość na różne właściwości pojedynczego bodźca. W ten sposób poszczególne neurony w strefie słuchowej kory mózgowej mogą reagować na prezentację tonu 1000 Hz i nie odpowiadać na tony o innej częstotliwości. Nazywa się je monomodalnymi. Neurony, które reagują na dwa różne tony, nazywane są bimodalnymi, na trzy lub więcej - polimodalnymi.

neurony bisensoryczne. Częściej znajdują się w strefach wtórnych kory dowolnego analizatora i mogą reagować na sygnały zarówno własne, jak i inne czuciowe. Na przykład neurony w strefie wtórnej kory wzrokowej reagują na bodźce wzrokowe i słuchowe.

neurony polisensoryczne. Są to najczęściej neurony asocjacyjnych stref mózgu; są w stanie reagować na podrażnienia układu słuchowego, wzrokowego, skóry i innych odbiorczych.

Komórki nerwowe różnych części układu nerwowego mogą być aktywne poza wpływem - w tle lub w tle (ryc. 2.16). Inne neurony wykazują aktywność impulsową tylko w odpowiedzi na pewien rodzaj stymulacji.

Neurony aktywne w tle dzielą się na hamujące – spowalniające częstotliwość wyładowań i pobudzające – zwiększające częstotliwość wyładowań w odpowiedzi na jakiś rodzaj podrażnienia. Neurony aktywne w tle mogą generować impulsy w sposób ciągły z pewnym spowolnieniem lub wzrostem częstotliwości wyładowań - jest to pierwszy rodzaj aktywności - ciągłej arytmii. Takie neurony zapewniają ton ośrodków nerwowych. Neurony aktywne w tle mają ogromne znaczenie w utrzymaniu poziomu pobudzenia kory i innych struktur mózgu. Liczba neuronów aktywnych w tle wzrasta w stanie czuwania.

Neurony drugiego typu dają grupę impulsów z krótkim odstępem między impulsami, po którym następuje okres ciszy i ponownie pojawia się grupa lub paczka impulsów. Ten rodzaj aktywności nazywa się pękaniem. Wartość aktywności typu burst polega na stworzeniu warunków do przewodzenia sygnałów przy zmniejszeniu funkcjonalności przewodzących lub percepcyjnych struktur mózgu. Odstępy między impulsami w serii wynoszą około 1-3 ms, między 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 od 3 do 30 ms), po których następuje okres ciszy.

Funkcjonalnie neurony można również podzielić na trzy typy: aferentne, interneurony (interkalarne), eferentne. Te pierwsze pełnią funkcję odbierania i przesyłania informacji do pokrywających się struktur OUN, drugie - zapewniają interakcję między neuronami OUN, trzeci - przekazują informacje do podstawowych struktur OUN, do węzłów nerwowych leżących poza OUN i do narządów ciała.

Funkcje neuronów aferentnych są ściśle związane z funkcjami receptorów.

Struktura i funkcje synapsy

Synapsy nazywane są kontaktami, które ustanawiają neurony jako niezależne formacje. Synapsa jest złożoną strukturą i składa się z części presynaptycznej (koniec aksonu przenoszącego sygnał), szczeliny synaptycznej i części postsynaptycznej (struktura komórki postrzegającej).

Klasyfikacja synaps. Synapsy są klasyfikowane według lokalizacji, charakteru działania, sposobu transmisji sygnału.

Według lokalizacji rozróżnia się synapsy nerwowo-mięśniowe i synapsy nerwowo-neuronalne, te z kolei dzielą się na aksosomatyczne, akso-aksonalne, aksodendrytyczne, dendrosomatyczne.

Ze względu na charakter działania na strukturę postrzegania synapsy mogą być pobudzające i hamujące.

Zgodnie z metodą transmisji sygnału synapsy dzielą się na elektryczne, chemiczne, mieszane.

Charakter interakcji neuronów. Jest to określone przez metodę tej interakcji: odległy, sąsiadujący, kontaktowy.

Odległą interakcję mogą zapewnić dwa neurony zlokalizowane w różnych strukturach ciała. Na przykład w komórkach wielu struktur mózgu powstają neurohormony, neuropeptydy, które mogą wpływać humoralnie na neurony w innych oddziałach.

Sąsiadujące oddziaływanie neuronów odbywa się w przypadku, gdy błony neuronów są oddzielone tylko przestrzenią międzykomórkową. Zazwyczaj taka interakcja zachodzi, gdy między błonami neuronów nie ma komórek glejowych. Takie sąsiedztwo jest typowe dla aksonów nerwu węchowego, równoległych włókien móżdżku itp. Uważa się, że sąsiednie oddziaływanie zapewnia udział sąsiednich neuronów w wykonywaniu pojedynczej funkcji. Dzieje się tak w szczególności dlatego, że metabolity, produkty aktywności neuronów, wchodzące do przestrzeni międzykomórkowej, wpływają na sąsiednie neurony. Sąsiednia interakcja może w niektórych przypadkach zapewnić transmisję informacji elektrycznej z neuronu do neuronu.

Oddziaływanie kontaktowe jest wynikiem specyficznych kontaktów błon neuronów, które tworzą tzw. synapsy elektryczne i chemiczne.

synapsy elektryczne. Morfologicznie reprezentują fuzję lub zbieżność sekcji błon. W tym ostatnim przypadku szczelina synaptyczna nie jest ciągła, ale jest przerywana mostkami pełnego kontaktu. Mostki te tworzą powtarzalną strukturę komórkową synapsy, a komórki są ograniczone obszarami przylegających błon, których odległość w synapsach ssaków wynosi 0,15-0,20 nm. Miejsca fuzji błony zawierają kanały, przez które komórki mogą wymieniać określone produkty. Oprócz opisanych synaps komórkowych, wśród synaps elektrycznych wyróżnia się inne - w postaci ciągłej przerwy; powierzchnia każdego z nich sięga 1000 mikronów, jak na przykład między neuronami zwoju rzęskowego.

Synapsy elektryczne mają jednokierunkowe przewodzenie wzbudzenia. Łatwo to udowodnić, rejestrując potencjał elektryczny w synapsie: gdy drogi aferentne są stymulowane, błona synapsy depolaryzuje się, a gdy pobudzane są włókna odprowadzające, ulega hiperpolaryzacji. Okazało się, że synapsy neuronów pełniących tę samą funkcję mają dwukierunkowe przewodzenie pobudzenia (na przykład synapsy między dwiema wrażliwymi komórkami), a synapsy między neuronami o różnych funkcjach (czuciowej i ruchowej) mają jednokierunkowe przewodzenie. Funkcje synaps elektrycznych polegają przede wszystkim na zapewnianiu nagłych reakcji organizmu. To najwyraźniej wyjaśnia ich lokalizację u zwierząt w strukturach, które zapewniają reakcję ucieczki, ucieczki przed niebezpieczeństwem itp.

Synapsa elektryczna jest stosunkowo niemęcząca i odporna na zmiany w środowisku zewnętrznym i wewnętrznym. Podobno te cechy wraz z szybkością zapewniają wysoką niezawodność jego działania.

synapsy chemiczne. Strukturalnie reprezentowane są przez część presynaptyczną, szczelinę synaptyczną i część postsynaptyczną. Presynaptyczna część synapsy chemicznej powstaje w wyniku ekspansji aksonu wzdłuż jej przebiegu lub końca. W części presynaptycznej znajdują się pęcherzyki ziarniste i ziarniste (ryc. 1). Pęcherzyki (kwanty) zawierają mediatora. W ekspansji presynaptycznej występują mitochondria, które zapewniają syntezę mediatora, granulek glikogenu itp. Przy wielokrotnej stymulacji zakończenia presynaptycznego zapasy mediatora w pęcherzykach synaptycznych są wyczerpane. Uważa się, że małe pęcherzyki ziarniste zawierają noradrenalinę, duże - inne katecholaminy. Pęcherzyki ziarniste zawierają acetylocholinę. Mediatory wzbudzenia mogą być również pochodnymi kwasu glutaminowego i asparaginowego.

Ryż. 1. Schemat procesu przekazywania sygnałów nerwowych w synapsie chemicznej.

synapsa chemiczna

Istota mechanizmu przekazywania impulsu elektrycznego z jednej komórki nerwowej do drugiej poprzez synapsę chemiczną jest następująca. Sygnał elektryczny przemieszczający się wzdłuż procesu neuronu jednej komórki dociera do regionu presynaptycznego i powoduje, że pewien związek chemiczny, mediator lub mediator, wychodzi z niego do szczeliny synaptycznej. Mediator, dyfundując przez szczelinę synaptyczną, dociera do obszaru postsynaptycznego i wiąże się chemicznie z zlokalizowaną tam cząsteczką, zwaną receptorem. W wyniku tego wiązania w strefie postsynaptycznej uruchamia się szereg przemian fizykochemicznych, w wyniku których w jej obszarze powstaje impuls prądu elektrycznego, który propaguje dalej do drugiej komórki.

Obszar presynapsowy charakteryzuje się kilkoma ważnymi formacjami morfologicznymi, które odgrywają główną rolę w jego pracy. W tym obszarze znajdują się specyficzne granulki - pęcherzyki - zawierające jeden lub drugi związek chemiczny, ogólnie nazywany mediatorem. Termin ten ma znaczenie czysto funkcjonalne, jak na przykład termin hormon. Jedną i tę samą substancję można przypisać mediatorom lub hormonom. Na przykład noradrenalina powinna być nazywana neuroprzekaźnikiem, jeśli jest uwalniana z pęcherzyków presynapsy; jeśli noradrenalina jest wydzielana do krwi przez nadnercza, to w tym przypadku nazywana jest hormonem.

Ponadto w strefie presynapsowej znajdują się mitochondria zawierające jony wapnia oraz specyficzne struktury błonowe – kanały jonowe. Aktywacja presynapsy rozpoczyna się w momencie dotarcia do tego obszaru impulsu elektrycznego z komórki. Ten impuls prowadzi do tego, że duża ilość wapnia dostaje się do presynapsy przez kanały jonowe. Ponadto w odpowiedzi na impuls elektryczny jony wapnia opuszczają mitochondria. Oba te procesy prowadzą do wzrostu stężenia wapnia w presynapsie. Pojawienie się nadmiaru wapnia prowadzi do połączenia błony presynaptycznej z błoną pęcherzyków, a ta ostatnia zaczyna podciągać się do błony presynaptycznej, ostatecznie wyrzucając swoją zawartość do szczeliny synaptycznej.

Główną strukturą obszaru postsynaptycznego jest błona obszaru drugiej komórki w kontakcie z presynapsą. Błona ta zawiera genetycznie zdeterminowaną makrocząsteczkę, receptor, który selektywnie wiąże się z mediatorem. Ta cząsteczka zawiera dwa regiony. Pierwsze miejsce odpowiada za rozpoznanie „jego” mediatora, drugie miejsce odpowiada za zmiany fizykochemiczne w błonie, prowadzące do pojawienia się potencjału elektrycznego.

Włączenie pracy postsynapsy rozpoczyna się w momencie dotarcia do tego obszaru cząsteczki mediatora. Centrum rozpoznawania „rozpoznaje” swoją cząsteczkę i wiąże się z nią przez pewien rodzaj wiązania chemicznego, co można zobrazować jako interakcję zamka z jego kluczem. Ta interakcja obejmuje pracę drugiej części cząsteczki, a jej praca prowadzi do pojawienia się impulsu elektrycznego.

Cechy transmisji sygnału przez synapsę chemiczną są zdeterminowane cechami jej struktury. Po pierwsze, sygnał elektryczny z jednej komórki jest przekazywany do drugiej za pomocą mediatora chemicznego - mediatora. Po drugie, sygnał elektryczny jest przesyłany tylko w jednym kierunku, który określają cechy strukturalne synapsy. Po trzecie, występuje niewielkie opóźnienie w przewodzeniu sygnału, którego czas jest określony przez czas dyfuzji nadajnika przez szczelinę synaptyczną. Po czwarte, przewodzenie przez synapsę chemiczną można zablokować na różne sposoby.

Praca synapsy chemicznej jest regulowana zarówno na poziomie presynapsy, jak i postsynapsy. W standardowym trybie działania neuroprzekaźnik jest wyrzucany z presynapsy po dotarciu do niej sygnału elektrycznego, który wiąże się z receptorem postsynapsowym i powoduje pojawienie się nowego sygnału elektrycznego. Zanim nowy sygnał wejdzie do presynapsy, ilość neuroprzekaźnika ma czas na odbudowę. Jeśli jednak sygnały z komórki nerwowej idą zbyt często lub przez długi czas, ilość neuroprzekaźnika zostaje wyczerpana i synapsa przestaje działać.

Jednocześnie synapsę można „wytrenować” do przesyłania bardzo częstych sygnałów przez długi czas. Ten mechanizm jest niezwykle ważny dla zrozumienia mechanizmów pamięci. Wykazano, że oprócz substancji pełniącej rolę mediatora, pęcherzyki zawierają również inne substancje o charakterze białkowym, a na błonie presynapsy i postsynapsy znajdują się swoiste receptory, które je rozpoznają. Te receptory dla peptydów zasadniczo różnią się od receptorów dla mediatorów tym, że interakcja z nimi nie powoduje pojawienia się potencjałów, ale wyzwala biochemiczne reakcje syntetyczne.

W ten sposób, po dotarciu impulsu do presynapsy, wraz z mediatorami uwalniane są również peptydy regulatorowe. Niektóre z nich oddziałują z receptorami peptydowymi na błonie presynaptycznej i ta interakcja włącza mechanizm syntezy mediatorów. Dlatego 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 regulatorowe peptydy ze swoim receptorem, a ta ostatnia interakcja wyzwala syntezę cząsteczek receptorowych dla mediatora. W wyniku takiego procesu pole receptora wrażliwe na mediator wzrasta tak, że wszystkie cząsteczki mediatora bez śladu wiążą się z ich cząsteczkami receptora. Na ogół proces ten prowadzi do tzw. ułatwienia przewodzenia przez synapsę chemiczną.

Izolacja mediatora

Czynnik pełniący funkcję mediatora jest wytwarzany w ciele neuronu, a stamtąd transportowany do końca aksonu. Mediator zawarty w zakończeniach presynaptycznych musi zostać uwolniony do szczeliny synoptycznej, aby oddziaływać na receptory błony postsynaptycznej, zapewniając sygnalizację transsynaptyczną. Substancje takie jak acetylocholina, grupa katecholamin, serotonina, neuropiptydy i wiele innych mogą pełnić rolę mediatora, ich ogólne właściwości zostaną opisane poniżej.

Jeszcze zanim wyjaśniono wiele zasadniczych cech procesu uwalniania neuroprzekaźników, odkryto, że zakończenia presynaptyczne mogą zmieniać stany spontanicznej aktywności wydzielniczej. Ciągle wydzielane małe porcje mediatora wywołują w komórce postsynaptycznej tzw. spontaniczne, miniaturowe potencjały postsynaptyczne. Zostało to ustalone w 1950 roku przez angielskich naukowców Fetta i Katza, którzy badając pracę synapsy nerwowo-mięśniowej żaby stwierdzili, że bez żadnego działania na nerw w mięśniu w okolicy błony postsynaptycznej, małe fluktuacje potencjału powstają same w losowych odstępach, z amplitudą około 0,5 mV.

Odkrycie uwalniania mediatora niezwiązanego z nadejściem impulsu nerwowego pomogło ustalić kwantowy charakter jego uwalniania, to znaczy okazało się, że w synapsie chemicznej mediator jest uwalniany w spoczynku, ale sporadycznie iw małych porcjach. Dyskretność wyraża się w tym, że neuroprzekaźnik opuszcza koniec nie w sposób rozproszony, nie w postaci pojedynczych cząsteczek, ale w postaci wielocząsteczkowych porcji (lub kwantów), z których każda zawiera kilka.

Dzieje się to w następujący sposób: w aksoplazmie zakończeń neuronów w bliskiej odległości od błony presynaptycznej, pod mikroskopem elektronowym, znaleziono wiele pęcherzyków lub pęcherzyków, z których każdy zawiera jeden transmiter kwantowy. Prądy działania wywołane impulsami presynaptycznymi nie mają zauważalnego wpływu na błonę postsynaptyczną, ale prowadzą do zniszczenia powłoki pęcherzyków za pomocą mediatora. Proces ten (egzocytoza) polega na tym, że pęcherzyk zbliżając się do wewnętrznej powierzchni błony terminala 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 wchodzi w błonę zakończenia presynaptycznego, zwiększając jej powierzchnię. Następnie, w wyniku procesu endomitozy, małe odcinki błony presynaptycznej wybrzuszają się do wewnątrz, ponownie tworząc pęcherzyki, które następnie mogą ponownie włączyć mediator i wejść w cykl jego uwalniania.

V. Mediatory chemiczne i ich rodzaje

W ośrodkowym układzie nerwowym funkcję mediatora pełni duża grupa heterogenicznych związków chemicznych. Lista nowo odkrytych mediatorów chemicznych stale rośnie. Według najnowszych danych jest ich około 30. Chciałbym również zauważyć, że zgodnie z zasadą Dale'a każdy neuron we wszystkich swoich zakończeniach synoptycznych uwalnia tego samego mediatora. W oparciu o tę zasadę zwyczajowo wyznacza się neurony zgodnie z rodzajem mediatora emitowanego przez ich zakończenia. I tak na przykład neurony uwalniające acetylocholinę nazywane są cholinergicznymi, serotoninergicznymi – serotoninergicznymi. Ta zasada może być używana w odniesieniu do różnych synaps chemicznych. Rozważ niektóre z najbardziej znanych mediatorów chemicznych:

Acetylocholina. Jeden z pierwszych odkrytych neuroprzekaźników (znany 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 za pomocą enzymu acetylocholinesterazy. Acetylocholina działa jako mediator w synapsach tworzonych przez nawracające zabezpieczenia aksonów neuronów ruchowych rdzenia kręgowego na interkalarnych komórkach Renshawa, które z kolei z pomocą innego mediatora mają hamujący wpływ na neurony ruchowe.

Neurony cholinergiczne są również neuronami rdzenia kręgowego unerwiającymi komórki chromafinowe oraz neuronami przedzwojowymi unerwiającymi komórki nerwowe zwojów śródściennych i zewnątrzściennych. Uważa się, że neurony cholinergiczne są obecne w formacji siateczkowej śródmózgowia, móżdżku, zwojów podstawy mózgu i kory.

Katecholaminy. Są to trzy chemicznie spokrewnione substancje. Należą do nich: dopamina, norepinefryna i adrenalina, które są pochodnymi tyrozyny i pełnią funkcję mediatora nie tylko w synapsach obwodowych, ale także centralnych. Neurony dopaminergiczne znajdują się u ssaków głównie w śródmózgowiu. Dopamina odgrywa szczególnie ważną rolę w prążkowiu, gdzie znajdują się szczególnie duże ilości tego mediatora. Ponadto w podwzgórzu obecne są neurony dopaminergiczne. Neurony noradrenergiczne znajdują się również w śródmózgowiu, moście i rdzeniu przedłużonym. Aksony neuronów noradrenergicznych tworzą ścieżki wznoszące się 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 syntetyzowany 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 rozszerzają swój wpływ na korę nową, hipokamp, ​​gałkę bladą, ciało migdałowate, podwzgórze, struktury pnia, korę móżdżku i rdzeń kręgowy. Serotonina odgrywa ważną rolę w dalszej kontroli aktywności rdzenia kręgowego oraz w podwzgórzowej kontroli temperatury ciała. Z kolei zaburzenia metabolizmu serotoniny zachodzące pod wpływem wielu leków farmakologicznych mogą powodować halucynacje. Naruszenie funkcji synaps serotoninergicznych obserwuje się w schizofrenii i innych zaburzeniach psychicznych. Serotonina może powodować działanie pobudzające i hamujące w zależności od właściwości receptorów błony postsynaptycznej.

obojętne aminokwasy. 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 jest składnikiem wielu białek i peptydów. Nie przenika dobrze przez barierę krew-mózg i dlatego nie dostaje się do mózgu z krwi, powstając głównie z glukozy w samej tkance nerwowej. W ośrodkowym układzie nerwowym ssaków glutaminian występuje w wysokich stężeniach. Uważa się, że jego funkcja związana jest głównie z transmisją synoptyczną wzbudzenia.

Polipeptydy. W ostatnich latach wykazano, że niektóre polipeptydy mogą pełnić funkcję mediatora w synapsach OUN. Te polipeptydy obejmują substancje-P, neurohormony podwzgórza, enkefaliny itp. Substancja-P odnosi się do grupy środków najpierw wyekstrahowanych z jelita. Te polipeptydy znajdują się w wielu częściach OUN. Ich koncentracja jest szczególnie wysoka w rejonie czarnej materii. Obecność substancji P w tylnych korzeniach rdzenia kręgowego sugeruje, że może ona służyć jako mediator w synapsach utworzonych przez zakończenia aksonów centralnych niektórych pierwotnych neuronów doprowadzających. Substancja-P ma ekscytujący wpływ na niektóre neurony rdzenia kręgowego. Rola mediatora innych neuropeptydów jest jeszcze mniej jasna.

Wniosek

Współczesne rozumienie budowy i funkcji OUN opiera się na teorii neuronalnej, która jest szczególnym przypadkiem teorii komórkowej. Jeśli jednak już w pierwszej połowie XIX wieku sformułowano teorię komórkową, to dopiero na przełomie XIX i XX wieku uznano teorię neuronową, która traktuje mózg jako wynik funkcjonalnego asocjacji poszczególnych elementów komórkowych – neuronów. obecny wiek. Ważną rolę w rozpoznaniu 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 stwierdzić, że każda komórka nerwowa jest otoczona błoną graniczną na całej jej długości i że pomiędzy nimi są wolne przestrzenie. błony różnych neuronów. Nasz układ nerwowy składa się z dwóch rodzajów komórek - nerwowych i glejowych. Ponadto liczba komórek glejowych jest 8-9 razy większa niż liczba komórek nerwowych. Liczba elementów nerwowych, bardzo ograniczona w organizmach prymitywnych, w procesie ewolucyjnego rozwoju układu nerwowego sięga wielu miliardów u naczelnych i ludzi. Jednocześnie liczba kontaktów synaptycznych między neuronami zbliża się do liczby astronomicznej. Złożoność organizacji OUN przejawia się również w tym, że struktura i funkcje neuronów w różnych częściach mózgu znacznie się różnią. Warunkiem koniecznym analizy aktywności mózgu jest jednak identyfikacja podstawowych zasad funkcjonowania neuronów i synaps. W końcu to właśnie te połączenia neuronów zapewniają całą różnorodność procesów związanych z przesyłaniem i przetwarzaniem informacji.

Można sobie tylko wyobrazić, co się stanie, jeśli ten złożony proces wymiany zawiedzie… co stanie się z nami. Możemy więc mówić o dowolnej strukturze ciała, może nie jest ona główna, ale bez niej aktywność całego organizmu nie będzie do końca prawidłowa i kompletna. Nie ma znaczenia, jakie są godziny. Jeśli któregoś, nawet najmniejszego szczegółu w mechanizmie zabraknie, zegarek nie będzie już działał absolutnie dokładnie. I wkrótce zegar się zepsuje. W ten sam sposób nasz organizm, w przypadku naruszenia jednego z systemów, stopniowo prowadzi do niewydolności całego organizmu, a w konsekwencji do śmierci tego organizmu. W naszym interesie jest więc monitorowanie stanu naszego organizmu, a nie popełnianie tych błędów, które mogą prowadzić do poważnych dla nas konsekwencji.

Lista źródeł i literatury

1. Batuev A. S. Fizjologia wyższej aktywności nerwowej i układów sensorycznych: podręcznik / A. S. Batuev. - Petersburg. : Piotr, 2009. - 317 s.

Danilova N. N. Psychofizjologia: Podręcznik / N. N. Danilova. - M. : PRASA ASPECT, 2000. - 373s.

Danilova N. N. Fizjologia wyższej aktywności nerwowej: podręcznik / N. N. Danilova, A. L. Krylova. - M.: Literatura edukacyjna, 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 ped. w-t. - Uljanowsk: B. i., 1991. - 95 s.

Semenov, E. V. Fizjologia i anatomia: podręcznik / E. V. Semenov. - M. : Dzhangar, 2005. - 480 pkt.

Smirnov, V. M. Fizjologia ośrodkowego układu nerwowego: podręcznik / V. M. Smirnov, V. N. Jakowlew. - M.: Akademia, 2002. - 352 s.

Smirnov V. M. Fizjologia człowieka: podręcznik / V. M. Smirnova. - M.: Medycyna, 2002r. - 608s.

Rossolimo T. E. Fizjologia wyższej aktywności nerwowej: czytelnik: podręcznik / T. E. Rossolimo, I. A. Moskwina - Tarkhanova, L. B. Rybalov. - M.; Woroneż: MPSI: MODEK, 2007. - 336 s.

Korepetycje

Potrzebujesz pomocy w nauce tematu?

Nasi eksperci doradzą lub zapewnią korepetycje z interesujących Cię tematów.
Złożyć wniosek wskazanie tematu już teraz, aby dowiedzieć się o możliwości uzyskania konsultacji.

Czym jest synapsa? Synapsa to specjalna struktura, która zapewnia transmisję sygnału z włókien komórki nerwowej do innej komórki lub włókna z komórki kontaktowej. Co trzeba zrobić, aby mieć 2 komórki nerwowe? W tym przypadku synapsa jest reprezentowana w 3 obszarach funkcjonalnych (fragment presynaptyczny, szczelina synaptyczna i fragment postsynaptyczny) komórek nerwowych i znajduje się w obszarze kontaktu komórki z mięśniami i gruczołami ludzkiego ciała.

System synaps neuronowych realizowany jest zgodnie z ich lokalizacją, rodzajem aktywności i sposobem tranzytu dostępnych danych sygnałowych. Jeśli chodzi o lokalizację, wyróżnia się synapsy: neuronuronowy, nerwowo-mięśniowy. Neuroneuronal na aksosomatyczny, dendrosomatyczny, aksodendrytyczny, aksoaksonalny.

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

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

Etiologia kontaktu neuronowego zredukowane do typu tego dokowania, który może być odległy, kontaktowy, a także graniczny. Połączenie odległej nieruchomości odbywa się za pomocą 2 neuronów znajdujących się w wielu częściach ciała.

Tak więc w tkankach ludzkiego mózgu generowane są neurohormony i substancje neuropeptydowe, które wpływają na neurony obecne w ciele o innej lokalizacji. Połączenie kontaktowe sprowadza się do specjalnych połączeń filmów błonowych typowych neuronów, które tworzą synapsy kierunku chemicznego, a także składników właściwości elektrycznych.

Sąsiednia (graniczna) praca neuronów odbywa się w czasie, w którym błony-błony neuronów są blokowane tylko przez szczelinę synaptyczną. Z reguły taką fuzję obserwuje się, jeśli między 2 specjalnymi foliami membranowymi brak tkanki glejowej. To sąsiedztwo jest charakterystyczne dla równoległych włókien móżdżku, aksonów specjalnego nerwu do celów węchowych i tak dalej.

Istnieje opinia, że ​​sąsiedni kontakt prowokuje pracę sąsiednich neuronów w wyniku wspólnej funkcji. Wynika to z faktu, że metabolity, owoce działania ludzkiego neuronu, wnikając do wnęki znajdującej się między komórkami, wpływają na pobliskie aktywne neurony. Co więcej, połączenie graniczne może często przesyłać dane elektryczne z 1 działającego neuronu do 2 uczestników procesu.

Synapsy kierunku elektrycznego i chemicznego

Za działanie fuzji folii z błoną uważa się: synapsy elektryczne. W warunkach, w których niezbędna szczelina synaptyczna jest nieciągła z przerwami przegród o monolitycznym połączeniu. Przegrody te tworzą naprzemienną strukturę przedziałów synaps, podczas gdy przedziały są oddzielone fragmentami przybliżonych błon, między którymi odstęp w synapsach zwykłego magazynu wynosi 0,15 - 0,20 nm u przedstawicieli stworzeń ssaków. Na styku błon błonowych istnieją sposoby, przez które następuje wymiana części owocu.

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

Synapsy elektryczne są zdolne do jednostronnego przewodzenia wysokiej jakości wzbudzenia. Fakt ten odnotowuje się przy ustalaniu rezerwy elektrycznej elementu synaptycznego. Na przykład, w momencie dotknięcia kanalików doprowadzających, błona synaptyczna depolaryzuje się, gdy po dotknięciu cząstek odprowadzających włókien staje się hiperpolaryzowana. Uważa się, że synapsy działających neuronów o wspólnej odpowiedzialności mogą realizować wymagane wzbudzenie (pomiędzy 2 obszarami mijania) w obu kierunkach.

Wręcz przeciwnie, synapsy neuronów prezentują inną listę działań (ruchowych i czuciowych) przeprowadzić akt wzbudzenia jednostronnie. Główna praca komponentów synaptycznych jest zdeterminowana wytwarzaniem natychmiastowych reakcji organizmu. Synapsa elektryczna podlega nieznacznemu stopniowi zmęczenia, ma znaczny procent odporności na czynniki wewnętrzne-zewnętrzne.

Synapsy chemiczne mają wygląd segmentu presynaptycznego, funkcjonalnej szczeliny synaptycznej z fragmentem składnika postsynaptycznego. Fragment presynaptyczny powstaje przez zwiększenie rozmiaru aksonu wewnątrz jego własnego kanalika lub w kierunku jego zakończenia. Ten fragment zawiera ziarniste jak i ziarniste specjalne woreczki zawierające neuroprzekaźnik.

Wzrost presynaptyczny obserwuje lokalizację aktywnych mitochondriów, generujących cząsteczki substancji-glikogenu, a także wymagane wyjście mediatora i inne. W warunkach częstego kontaktu z polem presynaptycznym dochodzi do utraty rezerwy mediatora w istniejących workach.

Istnieje opinia, że ​​małe pęcherzyki ziarniste zawierają substancję taką jak noradrenalina, a duże - katecholaminy. Ponadto acetylochonina znajduje się w jamach ziarnistych (pęcherzykach). Ponadto mediatorami zwiększonego pobudzenia są substancje tworzone w zależności od rodzaju produkowanej asparaginowej lub nie mniej znaczącej kwaśnej glutaminy.

Aktywne kontakty synaps często znajdują się pomiędzy:

• Dendryt i akson.
• Soma i akson.
• Dendryty.
• aksony.
• soma komórkowa i dendryty.

Wpływ wypracowanego mediatora w stosunku do obecnej błony postsynaptycznej wynika z nadmiernej penetracji jej cząstek sodu. Generowanie silnych wypływów cząstek sodu z działającej szczeliny synaptycznej przez błonę postsynaptyczną powoduje jego depolaryzację, wzbudzając rezerwę postsynaptyczną. Przejście kierunku chemicznego danych synapsy charakteryzuje się synaptyczną zawiesiną wzbudzenia w czasie równym 0,5 ms z rozwojem rezerwy postsynaptycznej, jako reakcja na przepływ presynaptyczny.

Możliwość ta w momencie wzbudzenia pojawia się w depolaryzacji błony postsynaptycznej, aw momencie zawieszenia w jej hiperpolaryzacji. Z powodu tego, co jest zawieszone rezerwa postsynaptyczna. Z reguły podczas silnego wzbudzenia wzrasta poziom przepuszczalności błony postsynaptycznej.

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

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

Sprawność umysłowa dzieci

Zdolność do pracy osoby bezpośrednio określa jej wiek, kiedy wszystkie wartości rosną jednocześnie z rozwojem i fizycznym wzrostem dzieci.

Dokładność i szybkość działań umysłowych wraz z wiekiem odbywa się nierównomiernie, w zależności od innych czynników, które determinują rozwój i fizyczny wzrost organizmu. Uczniowie w każdym wieku, którzy mają są problemy zdrowotne, charakterystyczne jest wykonanie o niskiej wartości 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 pojawiającymi się problemami w procesie uczenia się.

Szybkość pojawienia się słabości zależy od początkowego stanu układu nerwowego wrażliwej genezy dziecka, tempa pracy i objętości obciążenia. Jednocześnie dzieci są podatne na przepracowanie podczas długotrwałego bezruchu i gdy czynności wykonywane przez dziecko nie są interesujące. Po przerwie zdolność do pracy staje się taka sama lub staje się wyższa niż poprzednia, a reszta lepiej jest nie pasywna, ale aktywna, przechodząc na inną aktywność.

Pierwszej części procesu edukacyjnego u zwykłych uczniów szkół podstawowych towarzyszą doskonałe wyniki, ale pod koniec 3 lekcji mają następuje spadek stężenia:

• Wyglądają przez okno.
• Słuchaj uważnie słów nauczyciela.
• Zmień pozycję ciała.
• Zaczynają mówić.
• 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 to, że czas przygotowania do zajęć jest wystarczająco krótki przed rozpoczęciem zajęć dydaktycznych w klasie i nie gwarantuje całkowitego wyeliminowania szkodliwych zmian w ośrodkowym układzie nerwowym. aktywność psychiczna szybko się wyczerpuje w pierwszych godzinach lekcji, co jest wyraźnie widoczne w negatywnym zachowaniu.

Dlatego zmiany jakościowe w zdolności do pracy obserwuje się u uczniów bloku juniorów na lekcjach od 1 do 3, a bloków środkowego-senioru na 4-5 lekcjach. Z kolei 6 lekcja odbywa się w warunkach szczególnie ograniczonej zdolności do działania. Jednocześnie czas trwania lekcji dla klas 2-11 wynosi 45 minut, co osłabia kondycję dzieci. Dlatego zaleca się okresową zmianę rodzaju pracy, aw połowie lekcji aktywną pauzę.

Moskiewski Instytut Psychologiczno-Społeczny (MPSI)

Streszczenie dotyczące anatomii ośrodkowego układu nerwowego na ten temat:

SYNAPSE (struktura, struktura, funkcje).

studentka I roku Wydziału Psychologii,

grupa 21/1-01 Logachev A.Yu.

Nauczyciel:

Kholodova Marina Vladimirovna

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 maleńkich cząstek, które znajdują się w ścisły porządek a każdy z nich spełnia określone funkcje i ma swoje własne unikalne właściwości. Ten mechanizm - ciało, składa się z komórek, tkanek i systemów łączących je: wszystko to jako całość jest pojedynczym łańcuchem, supersystemem ciała.

Największa liczba elementów komórkowych nie mogłaby działać jako całość, gdyby organizm nie posiadał wyrafinowanego mechanizmu regulacji. Szczególną rolę w regulacji odgrywa układ nerwowy. Cała złożona praca układu nerwowego - regulacja pracy narządów wewnętrznych, kontrola ruchów, proste i nieświadome ruchy (na przykład oddychanie) lub złożone ruchy ludzkich rąk - wszystko to w istocie opiera się na interakcja komórek ze sobą.

Wszystko to w istocie opiera się na przekazywaniu sygnału z jednej komórki do drugiej. Co więcej, każda komórka wykonuje swoją pracę, a czasami ma kilka funkcji. Różnorodność funkcji zapewniają dwa czynniki: sposób, w jaki komórki są ze sobą połączone oraz sposób ułożenia tych połączeń.

FIZJOLOGIA NEURONOWA I JEJ STRUKTURA:

Najprostszą reakcją układu nerwowego na bodziec zewnętrzny jest to odruch.

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

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

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

Komórki nerwowe są w stanie nie tylko postrzegać i przetwarzać zewnętrzne pobudzenie, ale także spontanicznie wydawać impulsy, które nie są spowodowane przez zewnętrzne podrażnienie (samowzbudzenie).

W odpowiedzi na stymulację neuron odpowiada 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 neuronów interkalarnych mózgu). Akson kończy się wieloma cienkimi gałęziami zwanymi zaciski.

Z zacisków impuls przechodzi do innych komórek, bezpośrednio do ich ciał, a częściej do ich procesów, dendrytów. Liczba końcówek w aksonie może sięgać nawet tysiąca, które kończą się w różnych komórkach. Z drugiej strony, typowy neuron kręgowca ma od 1000 do 10 000 końcówek z innych komórek.

Dendryty to krótsze i liczniejsze procesy neuronów. Dostrzegają pobudzenie z sąsiednich neuronów i przenoszą je do ciała komórki.

Rozróżnij komórki i włókna nerwowe miazgi i niepłucne.

Włókna miazgi - są częścią nerwów czuciowych i ruchowych mięśni szkieletowych i narządów zmysłów, są pokryte lipidową osłonką mielinową.

Włókna miazgi są bardziej „szybkodziałające”: w takich włóknach o średnicy 1-3,5 mikromilimetrów wzbudzenie rozchodzi się z prędkością 3-18 m/s. Wynika to z faktu, że przewodzenie impulsów wzdłuż nerwu zmielinizowanego następuje spazmatycznie.

W tym przypadku potencjał czynnościowy „przeskakuje” przez obszar nerwu pokryty mieliną i w miejscu przejęcia Ranviera (odsłonięty obszar nerwu), przechodzi do osłony osiowego cylindra włókno nerwowe. Osłonka mielinowa jest dobrym izolatorem i wyklucza przenoszenie pobudzenia do połączenia równoległych włókien nerwowych.

Włókna niemięsiste - stanowią większość nerwów współczulnych.

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

We włóknach niemięsistych rolę izolatorów pełnią komórki neuroglia(tkanka podtrzymująca nerwy). Komórki Schwanna - jeden z rodzajów komórek glejowych. Oprócz neuronów wewnętrznych, które odbierają i przetwarzają impulsy pochodzące z innych neuronów, istnieją neurony odbierające wpływy bezpośrednio z otoczenia - są to receptory a także neurony bezpośrednio oddziałujące na narządy wykonawcze – efektory, na przykład mięśnie lub gruczoły.

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

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

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

Znajdują się w narządach słuchu, 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 nich opiera się praca narządów węchu i smaku,

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

— elektroreceptory reagują na impulsy prądowe i są obecne u niektórych ryb, płazów i ssaków, takich jak dziobak.

W związku z powyższym chciałbym zauważyć, że przez długi czas wśród biologów badających układ nerwowy panowała opinia, że ​​komórki nerwowe tworzą długie, złożone sieci, które nieustannie przechodzą jedna w drugą.

Jednak w 1875 roku włoski naukowiec, profesor histologii na Uniwersytecie w Pawii, wymyślił nowy sposób barwienia komórek - srebrzenie. Kiedy jedna z tysięcy pobliskich komórek jest posrebrzana, tylko ona jest poplamiona - jedyna, ale całkowicie, ze wszystkimi jej procesami.

Metoda Golgiego duży wkład w badania struktury komórek nerwowych. Jego zastosowanie pokazało, że pomimo tego, że komórki w mózgu znajdują się bardzo blisko siebie, a ich procesy są pomieszane, to jednak każda komórka jest wyraźnie oddzielona. Oznacza to, że mózg, podobnie jak inne tkanki, składa się z oddzielnych komórek, które nie są zjednoczone we wspólnej sieci. Do takiego wniosku doszedł hiszpański histolog Z.

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

Kiedy w biologii wszedł mikroskop elektronowy, który został wynaleziony w 1931 roku? M. Knolem oraz E. Ruskiej, te idee o istnieniu luki otrzymały bezpośrednie potwierdzenie.

STRUKTURA I FUNKCJE SYNAPSE:

Każdy organizm wielokomórkowy, każda tkanka składająca się z komórek, potrzebuje mechanizmów zapewniających interakcje międzykomórkowe.

Zobaczmy, jak to się robi międzyneuronalnyinterakcje. Komórka nerwowa przenosi informacje w postaci potencjały czynnościowe. Przeniesienie pobudzenia z zakończeń aksonów do unerwionego narządu lub innej komórki nerwowej następuje poprzez międzykomórkowe formacje strukturalne - synapsy(z greckiego.

„Synapsy” połączenie, połączenie). Pojęcie synapsy zostało wprowadzone przez angielskiego fizjologa Ch w 1897 roku na oznaczenie funkcjonalnego kontaktu między neuronami. Należy zauważyć, że w latach 60 ICH.

Sechenov podkreślił, że bez komunikacji międzykomórkowej nie można wyjaśnić pochodzenia nawet najbardziej nerwowego procesu elementarnego. Im bardziej złożony jest układ nerwowy i im większa liczba elementów składowych nerwowo-mózgowych, tym ważniejsza staje się wartość 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 końcowe rozgałęzienie aksonu), błony postsynaptycznej (najczęściej jest to odcinek błony ciała lub dendrytu innego neuronu), a także szczelina synaptyczna.

Mechanizm transmisji przez synapsę przez długi czas pozostawał niejasny, chociaż było oczywiste, że transmisja sygnałów w regionie synaptycznym różni się znacznie od procesu przewodzenia potencjału czynnościowego wzdłuż aksonu.

Jednak na początku XX wieku sformułowano hipotezę, że dochodzi do transmisji synaptycznej lub elektryczny lub sposób chemiczny. Elektryczna teoria transmisji synaptycznej w OUN cieszyła się uznaniem do wczesnych lat pięćdziesiątych, ale znacznie straciła na znaczeniu po wykazaniu synapsy chemicznej w wielu synapsy obwodowe. Na przykład, AV Kibiakow, po przeprowadzeniu eksperymentu na zwoju nerwowym oraz wykorzystaniu technologii mikroelektrod do wewnątrzkomórkowej rejestracji potencjałów synaptycznych

neurony OUN doprowadziły do ​​wniosku o chemicznej naturze transmisji w synapsach międzyneuronalnych rdzenia kręgowego.

Badania mikroelektrod z ostatnich lat wykazały, że w niektórych synapsach międzyneuronowych istnieje mechanizm transmisji elektrycznej.

Teraz stało się jasne, że istnieją synapsy, zarówno o mechanizmie transmisji chemicznej, jak i elektrycznej. Ponadto, w niektórych strukturach synaptycznych, mechanizmy transmisji elektrycznej i chemicznej działają razem - są to tzw mieszane synapsy.

Synapsa: struktura, funkcje

Synapsa(grecka synapsa - stowarzyszenie) zapewnia jednokierunkową transmisję impulsów nerwowych. Synapsy to miejsca funkcjonalnego kontaktu między neuronami lub między neuronami a innymi komórkami efektorowymi (np. mięśniowymi i gruczołowymi).

Funkcjonować synapsy polega na zamianie sygnału elektrycznego (impulsu) przekazywanego przez komórkę presynaptyczną na sygnał chemiczny oddziałujący na inną komórkę, tzw. komórkę postsynaptyczną.

Większość synaps przekazuje informacje poprzez uwalnianie neuroprzekaźników podczas procesu propagacji sygnału.

neuroprzekaźniki- Są to związki chemiczne, które wiążąc się z białkiem receptora otwierają lub zamykają kanały jonowe lub wyzwalają kaskady drugiego mediatora. 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 sterydami i są wytwarzane w tkance nerwowej, inne są sterydami krążącymi we krwi. Sama synapsa zawiera terminal aksonu (terminal presynaptyczny), który doprowadza sygnał, miejsce na powierzchni innej komórki, w którym generowany jest nowy sygnał (terminal postsynaptyczny) oraz wąską przestrzeń międzykomórkową - szczelinę synaptyczną.

Jeśli akson się kończy na ciele komórki, jest to synapsa aksosomatyczna, jeśli kończy się na dendrycie, to taka synapsa jest znana jako aksodendrytyczna, a jeśli tworzy synapsę na aksonie, jest to synapsa aksoaksonalna.

Większość synapsy- synapsy chemiczne, ponieważ wykorzystują mediatory chemiczne, jednak poszczególne synapsy przekazują sygnały jonowe przez połączenia szczelinowe, które penetrują błony pre- i postsynaptyczne, zapewniając w ten sposób bezpośrednią transmisję sygnałów neuronalnych.

Takie kontakty są znane jako synapsy elektryczne.
terminal presynaptyczny zawsze zawiera pęcherzyki synaptyczne z neuroprzekaźnikami i licznymi mitochondriami.

neuroprzekaźniki zwykle syntetyzowany w ciele komórki; ponadto są przechowywane w pęcherzykach w presynaptycznej części synapsy. Podczas transmisji impulsów nerwowych 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 agranularnym retikulum endoplazmatycznym (aER) przedziału presynaptycznego i jest ponownie wykorzystywany do tworzenia nowych pęcherzyków synaptycznych.

Niektóre neuroprzekaźniki są syntetyzowane w kompartmencie presynaptycznym za pomocą enzymów i prekursorów, które są dostarczane przez mechanizm transportu aksonów.

Pierwszy opisany neuroprzekaźniki były acetylocholina i noradrenalina. Na rysunku pokazano końcówkę aksonu, która uwalnia norepinefrynę.

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

Neuropeptydy są bardzo ważne w regulacji doznań i popędów, takich jak ból, przyjemność, głód, pragnienie i popęd seksualny.

Sekwencja zdarzeń podczas transmisji sygnału w synapsie chemicznej

Zjawiska zachodzące podczas transmisji sygnał w synapsie chemicznej przedstawiono na rysunku.

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

Takie impulsy na krótko otwierają kanały wapniowe w regionie presynaptycznym, zapewniając napływ wapnia, który wyzwala egzocytozę pęcherzyków synaptycznych.

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

Takie synapsy są znane jako pobudzające, ponieważ ich aktywność pobudza impulsy w postsynaptycznej błonie komórkowej. W niektórych synapsach interakcja neuroprzekaźnika - receptor ma odwrotny skutek - dochodzi do hiperpolaryzacji i nie ma transmisji impulsu nerwowego. Te synapsy są znane jako synapsy hamujące. Zatem synapsy mogą albo wzmacniać, albo hamować przekazywanie impulsów, dzięki czemu są w stanie regulować aktywność nerwów.

Po użyciu neuroprzekaźniki są szybko usuwane przez enzymatyczną degradację, dyfuzję lub endocytozę za pośrednictwem specyficznych receptorów na błonie presynaptycznej. To usuwanie neuroprzekaźników ma ważne znaczenie funkcjonalne, ponieważ zapobiega niepożądanej przedłużonej stymulacji neuronu postsynaptycznego.

Film edukacyjny - 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: struktura, funkcje
6. Komórki glejowe: oligodendrocyty, komórki Schwanna, astrocyty, komórki wyściółki
7. Mikroglej: struktura, histologia
8. Centralny układ nerwowy (OUN): budowa, histologia
9. Histologia opon mózgowych. Struktura
10. Bariera krew-mózg: struktura, 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 (blaszka synaptyczna) jest przedłużoną częścią zakończenia aksonu. Szczelina synaptyczna to przestrzeń między dwoma stykającymi się ze sobą 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. Zakończenie presynaptyczne wypełnione jest pęcherzykami (pęcherzykami) i mitochondriami. Pęcherzyki zawierają substancje biologicznie czynne - mediatory. Mediatory są syntetyzowane w somie i transportowane przez mikrotubule do zakończenia presynaptycznego. Najczęściej mediatorami są adrenalina, noradrenalina, acetylocholina, serotonina, kwas gamma-aminomasłowy (GABA), glicyna i inne. Zazwyczaj synapsa zawiera jeden z mediatorów w większej ilości w porównaniu z innymi mediatorami. W zależności od rodzaju mediatora zwyczajowo oznacza się synapsy: adrenoergiczne, cholinergiczne, serotoninergiczne itp. Skład błony postsynaptycznej obejmuje specjalne cząsteczki białka - receptory, które mogą przyłączać cząsteczki mediatorów. Szczelina synaptyczna jest wypełniona płynem międzykomórkowym, który zawiera enzymy przyczyniające się do niszczenia neuroprzekaźników. Na jednym neuronie postsynaptycznym może znajdować się do 20 000 synaps, z których niektóre są pobudzające, a inne hamujące. Oprócz synaps chemicznych, w których mediatory uczestniczą w interakcji neuronów, w układzie nerwowym znajdują się synapsy elektryczne. W synapsach elektrycznych interakcja dwóch neuronów odbywa się za pośrednictwem bioprądów. synapsa chemiczna Włókno nerwowe PD (AP - potencjał czynnościowy) jakie receptory błonowe? Ryż. 9. Schemat budowy synapsy. W ośrodkowym układzie nerwowym dominują synapsy chemiczne. W niektórych synapsach międzyneuronalnych transmisja elektryczna i chemiczna zachodzi jednocześnie - jest to mieszany typ synaps. Wpływ synaps pobudzających i hamujących na pobudliwość neuronu postsynaptycznego jest sumowany, a efekt zależy od lokalizacji synapsy. Im bliżej wzgórka aksonów znajdują się synapsy, tym są bardziej wydajne. 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 wpływają szybko i skutecznie na pobudliwość neuronów, podczas gdy efekt odległych synaps jest powolny i płynny. System Ampmsch iipinl Sieci neuronowe Dzięki połączeniom synaptycznym neurony są łączone w jednostki funkcjonalne - sieci neuronowe. Sieci neuronowe mogą być tworzone przez neurony znajdujące się w niewielkiej odległości. Taka sieć neuronowa nazywana jest lokalną. Ponadto neurony oddalone od siebie, z różnych obszarów mózgu, można łączyć w sieć. Najwyższy poziom organizacji połączeń neuronowych odzwierciedla połączenie kilku obszarów ośrodkowego układu nerwowego. Taka sieć neuronowa nazywana jest ścieżką lub systemem. Są ścieżki zstępujące i wznoszące się. Informacje są przekazywane wzdłuż wznoszących się ścieżek z leżących poniżej obszarów mózgu do leżących powyżej (na przykład od rdzenia kręgowego do kory mózgowej). Drogi zstępujące łączą korę mózgową z rdzeniem kręgowym. Najbardziej złożone sieci nazywane są systemami dystrybucji. Tworzą je neurony różnych części mózgu, które kontrolują zachowanie, w których uczestniczy całe ciało. Niektóre sieci neuronowe zapewniają zbieżność (zbieżność) impulsów na ograniczonej liczbie neuronów. Sieci neuronowe można również budować zgodnie z rodzajem dywergencji (dywergencja). Takie sieci powodują przesyłanie informacji na znaczne odległości. Ponadto sieci neuronowe zapewniają integrację (sumowanie lub uogólnianie) różnego rodzaju informacji (rys. 10).