Regionálna univerzitná synapsa ako funkčný kontakt nervového tkaniva. Štruktúra synapsie: elektrické a chemické synapsie

Vo väčšine synapsií nervového systému sa na prenos signálov z presynaptického neurónu do postsynaptického neurónu používajú chemikálie - mediátory alebo neurotransmitery. Chemická signalizácia sa vykonáva prostredníctvom chemické synapsie(obr. 14), vrátane membrán pre- a postsynaptických buniek a oddeľujúcich ich Synaptická štrbina- oblasť extracelulárneho priestoru široká asi 20 nm.

Obr.14. chemická synapsia

V oblasti synapsie sa axón zvyčajne rozširuje a vytvára tzv. presynaptický plak alebo koncová platnička. Presynaptický terminál obsahuje synaptické vezikuly- vezikuly obklopené membránou s priemerom asi 50 nm, z ktorých každá obsahuje 10 4 - 5x10 4 molekúl mediátora. Synaptická štrbina je vyplnená mukopolysacharidom, ktorý zlepuje pre- a postsynaptické membrány.

Nasledujúca postupnosť udalostí bola stanovená počas prenosu cez chemickú synapsiu. Keď akčný potenciál dosiahne presynaptické zakončenie, membrána sa depolarizuje v zóne synapsie, aktivujú sa vápnikové kanály plazmatickej membrány a do zakončenia vstupujú Ca 2+ ióny. Zvýšenie intracelulárnych hladín vápnika iniciuje exocytózu vezikúl naplnených mediátorom. Obsah vezikúl sa uvoľní do extracelulárneho priestoru a niektoré mediátorové molekuly sa difúziou naviažu na receptorové molekuly postsynaptickej membrány. Medzi nimi sú receptory, ktoré môžu priamo kontrolovať iónové kanály. Väzba mediátorových molekúl na takéto receptory je signálom pre aktiváciu iónových kanálov. Spolu s iónovými kanálmi závislými od napätia diskutovanými v predchádzajúcej časti teda existujú kanály závislé od mediátora (inak nazývané kanály aktivované ligandom alebo ionotropné receptory). Otvoria sa a vpustia do bunky zodpovedajúce ióny. Pohyb iónov pozdĺž ich elektrochemických gradientov vytvára sodík depolarizujúce(vzrušujúci) alebo draslíkový (chlór) hyperpolarizačný (brzdný) prúd. Pod vplyvom depolarizujúceho prúdu vzniká postsynaptický excitačný potenciál resp potenciál koncovej dosky(PKP). Ak tento potenciál prekročí prahovú úroveň, otvoria sa napäťovo riadené sodíkové kanály a dôjde k AP. Rýchlosť vedenia impulzov v synapsii je menšia ako pozdĺž vlákna, t.j. dochádza k synaptickému oneskoreniu napríklad v neuromuskulárnej synapsii žaby - 0,5 ms. Vyššie popísaný sled udalostí je typický pre tzv. priamy synaptický prenos.

Okrem receptorov, ktoré priamo riadia iónové kanály, zahŕňa aj chemický prenos receptory spojené s G-proteínom alebo metabotropné receptory.

G-proteíny, tak pomenované pre ich schopnosť viazať sa na guanínové nukleotidy, sú triméry pozostávajúce z troch podjednotiek: α, β a g. Existuje veľké množstvo odrôd každej z podjednotiek (20 α, 6 β , 12γ). čo vytvára základ pre obrovské množstvo ich kombinácií. G-proteíny sú rozdelené do štyroch hlavných skupín podľa štruktúry a cieľov ich α-podjednotiek: G s stimuluje adenylátcyklázu; Gi inhibuje adenylátcyklázu; Gq sa viaže na fosfolipázu C; Ciele C 12 zatiaľ nie sú známe. Rodina Gi zahŕňa Gt (transducín), ktorý aktivuje cGMP fosfodiesterázu, ako aj dve izoformy Go, ktoré sa viažu na iónové kanály. Súčasne môže každý z G proteínov interagovať s niekoľkými efektormi a rôzne G proteíny môžu modulovať aktivitu rovnakých iónových kanálov. V inaktivovanom stave je guanozíndifosfát (GDP) naviazaný na α-podjednotku a všetky tri podjednotky sú spojené do triméru. Interakcia s aktivovaným receptorom umožňuje guanozíntrifosfátu (GTP) nahradiť GDP na α-podjednotke, čo vedie k disociácii α -- a podjednotky βγ (za fyziologických podmienok β - a y-podjednotky zostávajú viazané). Voľné α- a βγ-podjednotky sa viažu na cieľové proteíny a modulujú ich aktivitu. Voľná ​​a-podjednotka má aktivitu GTPázy, čo spôsobuje hydrolýzu GTP za vzniku GDP. Výsledkom je, že α -- a βγ podjednotky sa opäť viažu, čo vedie k ukončeniu ich aktivity.

Doteraz bolo identifikovaných > 1000 metabotropných receptorov. Zatiaľ čo receptory viazané na kanál spôsobujú elektrické zmeny v postsynaptickej membráne len za niekoľko milisekúnd alebo rýchlejšie, receptorom bez kanálov trvá dosiahnutie účinku niekoľko stoviek milisekúnd alebo viac. Je to spôsobené tým, že medzi počiatočným signálom a odpoveďou musí prebehnúť séria enzymatických reakcií. Okrem toho je samotný signál často „rozmazaný“ nielen v čase, ale aj v priestore, pretože sa zistilo, že neurotransmiter sa môže uvoľňovať nie z nervových zakončení, ale z varikóznych zhrubnutí (uzlíkov) umiestnených pozdĺž axónu. V tomto prípade neexistujú žiadne morfologicky výrazné synapsie, uzliny nesusedia so žiadnymi špecializovanými receptívnymi oblasťami postsynaptickej bunky. Preto mediátor difunduje do značného množstva nervového tkaniva a pôsobí (ako hormón) bezprostredne na receptorové pole v mnohých nervových bunkách umiestnených v rôznych častiach nervového systému a dokonca aj mimo neho. Ide o tzv. nepriamy synaptický prenos.

V priebehu fungovania synapsie prechádzajú funkčnými a morfologickými preskupeniami. Tento proces je pomenovaný synaptickú plasticitu. Takéto zmeny sú najvýraznejšie pri vysokofrekvenčnej aktivite, ktorá je prirodzenou podmienkou fungovania synapsií in vivo. Napríklad frekvencia vystreľovania interkalárnych neurónov v CNS dosahuje 1000 Hz. Plasticita sa môže prejaviť buď ako zvýšenie (potenciácia) alebo zníženie (depresia) účinnosti synaptického prenosu. Existujú krátkodobé (sekundy a minúty trvajúce) a dlhodobé (hodiny, mesiace, roky) formy synaptickej plasticity. Tie posledné sú zaujímavé najmä tým, že súvisia s procesmi učenia a pamäti. Napríklad dlhodobá potenciácia je stabilný nárast synaptického prenosu v reakcii na vysokofrekvenčnú stimuláciu. Tento druh plasticity môže trvať niekoľko dní alebo mesiacov. Dlhodobá potenciácia sa pozoruje vo všetkých častiach CNS, ale najviac sa študuje na glutamátergických synapsiách v hipokampe. Dlhodobá depresia vzniká aj ako reakcia na vysokofrekvenčnú stimuláciu a prejavuje sa dlhodobým oslabením synaptického prenosu. Tento typ plasticity má podobný mechanizmus s dlhodobou potenciáciou, ale vyvíja sa pri nízkej intracelulárnej koncentrácii iónov Ca2+, zatiaľ čo dlhodobá potenciácia sa vyvíja pri vysokej.

Uvoľňovanie mediátorov z presynaptického zakončenia a chemický prenos nervového vzruchu v synapsii môžu byť ovplyvnené mediátormi uvoľnenými z tretieho neurónu. Takéto neuróny a mediátory môžu inhibovať synaptický prenos alebo ho naopak uľahčovať. V týchto prípadoch sa hovorí o heterosynaptická modulácia - heterosynaptická inhibícia alebo facilitácia v závislosti od konečného výsledku.

Chemický prenos je teda flexibilnejší ako prenos elektrický, pretože excitačné aj inhibičné účinky je možné vykonávať bez problémov. Okrem toho, keď sú postsynaptické kanály aktivované chemickými činidlami, môže vzniknúť dostatočne silný prúd, ktorý môže depolarizovať veľké bunky.

Sprostredkovatelia - aplikačné body a povaha konania

Jednou z najťažších úloh, pred ktorými stoja neurofyziológovia, je presná chemická identifikácia neurotransmiterov pôsobiacich na rôznych synapsiách. K dnešnému dňu je známych pomerne veľa zlúčenín, ktoré môžu pôsobiť ako chemické mediátory pri medzibunkovom prenose nervového vzruchu. Presne bol však identifikovaný len obmedzený počet takýchto mediátorov; o niektorých sa bude diskutovať nižšie. Aby bola mediátorová funkcia látky v akomkoľvek tkanive nevyvrátiteľne dokázaná, musia byť splnené určité kritériá:

1. pri priamom nanesení na postsynaptickú membránu by látka mala vyvolať v postsynaptickej bunke presne rovnaké fyziologické účinky ako pri stimulácii presynaptického vlákna;

2. musí sa dokázať, že táto látka sa uvoľňuje pri aktivácii presynaptického neurónu;

3. pôsobenie látky musí byť blokované rovnakými prostriedkami, ktoré potláčajú prirodzené vedenie signálu.

Synapse- ide o membránovú formáciu dvoch (alebo viacerých) buniek, pri ktorej dochádza k prenosu vzruchu (informácie) z jednej bunky do druhej.

Existuje nasledujúca klasifikácia synapsií:

1) mechanizmom prenosu excitácie (a štruktúrou):

Chemické;

Elektrické (elipsy);

Zmiešané.

2) podľa uvoľneného neurotransmitera:

Adrenergný - neurotransmiter norepinefrín;

Cholinergný - neurotransmiter acetylcholín;

dopaminergný - neurotransmiter dopamín;

Serotonergný - neurotransmiter serotonín;

GABAergic - neurotransmiter kyselina gama-aminomaslová (GABA)

3) vplyvom:

Vzrušujúce;

Brzda.

4) podľa miesta:

Neuromuskulárne;

Neuro-neuronálne:

a) axo-somatické;

b) axo-axonálne;

c) axo-dendritické;

d) dendrosomatické.

Zvážte tri typy synapsií: chemické, elektrické a zmiešané(spojenie vlastností chemických a elektrických synapsií).

Bez ohľadu na typ majú synapsie spoločné štrukturálne znaky: nervový proces na konci tvorí predĺženie ( synaptický plak, So); terminálna membrána SB je odlišná od ostatných úsekov membrány neurónu a je tzv presynaptická membrána(PreSM); špecializovaná membrána druhej bunky sa označuje ako postsynaptická membrána (PostSM); nachádza sa medzi synapsiami Synaptická štrbina(Shch, obr. 1, 2).

Ryža. 1. Schéma štruktúry chemickej synapsie

elektrické synapsie(ephapses, ES) sa teraz nachádzajú v NS nielen kôrovcov, ale aj mäkkýšov, článkonožcov a cicavcov. ES majú množstvo jedinečných vlastností. Majú úzku synaptickú medzeru (asi 2-4 nm), vďaka ktorej sa excitácia môže prenášať elektrochemicky (ako cez nervové vlákno v dôsledku EMP) vysokou rýchlosťou a v oboch smeroch: z membrány PreSM do PostSM a z PostSM do PreSM. Medzi bunkami existujú medzerové spojenia (konexy alebo konexóny) tvorené dvoma konexínovými proteínmi. Šesť podjednotiek každého konexínu tvorí kanály PreSM a PostSM, cez ktoré si bunky môžu vymieňať látky s nízkou molekulovou hmotnosťou s molekulovou hmotnosťou 1000-2000 Daltonov. Prácu konexónov možno regulovať iónmi Ca2+ (obr. 2).

Ryža. 2. Schéma elektrickej synapsie

ES sú špecializovanejšie v porovnaní s chemickými synapsiami a poskytujú vysokú rýchlosť prenosu excitácie. Zjavne je však zbavený možnosti jemnejšej analýzy (regulácie) prenášaných informácií.

V NS dominujú chemické synapsie. História ich štúdia začína prácami Clauda Bernarda, ktorý v roku 1850 publikoval článok „Štúdia o Curare“. Tu je to, čo napísal: „Curare je silný jed pripravený niektorými národmi (väčšinou kanibalmi) žijúcimi v lesoch ... Amazónie. A ďalej: „Curare je podobný hadiemu jedu v tom, že ho možno beztrestne vpichnúť do tráviaceho traktu človeka alebo zvierat, pričom vpichnutie pod kožu alebo do akejkoľvek časti tela rýchlo vedie k smrti. …po chvíli si zvieratá ľahnú, akoby boli unavené. Potom sa dýchanie zastaví a ich citlivosť a život zmizne a zvieratá nevydajú ani krik a nevykazujú žiadne známky bolesti. Hoci K. Bernard neprišiel s myšlienkou chemického prenosu nervového vzruchu, jeho klasické experimenty s kurare umožnili vznik tejto myšlienky. Prešlo viac ako pol storočia, keď J. Langley zistil (1906), že paralyzujúci účinok kurare je spojený so špeciálnou časťou svalu, ktorú nazval receptívnou substanciou. T. Eliot (1904) ako prvý navrhol prenos vzruchu z nervu na efektorový orgán pomocou chemickej látky.

Až práce G. Dalea a O. Loewyho však napokon hypotézu o chemickej synapsii schválili. Dale v roku 1914 zistil, že stimuláciu parasympatického nervu napodobňuje acetylcholín. Levy v roku 1921 dokázal, že acetylcholín sa uvoľňuje z nervového zakončenia blúdivého nervu a v roku 1926 objavil acetylcholínesterázu, enzým, ktorý ničí acetylcholín.

Vzruch na chemickej synapsii sa prenáša o sprostredkovateľ. Tento proces zahŕňa niekoľko fáz. Uvažujme o týchto vlastnostiach na príklade acetylcholínovej synapsie, ktorá je široko rozšírená v CNS, autonómnom a periférnom nervovom systéme (obr. 3).

Ryža. 3. Schéma fungovania chemickej synapsie

1. Mediátor acetylcholín (ACh) je syntetizovaný v synaptickom plaku z acetyl-CoA (acetyl-koenzým A sa tvorí v mitochondriách) a cholínu (syntetizovaný v pečeni) pomocou acetylcholín transferázy (obr. 3, 1).

2. Sprostredkovateľ je zabalený v synaptické vezikuly ( Castillo, Katz; 1955). Množstvo mediátora v jednej vezikule je niekoľko tisíc molekúl ( mediátorové kvantum). Niektoré z vezikúl sú umiestnené na PreCM a sú pripravené na uvoľnenie mediátora (obr. 3, 2).

3. Sprostredkovateľ je uvoľnený o exocytóza pri excitácii PreSM. Prichádzajúci prúd hrá dôležitú úlohu pri prasknutí membrány a uvoľnení kvantového vysielača. Ca 2+(obr. 3, 3).

4. Prepustený sprostredkovateľ sa viaže na špecifický receptorový proteín PostSM (obr. 3, 4).

5. V dôsledku interakcie mediátora a receptora zmeny iónovej vodivosti PostCM: keď sú otvorené kanály Na +, depolarizácia; otvorenie K + alebo Cl - kanálov vedie k hyperpolarizácia(obr. 3, 5).

6 . Po depolarizácii sa v postsynaptickej cytoplazme spúšťajú biochemické procesy (obr. 3, 6).

7. Receptor sa uvoľní z mediátora: ACh je zničený acetylcholínesterázou (AChE, obr. 3.7).

poznač si to mediátor normálne interaguje so špecifickým receptorom s určitou silou a trvaním. Prečo je kurare jed? Miestom pôsobenia kurare je práve synapsia ACh. Curare sa silnejšie viaže na acetylcholínový receptor a zbavuje ho interakcie s mediátorom (ACh). Vzruch zo somatických nervov do kostrových svalov, vrátane bránicového nervu do hlavného dýchacieho svalu (bránice), sa prenáša pomocou ACh, takže kurare spôsobuje relaxáciu (relaxáciu) svalov a zástavu dýchania (v dôsledku čoho v skutočnosti , nastáva smrť).

Berieme na vedomie hlavné vlastnosti prenosu excitácie v chemickej synapsii.

1. Vzruch sa prenáša pomocou chemického mediátora – mediátora.

2. Vzruch sa prenáša jedným smerom: z PreSm do PostSm.

3. V chemickej synapsii dočasné oneskorenie vo vedení vzruchu, takže synapsia má nízka labilita.

4. Chemická synapsia je vysoko citlivá na pôsobenie nielen mediátorov, ale aj iných biologicky aktívnych látok, liečiv a jedov.

5. Transformácia vzruchov prebieha v chemickej synapsii: elektrochemická povaha excitácie na PreCM pokračuje do biochemického procesu exocytózy synaptických vezikúl a väzby mediátora na špecifický receptor. Nasleduje zmena iónovej vodivosti PostCM (tiež elektrochemický proces), ktorá pokračuje biochemickými reakciami v postsynaptickej cytoplazme.

V zásade by takýto viacstupňový prenos vzruchu mal mať významný biologický význam. Upozorňujeme, že v každej z fáz je možné regulovať proces prenosu excitácie. Napriek obmedzenému počtu mediátorov (niečo viac ako tucet) sú v chemickej synapsii podmienky pre širokú škálu rozhodovania o osude nervového vzruchu, ktorý do synapsie prichádza. Kombinácia vlastností chemických synapsií vysvetľuje individuálnu biochemickú diverzitu nervových a duševných procesov.

Zastavme sa teraz pri dvoch dôležitých procesoch prebiehajúcich v postsynaptickom priestore. Poznamenali sme, že depolarizácia aj hyperpolarizácia sa môžu vyvinúť v dôsledku interakcie ACh s receptorom na PostCM. Čo určuje, či bude mediátor excitačný alebo inhibičný? Výsledok interakcie mediátora a receptora určené vlastnosťami receptorového proteínu(ďalšou dôležitou vlastnosťou chemickej synapsie je, že PostSM je aktívna vo vzťahu k excitácii, ktorá k nej prichádza). Chemická synapsia je v princípe dynamický útvar, zmenou receptora môže bunka, ktorá dostane vzruch, ovplyvniť jeho ďalší osud. Ak sú vlastnosti receptora také, že jeho interakcia s mediátorom otvára Na + kanály, potom keď uvoľnenie jedného fotónu mediátora na PostSM rozvíja lokálny potenciál(pre nervovosvalové spojenie sa nazýva miniatúrny potenciál koncovej platničky - MEPP).

Kedy vzniká PD? PostCM excitácia (excitačný postsynaptický potenciál - EPSP) vzniká ako výsledok súčtu lokálnych potenciálov. Dá sa rozlíšiť dva typy sčítacích procesov. O postupné uvoľnenie niekoľkých vysielacích kvánt v tej istej synapsii(voda a kameň sa opotrebúvajú) vzniká dočasné a ja zhrnutie. Ak kvantové mediátory sa uvoľňujú súčasne v rôznych synapsiách(na membráne neurónu ich môže byť niekoľko tisíc) priestorová sumarizácia. K repolarizácii PostCM membrány dochádza pomaly a po uvoľnení jednotlivých kvánt mediátora je PostCM istý čas v stave exaltácie (tzv. synaptická potenciácia, obr. 4). Možno sa týmto spôsobom trénuje synapsia (uvoľnenie kvánt mediátora v určitých synapsiách môže „pripraviť“ membránu na rozhodujúcu interakciu s mediátorom).

Po otvorení K+ alebo Cl- kanálov sa na PostCM objaví inhibičný postsynaptický potenciál (IPSP, obr. 4).

Ryža. 4. Potenciály postsynaptickej membrány

Prirodzene, v prípade rozvoja IPSP je možné ďalšie šírenie excitácie zastaviť. Ďalšou možnosťou zastavenia procesu budenia je presynaptická inhibícia. Ak sa na membráne synaptického plaku vytvorí inhibičná synapsia, exocytóza synaptických vezikúl môže byť zablokovaná v dôsledku hyperpolarizácie PreCM.

Druhým dôležitým procesom je rozvoj biochemických reakcií v postsynaptickej cytoplazme. Zmena iónovej vodivosti PostSM aktivuje tzv sekundárni poslovia (sprostredkovatelia): cAMP, cGMP, Ca 2+-dependentná proteínkináza, ktoré naopak aktivujú rôzne proteínkinázy ich fosforyláciou. Tieto biochemické reakcie môžu „zostúpiť“ hlboko do cytoplazmy až do jadra neurónu, čím regulujú procesy syntézy proteínov. Nervová bunka teda môže reagovať na prichádzajúcu excitáciu nielen tým, že rozhodne o svojom budúcom osude (reaguje na EPSP alebo IPSP, t. j. ďalej vedie alebo nevedie), ale môže zmeniť počet receptorov alebo syntetizovať receptorový proteín s nové vlastnosti vo vzťahu k určitému sprostredkovateľovi. Preto ďalšou dôležitou vlastnosťou chemickej synapsie je, že vďaka biochemickým procesom postsynaptickej cytoplazmy sa bunka pripravuje (učí) na budúce interakcie.

V nervovom systéme fungujú rôzne synapsie, ktoré sa líšia mediátormi a receptormi. Názov synapsií je určený mediátorom, alebo skôr názvom receptora pre konkrétny mediátor. Preto zvážime klasifikáciu hlavných mediátorov a receptorov nervového systému (pozri aj materiál distribuovaný na prednáške!!).

Už sme si všimli, že účinok interakcie medzi mediátorom a receptorom je určený vlastnosťami receptora. Známe mediátory, s výnimkou kyseliny g-aminomaslovej, preto môžu vykonávať funkciu excitačných aj inhibičných mediátorov. Chemickou štruktúrou sa rozlišujú nasledujúce skupiny mediátorov.

Acetylcholín, široko distribuovaný v CNS, je mediátorom v cholinergných synapsiách autonómneho nervového systému, ako aj v somatických neuromuskulárnych synapsiách (obr. 5).

Ryža. 5. Molekula acetylcholínu

známy dva typy cholinergných receptorov: nikotín ( N-cholinergné receptory) a muskarínové ( M-cholinergné receptory). Názov dostali látky, ktoré spôsobujú podobný účinok ako acetylcholín v týchto synapsiách: N-cholinomimetikum je nikotín, a M-cholinomimetikum- muchotrávka toxín Amanita muscaria ( muskarín). Blokátor (anticholinergný) H-cholinergný receptor je d-tubokurarín(hlavná zložka jedu kurare), a M-anticholinergikum je toxín belladonny Atropa belladonna - atropín. Je zaujímavé, že vlastnosti atropínu sú už dlho známe a boli časy, keď ženy používali atropín belladonna na rozšírenie zreníc (aby oči boli tmavé a „krásne“).

Nasledujúce štyri hlavné mediátory majú podobnosť v chemickej štruktúre, takže sú zaradené do skupiny monoamíny. to serotonín alebo 5-hydroxytryptami (5-HT), hrá dôležitú úlohu v mechanizmoch posilňovania (hormón radosti). Syntetizuje sa z esenciálnej aminokyseliny pre človeka – tryptofánu (obr. 6).

Ryža. 6. Molekula serotonínu (5-hydroxytryptamín)

Ďalšie tri neurotransmitery sú syntetizované z esenciálnej aminokyseliny fenylalanínu, a preto sa súhrnne nazývajú katecholamíny- toto je dopamín (dopamín), norepinefrín (norepinefrín) a epinefrín (adrenalín, obrázok 7).

Ryža. 7. Katecholamíny

Medzi aminokyseliny mediátori sú kyselina gama-aminomaslová(g-AMA alebo GABA – známy ako jediný inhibičný neurotransmiter), glycín, kyselina glutámová, kyselina asparágová.

Medzi mediátorov patrí peptidy. V roku 1931 našiel Euler vo výťažkoch z mozgu a čriev látku, ktorá spôsobuje kontrakciu hladkého svalstva čreva a dilatáciu krvných ciev. Tento neurotransmiter bol izolovaný vo svojej čistej forme z hypotalamu a bol pomenovaný látky P(z angl. powder - powder, pozostáva z 11 aminokyselín). Ďalej sa zistilo, že látka P hrá dôležitú úlohu pri vedení vzruchov bolesti (názov sa nemusel meniť, pretože bolesť v angličtine je bolesť).

spánkový delta peptid dostal svoje meno pre schopnosť spôsobiť pomalé rytmy s vysokou amplitúdou (delta rytmy) v elektroencefalograme.

V mozgu sa syntetizuje množstvo proteínových mediátorov narkotického (opiátového) charakteru. Sú to pentapeptidy Met-enkefalín a Leu-enkefalín, ako aj endorfíny. Sú to najdôležitejšie blokátory vzruchov bolesti a sprostredkovatelia posilnenia (radosti a potešenia). Inými slovami, náš mozog je výbornou továrňou na endogénne lieky. Hlavná vec je naučiť ich produkovať mozog. "Ako?" - pýtaš sa. Je to jednoduché – endogénne opiáty vznikajú vtedy, keď si pochutnávame. Robte všetko s radosťou, prinúťte svoju endogénnu továreň syntetizovať opiáty! Túto možnosť máme prirodzene od narodenia – veľká väčšina neurónov reaguje na pozitívne posilnenie.

Výskum v posledných desaťročiach umožnil objaviť ďalšieho veľmi zaujímavého mediátora – oxid dusnatý (NO). Ukázalo sa, že NO nielenže zohráva dôležitú úlohu pri regulácii tonusu krvných ciev (nitroglycerín, o ktorom viete, že je zdrojom NO a rozširuje koronárne cievy), ale je syntetizovaný aj v neurónoch CNS.

V zásade sa história mediátorov ešte neskončila, existuje množstvo látok, ktoré sa podieľajú na regulácii nervového vzruchu. Ide len o to, že skutočnosť ich syntézy v neurónoch ešte nebola presne stanovená, nenašli sa v synaptických vezikulách a nenašli sa pre ne špecifické receptory.

MINISTERSTVO ŠKOLSTVA A VEDY RUSKA

Federálna štátna rozpočtová vzdelávacia inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania

"RUSKÁ ŠTÁTNA HUMANITÁRNA UNIVERZITA"

INŠTITÚT HOSPODÁRSTVA, MANAŽMENTU A PRÁVA

ODDELENIE MANAŽMENTU

Štruktúra a funkcia synapsie. Klasifikácia synapsií. Chemická synapsia, neurotransmiter

Záverečný test z vývojovej psychológie

študent 2. ročníka dištančnej (korešpondenčnej) formy vzdelávania

Kundirenko Jekaterina Viktorovna

Dozorca

Usenko Anna Borisovna

Kandidát psychologických vied, docent

Moskva 2014

Robí. Fyziológia neurónu a jeho štruktúra. Štruktúra a funkcie synapsie. chemická synapsia. Izolácia sprostredkovateľa. Chemické mediátory a ich typy

Záver

neurón mediátora synapsie

Úvod

Nervový systém je zodpovedný za koordinovanú činnosť rôznych orgánov a systémov, ako aj za reguláciu funkcií tela. Taktiež spája organizmus s vonkajším prostredím, vďaka čomu pociťujeme rôzne zmeny prostredia a reagujeme na ne. Hlavnými funkciami nervovej sústavy sú príjem, uchovávanie a spracovanie informácií z vonkajšieho a vnútorného prostredia, regulácia a koordinácia činnosti všetkých orgánov a orgánových sústav.

U ľudí, ako u všetkých cicavcov, nervový systém zahŕňa tri hlavné zložky: 1) nervové bunky (neuróny); 2) gliové bunky s nimi spojené, najmä neurogliálne bunky, ako aj bunky, ktoré tvoria neurilemu; 3) spojivové tkanivo. Neuróny zabezpečujú vedenie nervových impulzov; neuroglia plní podporné, ochranné a trofické funkcie tak v mozgu, ako aj mieche a neurilema, ktorá pozostáva najmä zo špecializovaných, tzv. Schwannove bunky, podieľa sa na tvorbe obalov periférnych nervových vlákien; spojivové tkanivo podporuje a spája rôzne časti nervového systému.

Prenos nervových impulzov z jedného neurónu do druhého sa uskutočňuje pomocou synapsie. Synapsia (synapsia, z gréc. synapsy - spojenie): špecializované medzibunkové kontakty, ktorými si bunky nervového systému (neuróny) prenášajú signál (nervový impulz) medzi sebou alebo do neneurónových buniek. Informácie vo forme akčných potenciálov prichádzajú z prvej bunky, nazývanej presynaptická, do druhej, nazývanej postsynaptická. Synapsiou sa spravidla rozumie chemická synapsia, v ktorej sa signály prenášajú pomocou neurotransmiterov.

I. Fyziológia neurónu a jeho štruktúra

Štrukturálnou a funkčnou jednotkou nervového systému je nervová bunka – neurón.

Neuróny sú špecializované bunky schopné prijímať, spracovávať, kódovať, prenášať a uchovávať informácie, organizovať reakcie na podnety a nadväzovať kontakty s inými neurónmi a orgánovými bunkami. Jedinečné vlastnosti neurónu sú schopnosť generovať elektrické výboje a prenášať informácie pomocou špecializovaných zakončení – synapsií.

Výkon funkcií neurónu je uľahčený syntézou látok-transmiterov - neurotransmiterov (neurotransmiterov) v jeho axoplazme: acetylcholínu, katecholamínov atď. Veľkosti neurónov sa pohybujú od 6 do 120 mikrónov.

Počet neurónov v ľudskom mozgu sa blíži k 1011. Na jednom neuróne môže byť až 10 000 synapsií. Ak sa len tieto prvky považujú za bunky na ukladanie informácií, potom môžeme konštatovať, že nervový systém môže uložiť 1019 jednotiek. informácie, t. j. schopné pojať takmer všetky poznatky nahromadené ľudstvom. Preto je celkom opodstatnená predstava, že ľudský mozog si pamätá všetko, čo sa v tele deje a kedy komunikuje s okolím. Mozog však nedokáže vytiahnuť z pamäte všetky informácie, ktoré sú v nej uložené.

Určité typy nervovej organizácie sú charakteristické pre rôzne mozgové štruktúry. Neuróny, ktoré organizujú jednu funkciu, tvoria takzvané skupiny, populácie, súbory, stĺpce, jadrá. V mozgovej kôre, cerebellum, neuróny tvoria vrstvy buniek. Každá vrstva má svoju špecifickú funkciu.

Zhluky buniek tvoria šedú hmotu mozgu. Medzi jadrami, skupinami buniek a medzi jednotlivými bunkami prechádzajú myelinizované alebo nemyelinizované vlákna: axóny a dendrity.

Jedno nervové vlákno zo základných mozgových štruktúr v kôre sa rozvetvuje na neuróny zaberajúce objem 0,1 mm3, t.j. jedno nervové vlákno môže excitovať až 5000 neurónov. V postnatálnom vývoji dochádza k určitým zmenám v hustote neurónov, ich objeme a rozvetvení dendritov.

Štruktúra neurónu.

Funkčne sa v neuróne rozlišujú tieto časti: vnímajúca - dendrity, membrána soma neurónu; integratívna - soma s axónovým kopcom; vysielací - axónový val s axónom.

Telo neurónu (soma) plní okrem informácií aj trofickú funkciu vo vzťahu k svojim procesom a ich synapsiám. Transekcia axónu alebo dendritu vedie k smrti procesov ležiacich distálne od transekcie a následne k smrti synapsií týchto procesov. Soma tiež poskytuje rast dendritov a axónov.

Sóma neurónu je uzavretá vo viacvrstvovej membráne, ktorá zabezpečuje tvorbu a šírenie elektrotonického potenciálu do axónového kopca.

Neuróny sú schopné vykonávať svoju informačnú funkciu najmä vďaka tomu, že ich membrána má špeciálne vlastnosti. Neurónová membrána má hrúbku 6 nm a pozostáva z dvoch vrstiev lipidových molekúl, ktoré sú svojimi hydrofilnými koncami obrátené smerom k vodnej fáze: jedna vrstva molekúl je otočená dovnútra, druhá - smerom von z bunky. Hydrofóbne konce sú otočené k sebe - vnútri membrány. Membránové proteíny sú zabudované do lipidovej dvojvrstvy a plnia niekoľko funkcií: „pumpové“ proteíny zabezpečujú pohyb iónov a molekúl proti koncentračnému gradientu v bunke; proteíny vložené do kanálikov poskytujú selektívnu permeabilitu membrány; receptorové proteíny rozpoznávajú požadované molekuly a fixujú ich na membráne; enzýmy, umiestnené na membráne, uľahčujú tok chemických reakcií na povrchu neurónu. V niektorých prípadoch môže byť ten istý proteín receptorom, enzýmom aj „pumpou“.

Ribozómy sa spravidla nachádzajú v blízkosti jadra a vykonávajú syntézu proteínov na matriciach tRNA. Ribozómy neurónov prichádzajú do kontaktu s endoplazmatickým retikulom lamelárneho komplexu a vytvárajú bazofilnú substanciu.

Bazofilná látka (látka Nissl, látka tigroid, tigroid) - tubulárna štruktúra pokrytá malými zrnami, obsahuje RNA a podieľa sa na syntéze proteínových zložiek bunky. Predĺžená excitácia neurónu vedie k vymiznutiu bazofilnej látky v bunke, a tým k zastaveniu syntézy špecifického proteínu. U novorodencov neuróny predného laloku mozgovej kôry nemajú bazofilnú látku. Zároveň v štruktúrach, ktoré poskytujú životne dôležité reflexy - miecha, mozgový kmeň, neuróny obsahujú veľké množstvo bazofilnej látky. Pohybuje sa axoplazmatickým prúdom zo somy bunky do axónu.

Lamelárny komplex (Golgiho aparát) je organela neurónu, ktorá obklopuje jadro vo forme siete. Lamelárny komplex sa podieľa na syntéze neurosekrečných a iných biologicky aktívnych zlúčenín bunky.

Lyzozómy a ich enzýmy zabezpečujú hydrolýzu množstva látok v neuróne.

Pigmenty neurónov - melanín a lipofuscín sa nachádzajú v neurónoch substantia nigra stredného mozgu, v jadrách nervu vagus a v bunkách sympatiku.

Mitochondrie sú organely, ktoré zabezpečujú energetické potreby neurónu. Hrajú dôležitú úlohu pri bunkovom dýchaní. Väčšina z nich je v najaktívnejších častiach neurónu: axónový pahorok, v oblasti synapsií. S aktívnou aktivitou neurónu sa zvyšuje počet mitochondrií.

Neurotubuly prenikajú do soma neurónu a podieľajú sa na ukladaní a prenose informácií.

Neurónové jadro je obklopené poréznou dvojvrstvovou membránou. Cez póry dochádza k výmene medzi nukleoplazmou a cytoplazmou. Keď je neurón aktivovaný, jadro zväčšuje svoj povrch v dôsledku výbežkov, čo zvyšuje jadrovo-plazmatické vzťahy, ktoré stimulujú funkcie nervovej bunky. Jadro neurónu obsahuje genetický materiál. Genetický aparát zabezpečuje diferenciáciu, konečnú podobu bunky, ako aj spojenia typické pre túto bunku. Ďalšou základnou funkciou jadra je regulácia syntézy proteínov neurónov počas jeho života.

Jadierko obsahuje veľké množstvo RNA, pokryté tenkou vrstvou DNA.

Existuje určitý vzťah medzi vývojom jadierka a bazofilnej substancie v ontogenéze a tvorbou primárnych behaviorálnych reakcií u ľudí. Je to spôsobené tým, že aktivita neurónov, nadväzovanie kontaktov s inými neurónmi závisí od akumulácie bazofilných látok v nich.

Dendrity sú hlavným poľom vnímania neurónu. Membrána dendritu a synaptická časť bunkového tela je schopná reagovať na mediátory uvoľňované zakončeniami axónov zmenou elektrického potenciálu.

Typicky má neurón niekoľko rozvetvených dendritov. Potreba takéhoto vetvenia je daná tým, že neurón ako informačná štruktúra musí mať veľké množstvo vstupov. Informácie k nemu prichádzajú z iných neurónov cez špecializované kontakty, takzvané chrbtice.

"Hroty" majú zložitú štruktúru a poskytujú vnímanie signálov neurónom. Čím zložitejšia je funkcia nervového systému, tým viac rôznych analyzátorov posiela informácie do danej štruktúry, tým viac „ostňov“ na dendritoch neurónov. Ich maximálny počet je obsiahnutý v pyramídových neurónoch motorickej kôry mozgovej kôry a dosahuje niekoľko tisíc. Zaberajú až 43 % povrchu soma membrány a dendritov. Vplyvom „ostňov“ sa vnímacia plocha neurónu výrazne zväčšuje a môže dosiahnuť napríklad v Purkyňových bunkách 250 000 mikrónov.

Pripomeňme, že motorické pyramídové neuróny dostávajú informácie z takmer všetkých zmyslových systémov, množstva subkortikálnych útvarov a z asociačných systémov mozgu. Ak daná chrbtica alebo skupina tŕňov prestane na dlhší čas prijímať informácie, potom tieto tŕne zaniknú.

Axón je výrastok cytoplazmy, prispôsobený na prenášanie informácií zozbieraných dendritmi, spracovaných v neuróne a prenášaných do axónu cez axónový vrch - výstupný bod axónu z neurónu. Axón tejto bunky má konštantný priemer, vo väčšine prípadov je obalený v myelínovom obale vytvorenom z glie. Axón má rozvetvené konce. V zakončeniach sú mitochondrie a sekrečné formácie.

Typy neurónov.

Štruktúra neurónov do značnej miery zodpovedá ich funkčnému účelu. Podľa štruktúry sú neuróny rozdelené do troch typov: unipolárne, bipolárne a multipolárne.

Skutočné unipolárne neuróny sa nachádzajú iba v mezencefalickom jadre trojklaného nervu. Tieto neuróny poskytujú proprioceptívnu citlivosť na žuvacie svaly.

Ostatné unipolárne neuróny sa nazývajú pseudounipolárne, v skutočnosti majú dva procesy (jeden pochádza z periférie z receptorov, druhý ide do štruktúr centrálneho nervového systému). Oba procesy sa spájajú v blízkosti tela bunky do jedného procesu. Všetky tieto bunky sa nachádzajú v zmyslových uzloch: miechových, trojklanných atď. Zabezpečujú vnímanie bolesti, teploty, hmatovú, proprioceptívnu, baroceptívnu, vibračnú signalizáciu.

Bipolárne neuróny majú jeden axón a jeden dendrit. Neuróny tohto typu sa nachádzajú najmä v periférnych častiach zrakového, sluchového a čuchového systému. Bipolárne neuróny sú spojené s receptorom dendritom a axónom s neurónom ďalšej úrovne organizácie zodpovedajúceho senzorického systému.

Multipolárne neuróny majú niekoľko dendritov a jeden axón. V súčasnosti existuje až 60 rôznych variantov štruktúry multipolárnych neurónov, ale všetky predstavujú odrody vretenovitých, hviezdicovitých, košíkovitých a pyramídových buniek.

Metabolizmus v neuróne.

Potrebné živiny a soli sa dostávajú do nervovej bunky vo forme vodných roztokov. Metabolické produkty sú tiež odstránené z neurónu vo forme vodných roztokov.

Proteíny neurónov slúžia na plastické a informačné účely. Jadro neurónu obsahuje DNA, zatiaľ čo v cytoplazme prevláda RNA. RNA sa koncentruje hlavne v bazofilnej látke. Intenzita metabolizmu bielkovín v jadre je vyššia ako v cytoplazme. Rýchlosť obnovy bielkovín vo fylogeneticky novších štruktúrach nervového systému je vyššia ako v starších. Najvyššia rýchlosť metabolizmu bielkovín v sivej hmote mozgovej kôry. Menej - v cerebellum, najmenšie - v mieche.

Neurónové lipidy slúžia ako energetický a plastový materiál. Prítomnosť lipidov v myelínovej pošve spôsobuje ich vysoký elektrický odpor, dosahujúci u niektorých neurónov 1000 Ohm/cm2 povrchu. Výmena lipidov v nervovej bunke je pomalá; excitácia neurónu vedie k zníženiu množstva lipidov. Zvyčajne po dlhšej duševnej práci, s únavou, množstvo fosfolipidov v bunke klesá.

Sacharidy neurónov sú pre nich hlavným zdrojom energie. Glukóza, ktorá vstupuje do nervovej bunky, sa mení na glykogén, ktorý sa v prípade potreby pod vplyvom enzýmov samotnej bunky opäť mení na glukózu. Vzhľadom na to, že zásoby glykogénu pri činnosti neurónu nezabezpečujú plne jeho energetický výdaj, je zdrojom energie pre nervovú bunku krvná glukóza.

Glukóza sa v neuróne rozkladá aeróbne a anaeróbne. Štiepenie je prevažne aeróbne, čo vysvetľuje vysokú citlivosť nervových buniek na nedostatok kyslíka. Zvýšenie adrenalínu v krvi, energická aktivita tela vedie k zvýšeniu spotreby uhľohydrátov. V anestézii sa zníži príjem sacharidov.

Nervové tkanivo obsahuje soli draslíka, sodíka, vápnika, horčíka atď. Medzi katiónmi prevládajú K+, Na+, Mg2+, Ca2+; z aniónov - Cl-, HCO3-. Okrem toho sú v neuróne rôzne stopové prvky (napríklad meď a mangán). Vďaka svojej vysokej biologickej aktivite aktivujú enzýmy. Počet stopových prvkov v neuróne závisí od jeho funkčného stavu. Takže pri reflexnej alebo kofeínovej excitácii sa obsah medi a mangánu v neuróne prudko znižuje.

Výmena energie v neuróne v pokoji a excitácii je odlišná. Svedčí o tom hodnota respiračného koeficientu v bunke. V kľude je to 0,8 a pri vzrušení je to 1,0. Pri vzrušení sa spotreba kyslíka zvyšuje o 100%. Po excitácii sa množstvo nukleových kyselín v cytoplazme neurónov niekedy zníži až 5-krát.

Vlastné energetické procesy neurónu (jeho soma) úzko súvisia s trofickými vplyvmi neurónov, ktoré ovplyvňujú predovšetkým axóny a dendrity. Nervové zakončenia axónov majú zároveň trofické účinky na sval alebo bunky iných orgánov. Porušenie svalovej inervácie teda vedie k jeho atrofii, zvýšenému rozkladu bielkovín a smrti svalových vlákien.

Klasifikácia neurónov.

Existuje klasifikácia neurónov, ktorá zohľadňuje chemickú štruktúru látok uvoľnených na koncoch ich axónov: cholinergné, peptidergné, norepinefrínové, dopamínergné, serotonergné atď.

Podľa citlivosti na pôsobenie podnetov sa neuróny delia na mono-, bi-, polysenzorické.

monosenzorické neuróny. Nachádzajú sa častejšie v primárnych projekčných zónach kôry a reagujú iba na signály ich zmyslov. Napríklad významná časť neurónov v primárnej zóne zrakovej kôry reaguje iba na svetelnú stimuláciu sietnice.

Monosenzorické neuróny sú funkčne rozdelené podľa ich citlivosti na rôzne kvality jedného stimulu. Jednotlivé neuróny v sluchovej zóne mozgovej kôry teda môžu reagovať na prezentáciu tónu 1000 Hz a nereagovať na tóny inej frekvencie. Nazývajú sa monomodálne. Neuróny, ktoré reagujú na dva rôzne tóny, sa nazývajú bimodálne, na tri alebo viac - polymodálne.

bisenzorické neuróny. Častejšie sa nachádzajú v sekundárnych zónach kôry akéhokoľvek analyzátora a môžu reagovať na signály ich vlastných aj iných zmyslov. Napríklad neuróny v sekundárnej zóne zrakovej kôry reagujú na zrakové a sluchové podnety.

polysenzorické neuróny. Najčastejšie ide o neuróny asociačných zón mozgu; sú schopné reagovať na podráždenie sluchového, zrakového, kožného a iných receptívnych systémov.

Nervové bunky rôznych častí nervového systému môžu byť aktívne mimo vplyvu – pozadie, alebo pozadie aktívne (obr. 2.16). Iné neuróny vykazujú impulznú aktivitu iba ako odpoveď na nejaký druh stimulácie.

Neuróny aktívne na pozadí sa delia na inhibičné – spomaľujúce frekvenciu výbojov a excitačné – zvyšujúce frekvenciu výbojov v reakcii na nejaký druh podráždenia. Neuróny aktívne na pozadí môžu generovať impulzy nepretržite s určitým spomalením alebo zvýšením frekvencie výbojov - to je prvý typ aktivity - nepretržite arytmické. Takéto neuróny poskytujú tón nervových centier. Neuróny aktívne na pozadí majú veľký význam pri udržiavaní úrovne excitácie kôry a iných štruktúr mozgu. Počet neurónov aktívnych na pozadí sa zvyšuje v bdelom stave.

Neuróny druhého typu vydávajú skupinu impulzov s krátkym medzipulzným intervalom, po ktorom nasleduje obdobie ticha a znovu sa objavuje skupina, alebo balík impulzov. Tento typ činnosti sa nazýva prasknutie. Hodnota burst typu aktivity spočíva vo vytvorení podmienok pre vedenie signálov s poklesom funkčnosti vodivých alebo vnímacích štruktúr mozgu. Interpulzy v zhlukoch sú približne 1-3 ms, medzi zhlukmi je tento interval 15-120 ms.

Treťou formou aktivity na pozadí je skupinová aktivita. Skupinový typ aktivity je charakterizovaný aperiodickým objavením sa skupiny impulzov na pozadí (intervaly medzi impulzmi sa pohybujú od 3 do 30 ms), po ktorých nasleduje obdobie ticha.

Funkčne možno neuróny rozdeliť aj na tri typy: aferentné, interneuróny (interkalárne), eferentné. Prvé vykonávajú funkciu prijímania a prenosu informácií do nadložných štruktúr CNS, druhé - zabezpečujú interakciu medzi neurónmi CNS, tretie - prenášajú informácie do základných štruktúr CNS, do nervových uzlín ležiacich mimo CNS a k orgánom tela.

Funkcie aferentných neurónov úzko súvisia s funkciami receptorov.

Štruktúra a funkcie synapsie

Synapsie sa nazývajú kontakty, ktoré vytvárajú neuróny ako nezávislé formácie. Synapsia je zložitá štruktúra a skladá sa z presynaptickej časti (koniec axónu, ktorý prenáša signál), synaptickej štrbiny a postsynaptickej časti (štruktúra vnímajúcej bunky).

Klasifikácia synapsií. Synapsie sú klasifikované podľa miesta, charakteru pôsobenia, spôsobu prenosu signálu.

Podľa umiestnenia sa rozlišujú neuromuskulárne synapsie a neuro-neuronálne synapsie, ktoré sa zase delia na axo-somatické, axo-axonálne, axodendritické, dendro-somatické.

Podľa povahy pôsobenia na vnímajúcu štruktúru môžu byť synapsie excitačné a inhibičné.

Podľa spôsobu prenosu signálu sa synapsie delia na elektrické, chemické, zmiešané.

Povaha interakcie neurónov. Je určená metódou tejto interakcie: vzdialená, susedná, kontaktná.

Vzdialenú interakciu môžu zabezpečiť dva neuróny umiestnené v rôznych štruktúrach tela. Napríklad v bunkách mnohých mozgových štruktúr sa tvoria neurohormóny, neuropeptidy, ktoré sú schopné humorne ovplyvňovať neuróny v iných oddeleniach.

Susedná interakcia neurónov sa uskutočňuje v prípade, keď sú membrány neurónov oddelené iba medzibunkovým priestorom. Typicky sa takáto interakcia vyskytuje tam, kde medzi membránami neurónov nie sú žiadne gliové bunky. Takáto susednosť je typická pre axóny čuchového nervu, paralelné vlákna cerebellum atď. Predpokladá sa, že susedná interakcia zabezpečuje účasť susedných neurónov na výkone jedinej funkcie. K tomu dochádza najmä preto, že metabolity, produkty aktivity neurónov, vstupujúce do medzibunkového priestoru, ovplyvňujú susedné neuróny. Susedná interakcia môže v niektorých prípadoch zabezpečiť prenos elektrickej informácie z neurónu na neurón.

Kontaktná interakcia je spôsobená špecifickými kontaktmi neurónových membrán, ktoré tvoria takzvané elektrické a chemické synapsie.

elektrické synapsie. Morfologicky predstavujú fúziu alebo konvergenciu membránových sekcií. V druhom prípade synaptická štrbina nie je súvislá, ale je prerušená plnými kontaktnými mostíkmi. Tieto mostíky tvoria opakujúcu sa bunkovú štruktúru synapsie a bunky sú ohraničené oblasťami priľahlých membrán, pričom vzdialenosť medzi nimi v synapsiách cicavcov je 0,15-0,20 nm. Miesta membránovej fúzie obsahujú kanály, cez ktoré si bunky môžu vymieňať určité produkty. Okrem opísaných bunkových synapsií sa medzi elektrickými synapsiami rozlišujú ďalšie - vo forme súvislej medzery; plocha každého z nich dosahuje 1000 mikrónov, ako napríklad medzi neurónmi ciliárneho ganglia.

Elektrické synapsie majú jednosmerné vedenie excitácie. To sa dá ľahko dokázať pri registrácii elektrického potenciálu na synapsii: pri stimulácii aferentných dráh sa membrána synapsie depolarizuje a pri stimulácii eferentných vlákien hyperpolarizuje. Ukázalo sa, že synapsie neurónov s rovnakou funkciou majú obojsmerné vedenie vzruchu (napríklad synapsie medzi dvoma citlivými bunkami) a synapsie medzi neurónmi s rôznymi funkciami (senzorické a motorické) majú jednosmerné vedenie. Funkciou elektrických synapsií je predovšetkým zabezpečiť naliehavé reakcie tela. To zjavne vysvetľuje ich umiestnenie u zvierat v štruktúrach, ktoré poskytujú reakciu na útek, únik pred nebezpečenstvom atď.

Elektrická synapsia je pomerne neúnavná a odolná voči zmenám vonkajšieho a vnútorného prostredia. Zrejme tieto vlastnosti spolu s rýchlosťou zabezpečujú vysokú spoľahlivosť jeho prevádzky.

chemické synapsie. Štruktúrne sú zastúpené presynaptickou časťou, synaptickou štrbinou a postsynaptickou časťou. Presynaptická časť chemickej synapsie vzniká expanziou axónu pozdĺž jeho priebehu alebo konca. V presynaptickej časti sú agranulárne a granulárne vezikuly (obr. 1). Bubliny (kvantá) obsahujú mediátor. V presynaptickej expanzii sú mitochondrie, ktoré zabezpečujú syntézu mediátora, glykogénových granúl a pod. Pri opakovanej stimulácii presynaptického zakončenia sa zásoby mediátora v synaptických vezikulách vyčerpávajú. Predpokladá sa, že malé granulované vezikuly obsahujú norepinefrín, veľké - iné katecholamíny. Agranulárne vezikuly obsahujú acetylcholín. Mediátormi excitácie môžu byť aj deriváty kyseliny glutámovej a kyseliny asparágovej.

Ryža. 1. Schéma procesu prenosu nervového signálu v chemickej synapsii.

chemická synapsia

Podstata mechanizmu prenosu elektrického impulzu z jednej nervovej bunky do druhej cez chemickú synapsiu je nasledovná. Elektrický signál prechádzajúci procesom neurónu jednej bunky prichádza do presynaptickej oblasti a spôsobuje, že určitá chemická zlúčenina, mediátor alebo mediátor, z nej vystupuje do synaptickej štrbiny. Mediátor, ktorý difunduje cez synaptickú štrbinu, dosiahne postsynaptickú oblasť a chemicky sa viaže na tam umiestnenú molekulu, nazývanú receptor. V dôsledku tejto väzby sa v postsynaptickej zóne spúšťa množstvo fyzikálno-chemických premien, v dôsledku čoho v jej oblasti vzniká impulz elektrického prúdu, ktorý sa šíri ďalej do druhej bunky.

Oblasť presynapsie sa vyznačuje niekoľkými významnými morfologickými útvarmi, ktoré zohrávajú hlavnú úlohu v jej práci. V tejto oblasti sa nachádzajú špecifické granuly - vezikuly - obsahujúce jednu alebo druhú chemickú zlúčeninu, všeobecne nazývanú mediátor. Tento výraz má čisto funkčný význam, ako napríklad výraz hormón. Jedna a tá istá látka môže byť pripísaná buď mediátorom alebo hormónom. Napríklad noradrenalín by sa mal nazývať neurotransmiter, ak sa uvoľňuje z vezikúl presynapsie; ak je norepinefrín vylučovaný do krvi nadobličkami, potom sa v tomto prípade nazýva hormón.

Okrem toho sa v zóne presynapsie nachádzajú mitochondrie obsahujúce ióny vápnika a špecifické membránové štruktúry - iónové kanály. Aktivácia presynapsie začína v momente, keď do tejto oblasti dorazí elektrický impulz z bunky. Tento impulz vedie k tomu, že veľké množstvo vápnika vstupuje do presynapsie cez iónové kanály. Okrem toho v reakcii na elektrický impulz opúšťajú ióny vápnika mitochondrie. Oba tieto procesy vedú k zvýšeniu koncentrácie vápnika v presynapsii. Výskyt prebytočného vápnika vedie k spojeniu presynapsiovej membrány s membránou vezikúl a tá sa začne ťahať až k presynaptickej membráne a nakoniec vytlačí svoj obsah do synaptickej štrbiny.

Hlavnou štruktúrou postsynaptickej oblasti je membrána oblasti druhej bunky v kontakte s presynapsiou. Táto membrána obsahuje geneticky podmienenú makromolekulu, receptor, ktorý sa selektívne viaže na mediátor. Táto molekula obsahuje dve oblasti. Prvé miesto je zodpovedné za rozpoznanie „svojho“ mediátora, druhé miesto je zodpovedné za fyzikálno-chemické zmeny v membráne, ktoré vedú k objaveniu sa elektrického potenciálu.

Zaradenie práce postsynapsie začína v momente, keď molekula mediátora dorazí do tejto oblasti. Rozpoznávacie centrum „rozpoznáva“ svoju molekulu a viaže sa na ňu určitým typom chemickej väzby, ktorú možno vizualizovať ako interakciu zámku s kľúčom. Táto interakcia zahŕňa prácu druhej časti molekuly a jej práca vedie k vzniku elektrického impulzu.

Vlastnosti prenosu signálu cez chemickú synapsiu sú určené vlastnosťami jej štruktúry. Najprv sa elektrický signál z jednej bunky prenesie do druhej pomocou chemického mediátora – mediátora. Po druhé, elektrický signál sa prenáša iba v jednom smere, ktorý je určený štrukturálnymi vlastnosťami synapsie. Po tretie, dochádza k miernemu oneskoreniu vo vedení signálu, ktorého čas je určený dobou difúzie vysielača cez synaptickú štrbinu. Po štvrté, vedenie cez chemickú synapsiu môže byť blokované rôznymi spôsobmi.

Práca chemickej synapsie je regulovaná tak na úrovni presynapsie, ako aj na úrovni postsynapsie. V štandardnom režime činnosti sa z presynapsie po príchode elektrického signálu vysunie neurotransmiter, ktorý sa naviaže na postsynapsiový receptor a spôsobí vznik nového elektrického signálu. Pred vstupom nového signálu do presynapsie má množstvo neurotransmiteru čas na zotavenie. Ak však signály z nervovej bunky idú príliš často alebo dlho, množstvo neurotransmiteru sa tam vyčerpá a synapsia prestane fungovať.

Zároveň môže byť synapsia „trénovaná“ na vysielanie veľmi častých signálov po dlhú dobu. Tento mechanizmus je mimoriadne dôležitý pre pochopenie mechanizmov pamäti. Ukázalo sa, že okrem látky, ktorá hrá úlohu mediátora, vezikuly obsahujú aj ďalšie látky proteínovej povahy a na membráne presynapsie a postsynapsie sa nachádzajú špecifické receptory, ktoré ich rozpoznávajú. Tieto receptory pre peptidy sa zásadne líšia od receptorov pre mediátory v tom, že interakcia s nimi nespôsobuje objavenie sa potenciálov, ale spúšťa biochemické syntetické reakcie.

Po príchode impulzu do presynapsie sa teda spolu s mediátormi uvoľňujú aj regulačné peptidy. Niektoré z nich interagujú s peptidovými receptormi na presynaptickej membráne a táto interakcia zapína mechanizmus syntézy mediátorov. Preto čím častejšie sa mediátor a regulačné peptidy uvoľňujú, tým intenzívnejšia bude syntéza mediátora. Ďalšia časť regulačných peptidov spolu s mediátorom dosahuje postsynapsiu. Mediátor sa viaže na svoj receptor a regulačné peptidy na svoj receptor a táto posledná interakcia spúšťa syntézu receptorových molekúl pre mediátor. Výsledkom takéhoto procesu je zvýšenie receptorového poľa citlivého na mediátor, takže všetky molekuly mediátora sa bez stopy naviažu na svoje receptorové molekuly. Vo všeobecnosti tento proces vedie k takzvanému uľahčeniu vedenia cez chemickú synapsiu.

Izolácia sprostredkovateľa

Faktor, ktorý vykonáva funkciu mediátora, je produkovaný v tele neurónu a odtiaľ je transportovaný na koniec axónu. Mediátor obsiahnutý v presynaptických zakončeniach musí byť uvoľnený do synoptickej štrbiny, aby mohol pôsobiť na receptory postsynaptickej membrány a zabezpečovať transsynaptickú signalizáciu. Látky ako acetylcholín, katecholamínová skupina, serotonín, neuropiptidy a mnohé ďalšie môžu pôsobiť ako mediátory, ich všeobecné vlastnosti budú popísané nižšie.

Ešte predtým, ako boli objasnené mnohé zo základných znakov procesu uvoľňovania neurotransmiterov, sa zistilo, že presynaptické zakončenia môžu meniť stavy spontánnej sekrečnej aktivity. Neustále vylučované malé časti mediátora spôsobujú takzvané spontánne, miniatúrne postsynaptické potenciály v postsynaptickej bunke. Zaviedli to v roku 1950 anglickí vedci Fett a Katz, ktorí pri štúdiu práce neuromuskulárnej synapsie žaby zistili, že bez akéhokoľvek pôsobenia na nerv vo svale v oblasti postsynaptickej membrány je malý potenciálne fluktuácie vznikajú samé osebe v náhodných intervaloch s amplitúdou približne 0,5 mV.

Objav uvoľnenia neurotransmitera, ktoré nie je spojené s príchodom nervového impulzu, pomohlo stanoviť kvantovú povahu jeho uvoľnenia, to znamená, že sa ukázalo, že v chemickej synapsii sa mediátor uvoľňuje v pokoji, ale príležitostne a v malých častiach. Diskrétnosť je vyjadrená v tom, že mediátor opúšťa koniec nie difúzne, nie vo forme jednotlivých molekúl, ale vo forme multimolekulových častí (alebo kvantá), z ktorých každá obsahuje niekoľko.

Deje sa to nasledovne: v axoplazme zakončení neurónov v tesnej blízkosti presynaptickej membrány sa pri pohľade pod elektrónovým mikroskopom našlo veľa vezikúl alebo vezikúl, z ktorých každá obsahuje jedno vysielacie kvantum. Akčné prúdy spôsobené presynaptickými impulzmi nemajú výrazný vplyv na postsynaptickú membránu, ale vedú k deštrukcii obalu vezikúl s mediátorom. Tento proces (exocytóza) spočíva v tom, že vezikula sa po priblížení k vnútornému povrchu membrány presynaptického zakončenia v prítomnosti vápnika (Ca2+) spája s presynaptickou membránou, v dôsledku čoho sa vezikula vyprázdni do synoptická štrbina. Po deštrukcii vezikuly je membrána, ktorá ju obklopuje, zahrnutá do membrány presynaptického zakončenia, čím sa zväčšuje jej povrch. Následne sa v dôsledku procesu endomitózy vydúvajú malé úseky presynaptickej membrány smerom dovnútra, čím sa opäť vytvoria vezikuly, ktoré sú následne opäť schopné zapnúť mediátor a vstúpiť do cyklu jeho uvoľňovania.

V. Chemické mediátory a ich typy

V centrálnom nervovom systéme plní funkciu mediátora veľká skupina heterogénnych chemikálií. Zoznam novoobjavených chemických mediátorov neustále rastie. Podľa najnovších údajov je ich asi 30. Ešte by som rád poznamenal, že podľa Daleho princípu každý neurón vo všetkých svojich synoptických zakončeniach uvoľňuje ten istý mediátor. Na základe tohto princípu je zvykom označovať neuróny podľa typu mediátora, ktorý ich zakončenie vyžaruje. Tak napríklad neuróny, ktoré uvoľňujú acetylcholín, sa nazývajú cholinergné, serotonínové - sérotonergné. Tento princíp možno použiť na označenie rôznych chemických synapsií. Zvážte niektoré z najznámejších chemických mediátorov:

Acetylcholín. Jeden z prvých objavených neurotransmiterov (bol tiež známy ako "látka blúdivého nervu" kvôli jeho účinku na srdce).

Charakteristickým znakom acetylcholínu ako mediátora je jeho rýchla deštrukcia po uvoľnení z presynaptických zakončení pomocou enzýmu acetylcholínesterázy. Acetylcholín pôsobí ako mediátor v synapsiách tvorených recidivujúcimi kolaterálami axónov miechových motorických neurónov na interkalárnych Renshawových bunkách, ktoré zasa s pomocou ďalšieho mediátora pôsobia inhibične na motorické neuróny.

Cholinergné neuróny sú tiež neuróny miechy inervujúce chromafinné bunky a pregangliové neuróny inervujúce nervové bunky intramurálnych a extramurálnych ganglií. Predpokladá sa, že cholinergné neuróny sú prítomné v retikulárnej formácii stredného mozgu, cerebellum, bazálnych ganglií a kôry.

Katecholamíny. Ide o tri chemicky príbuzné látky. Patria sem: dopamín, norepinefrín a adrenalín, ktoré sú derivátmi tyrozínu a plnia funkciu mediátora nielen v periférnych, ale aj v centrálnych synapsiách. Dopaminergné neuróny sa nachádzajú u cicavcov hlavne v strednom mozgu. Dopamín hrá obzvlášť dôležitú úlohu v striate, kde sa nachádzajú obzvlášť veľké množstvá tohto mediátora. Okrem toho sú v hypotalame prítomné dopaminergné neuróny. Noradrenergné neuróny sa nachádzajú aj v strednom mozgu, moste a predĺženej mieche. Axóny noradrenergných neurónov tvoria vzostupné dráhy smerujúce do hypotalamu, talamu, limbického kortexu a mozočku. Zostupné vlákna noradrenergných neurónov inervujú nervové bunky miechy.

Katecholamíny majú excitačné aj inhibičné účinky na neuróny CNS.

Serotonín. Podobne ako katecholamíny patrí do skupiny monoamínov, to znamená, že sa syntetizuje z aminokyseliny tryptofán. U cicavcov sa serotonergné neuróny nachádzajú hlavne v mozgovom kmeni. Sú súčasťou dorzálneho a mediálneho stehu, jadier predĺženej miechy, mostíka a stredného mozgu. Serotonergné neuróny rozširujú svoj vplyv na neokortex, hipokampus, globus pallidus, amygdalu, hypotalamus, kmeňové štruktúry, cerebelárny kortex a miechu. Serotonín hrá dôležitú úlohu pri regulácii aktivity miechy a pri regulácii telesnej teploty v hypotalame. Poruchy metabolizmu serotonínu, ku ktorým dochádza pri pôsobení množstva farmakologických liekov, môžu zase spôsobiť halucinácie. Porušenie funkcií serotonergných synapsií sa pozoruje pri schizofrénii a iných duševných poruchách. Serotonín môže spôsobiť excitačné a inhibičné účinky v závislosti od vlastností postsynaptických membránových receptorov.

neutrálne aminokyseliny. Ide o dve hlavné dikarboxylové kyseliny L-glutamát a L-aspartát, ktoré sa vo veľkom množstve nachádzajú v centrálnom nervovom systéme a môžu pôsobiť ako mediátory. Kyselina L-glutámová je súčasťou mnohých proteínov a peptidov. Neprechádza dobre cez hematoencefalickú bariéru, a preto sa z krvi nedostáva do mozgu, pričom sa tvorí hlavne z glukózy v samotnom nervovom tkanive. V CNS cicavcov sa glutamát nachádza vo vysokých koncentráciách. Predpokladá sa, že jeho funkcia súvisí najmä so synoptickým prenosom vzruchu.

Polypeptidy. V posledných rokoch sa ukázalo, že niektoré polypeptidy môžu vykonávať funkciu mediátora v synapsiách CNS. Tieto polypeptidy zahŕňajú látky-P, hypotalamické neurohormóny, enkefalíny atď. Látka-P označuje skupinu látok, ktoré sa prvýkrát extrahujú z čreva. Tieto polypeptidy sa nachádzajú v mnohých častiach CNS. Ich koncentrácia je obzvlášť vysoká v oblasti čiernej hmoty. Prítomnosť substancie-P v zadných koreňoch miechy naznačuje, že môže slúžiť ako mediátor v synapsiách tvorených centrálnymi axónovými zakončeniami niektorých primárnych aferentných neurónov. Látka-P má vzrušujúci účinok na určité neuróny miechy. Úloha mediátora iných neuropeptidov je ešte menej jasná.

Záver

Moderné chápanie štruktúry a funkcie CNS je založené na neurálnej teórii, ktorá je špeciálnym prípadom bunkovej teórie. Ak však bola bunková teória sformulovaná v prvej polovici 19. storočia, potom neurálna teória, ktorá považuje mozog za výsledok funkčného spojenia jednotlivých bunkových elementov – neurónov, bola uznaná až na prelome tohto storočia. . Dôležitú úlohu v uznaní neurálnej teórie zohrali štúdie španielskeho neurohistológa R. Cajala a anglického fyziológa C. Sherringtona. Konečný dôkaz o úplnej štrukturálnej izolácii nervových buniek sa získal pomocou elektrónového mikroskopu, ktorého vysoké rozlíšenie umožnilo zistiť, že každá nervová bunka je po celej svojej dĺžke obklopená hraničnou membránou a že medzi nimi sú voľné priestory. membrány rôznych neurónov. Náš nervový systém tvoria dva typy buniek – nervové a gliové. Okrem toho je počet gliových buniek 8-9 krát vyšší ako počet nervových buniek. Počet nervových prvkov, ktorý je u primitívnych organizmov veľmi obmedzený, v procese evolučného vývoja nervového systému dosahuje u primátov a ľudí mnoho miliárd. Zároveň sa počet synaptických kontaktov medzi neurónmi blíži k astronomickej hodnote. Zložitosť organizácie CNS sa prejavuje aj v tom, že štruktúra a funkcie neurónov v rôznych častiach mozgu sa výrazne líšia. Nevyhnutnou podmienkou analýzy mozgovej aktivity je však identifikácia základných princípov fungovania neurónov a synapsií. Koniec koncov, práve tieto spojenia neurónov zabezpečujú celú škálu procesov spojených s prenosom a spracovaním informácií.

Dá sa len domýšľať, čo sa stane, ak tento zložitý proces výmeny zlyhá... čo sa stane s nami. Môžeme sa teda baviť o akejkoľvek stavbe tela, nemusí byť hlavná, ale bez nej nebude činnosť celého organizmu úplne správna a úplná. Nezáleží na tom, koľko je hodín. Ak chýba jeden, čo i len najmenší detail v mechanizme, hodinky už nebudú fungovať absolútne presne. A čoskoro sa hodiny zlomia. Tak isto naše telo v prípade porušenia niektorého zo systémov postupne vedie k zlyhaniu celého organizmu a v dôsledku toho k smrti práve tohto organizmu. Preto je v našom záujme sledovať stav nášho tela a nerobiť chyby, ktoré pre nás môžu viesť k vážnym následkom.

Zoznam prameňov a literatúry

1. Batuev A. S. Fyziológia vyššej nervovej aktivity a zmyslových systémov: učebnica / A. S. Batuev. - St. Petersburg. : Peter, 2009. - 317 s.

Danilová N. N. Psychofyziológia: Učebnica / N. N. Danilová. - M. : ASPECT PRESS, 2000. - 373s.

Danilova N. N. Fyziológia vyššej nervovej aktivity: učebnica / N. N. Danilova, A. L. Krylova. - M.: Náučná literatúra, 1997. - 428 s.

Karaulova L. K. Fyziológia: učebnica / L. K. Karaulova, N. A. Krasnoperova, M. M. Rasulov. - M. : Akadémia, 2009. - 384 s.

Katalymov, L. L. Fyziológia neurónu: učebnica / L. L. Katalymov, O. S. Sotnikov; Min. ľudí. vzdelávanie RSFSR, Uljanovsk. štát ped. in-t. - Uljanovsk: B. i., 1991. - 95 s.

Semenov, E. V. Fyziológia a anatómia: učebnica / E. V. Semenov. - M. : Dzhangar, 2005. - 480 s.

Smirnov, V. M. Fyziológia centrálneho nervového systému: učebnica / V. M. Smirnov, V. N. Jakovlev. - M.: Akadémia, 2002. - 352 s.

Smirnov V. M. Fyziológia človeka: učebnica / V. M. Smirnova. - M.: Medicína, 2002. - 608. roky.

Rossolimo T. E. Fyziológia vyššej nervovej aktivity: čitateľ: učebnica / T. E. Rossolimo, I. A. Moskvina - Tarkhanova, L. B. Rybalov. - M.; Voronež: MPSI: MODEK, 2007. - 336 s.

Doučovanie

Potrebujete pomôcť s učením témy?

Naši odborníci vám poradia alebo poskytnú doučovacie služby na témy, ktoré vás zaujímajú.
Odoslať žiadosť s uvedením témy práve teraz, aby ste sa dozvedeli o možnosti konzultácie.

Čo je synapsia? Synapsia je špeciálna štruktúra, ktorá zabezpečuje prenos signálu z vlákien nervovej bunky do inej bunky alebo vlákna z kontaktnej bunky. Čo je potrebné na to, aby sme mali 2 nervové bunky? V tomto prípade je synapsia zastúpená v 3 funkčných oblastiach (presynaptický fragment, synaptická štrbina a postsynaptický fragment) nervových buniek a nachádza sa v oblasti kontaktu bunky so svalmi a žľazami ľudského tela.

Systém nervových synapsií sa uskutočňuje podľa ich lokalizácie, typu aktivity a spôsobu prenosu dostupných signálových dát. Pokiaľ ide o lokalizáciu, synapsie sa rozlišujú: neuroneuronálny, neuromuskulárny. Neuroneuronálne na axosomatické, dendrosomatické, axodendritické, axoaxonálne.

Podľa typu aktivity pre vnímanie sa zvyčajne rozlišujú synapsie: excitačné a nemenej dôležité inhibičné. Podľa spôsobu prenosu informačného signálu sa delia na:

1. Elektrický typ.
2. chemický typ.
3. Zmiešaný typ.

Etiológia kontaktu neurónov zredukované na typ tohto dokovania, ktorý môže byť vzdialený, kontaktný a aj hraničný. Spojenie vzdialenej vlastnosti sa uskutočňuje pomocou 2 neurónov umiestnených v mnohých častiach tela.

Takže v tkanivách ľudského mozgu sa vytvárajú neurohormóny a neuropeptidové látky, ktoré ovplyvňujú neuróny prítomné v tele na inom mieste. Kontaktné spojenie sa redukuje na špeciálne spoje membránových filmov typických neurónov, ktoré tvoria synapsie chemického smeru, ako aj zložky elektrickej vlastnosti.

Susedná (hraničná) práca neurónov sa vykonáva v čase, počas ktorého sú filmy-membrány neurónov blokované iba synaptickou štrbinou. Spravidla sa takáto fúzia pozoruje medzi 2 špeciálnymi membránovými filmami žiadne gliové tkanivo. Táto susednosť je charakteristická pre paralelné vlákna cerebellum, axóny špeciálneho nervu na čuchové účely atď.

Existuje názor, že susedný kontakt vyvoláva prácu susedných neurónov v produkte spoločnej funkcie. Je to spôsobené tým, že metabolity, plody pôsobenia ľudského neurónu, prenikajúce do dutiny umiestnenej medzi bunkami, ovplyvňujú blízke aktívne neuróny. Okrem toho môže hraničné spojenie často prenášať elektrické údaje z 1 pracovného neurónu na 2 účastníkov procesu.

Synapsie elektrického a chemického smeru

Pôsobenie fúzie film-membrána sa považuje za elektrické synapsie. V podmienkach, kde je potrebná synaptická štrbina diskontinuálna s intervalmi septa monolitického spojenia. Tieto priečky tvoria striedajúcu sa štruktúru oddielov synapsií, pričom oddiely sú oddelené fragmentmi približných membrán, medzi ktorými je medzera v synapsiách obvyklého skladu 0,15 - 0,20 nm u predstaviteľov cicavcov. Na križovatke filmových membrán existujú spôsoby, ktorými dochádza k výmene časti ovocia.

Okrem samostatných typov synapsií existujú potrebné elektrické typické synapsie vo forme jedinej synaptickej štrbiny, ktorej celkový obvod siaha do 1000 mikrónov. Je teda reprezentovaný podobný synaptický jav v neurónoch ciliárneho ganglia.

Elektrické synapsie sú schopné viesť vysokokvalitné budenie jednostranne. Táto skutočnosť je zaznamenaná pri stanovení elektrickej rezervy synaptickej zložky. Napríklad v momente dotyku aferentných tubulov dochádza k depolarizácii synaptického filmu-membrány, kedy sa dotykom eferentných častíc vlákien hyperpolarizuje. Predpokladá sa, že synapsie pôsobiacich neurónov so spoločnými zodpovednosťami môžu vykonávať požadovanú excitáciu (medzi 2 prechodovými oblasťami) v oboch smeroch.

Naopak, synapsie neurónov majú odlišný zoznam akcií (motorických a senzorických) vykonať akt budenia jednostranne. Hlavná práca synaptických zložiek je určená produkciou okamžitých reakcií tela. Elektrická synapsia podlieha nevýznamnému stupňu únavy, má značné percento odolnosti voči vnútorným a vonkajším faktorom.

Chemické synapsie majú vzhľad presynaptického segmentu, funkčnej synaptickej štrbiny s fragmentom postsynaptickej zložky. Presynaptický fragment je tvorený zväčšením veľkosti axónu vo vnútri vlastného tubulu alebo smerom k jeho dokončeniu. Tento fragment obsahuje granulované aj agranulárne špeciálne vaky obsahujúce neurotransmiter.

Presynaptické zvýšenie pozoruje lokalizáciu aktívnych mitochondrií, generujúcich častice látky-glykogénu, ako aj požadovaný výstup sprostredkovateľa a ďalšie. V podmienkach častého kontaktu s presynaptickým poľom sa stráca rezerva mediátora v existujúcich vakoch.

Existuje názor, že malé granulované vezikuly majú látku, ako je norepinefrín, a veľké - katecholamíny. Okrem toho sa acetylchonín nachádza v agranulárnych dutinách (vezikuly). Okrem toho sú mediátormi zvýšenej excitácie látky tvorené podľa typu produkovanej asparágovej alebo nemenej významnej kyseliny glutamínu.

Aktívne synapsie sa často nachádzajú medzi:

• Dendrit a axón.
• Soma a axón.
• Dendrity.
• axóny.
• bunková soma a dendrity.

Vplyv vyvinutého mediátora vzhľadom na súčasnú postsynaptickú filmovú membránu je spôsobená nadmernou penetráciou jej sodíkových častíc. Generovanie silných výronov sodíkových častíc z pracovnej synaptickej štrbiny cez postsynaptickú filmovú membránu tvorí jej depolarizáciu a vytvára excitáciu postsynaptickej rezervy. Prechod chemického smeru údajov synapsie je charakterizovaný synaptickou suspenziou excitácie v čase 0,5 ms s rozvojom postsynaptickej rezervy, ako reakcia na presynaptický tok.

Táto možnosť sa v momente excitácie objavuje v depolarizácii postsynaptickej filmovej membrány a v momente suspenzie v jej hyperpolarizácii. Kvôli tomu, čo je pozastavené postsynaptická rezerva. Pri silnej excitácii sa spravidla zvyšuje úroveň permeability postsynaptickej filmovej membrány.

Požadovaná excitačná vlastnosť je fixovaná vo vnútri neurónov, ak norepinefrín, látka dopamín, acetylcholín, dôležitý serotonín, látka P a kyselina glutamínová pracujú v typických synapsiách.

Obmedzujúci potenciál vzniká pri ovplyvňovaní synapsií z kyseliny gama-aminomaslovej a glycínu.

Mentálny výkon detí

Pracovná kapacita človeka priamo určuje jeho vek, keď sa všetky hodnoty zvyšujú súčasne s vývojom a fyzickým rastom detí.

Presnosť a rýchlosť duševných akcií s vekom sa vykonáva nerovnomerne v závislosti od iných faktorov, ktoré fixujú vývoj a fyzický rast tela. Študenti všetkých vekových kategórií, ktorí majú sú zdravotné problémy, charakteristický je výkon nízkej hodnoty vzhľadom na okolité silné deti.

U zdravých prvákov so zníženou pripravenosťou organizmu na neustály proces učenia je podľa niektorých ukazovateľov nízka akcieschopnosť, čo sťažuje boj so vznikajúcimi problémami v procese učenia.

Rýchlosť nástupu slabosti je určená počiatočným stavom detského systému citlivej nervovej genézy, pracovným tempom a objemom záťaže. Zároveň sú deti náchylné na prepracovanie počas dlhšej nehybnosti a keď činnosti, ktoré dieťa vykonáva, nie sú zaujímavé. Po prestávke sa pracovná kapacita zmení na rovnakú alebo sa zvýši ako predchádzajúca a je lepšie, aby zvyšok nebol pasívny, ale aktívny a prešiel na inú činnosť.

Prvá časť výchovno-vzdelávacieho procesu je u bežných detí základných škôl sprevádzaná výborným prospechom, no do konca 3. vyučovacej hodiny majú dochádza k poklesu koncentrácie:

• Pozerajú von oknom.
• Pozorne počúvajte slová učiteľa.
• Zmeňte polohu ich tela.
• Začnú rozprávať.
• Vstávajú zo svojho miesta.

Hodnoty pracovnej schopnosti sú obzvlášť vysoké u stredoškolákov študujúcich v 2. zmene. Je obzvlášť dôležité venovať pozornosť skutočnosti, že čas na prípravu na vyučovanie je dostatočne krátky pred začiatkom učebnej aktivity v triede a nezaručuje úplné odstránenie škodlivých zmien v centrálnom nervovom systéme. duševnej činnosti sa rýchlo vyčerpá v prvých hodinách vyučovacích hodín, čo sa jasne prejavuje v negatívnom správaní.

Preto sa kvalitatívne posuny v pracovnej kapacite pozorujú u študentov juniorského bloku v lekciách od 1 do 3 a blokov stredného a vyššieho spojenia v 4-5 lekciách. 6. vyučovacia hodina zasa prebieha v podmienkach zvlášť zníženej schopnosti konať. Zároveň je dĺžka hodiny pre 2-11 žiakov 45 minút, čo oslabuje kondíciu detí. Preto sa odporúča pravidelne meniť typ práce a uprostred hodiny urobiť aktívnu pauzu.

Moskovský psychologický a sociálny inštitút (MPSI)

Abstrakt o anatómii centrálneho nervového systému na tému:

SYNAPSA (štruktúra, štruktúra, funkcie).

študent 1. ročníka Fakulty psychológie,

skupina 21/1-01 Logachev A.Yu.

učiteľ:

Kholodova Marina Vladimirovna

rok 2001.

Pracovný plán:

1. Prológ.

2. Fyziológia neurónu a jeho štruktúra.

3. Štruktúra a funkcie synapsie.

4. Chemická synapsia.

5. Izolácia sprostredkovateľa.

6. Chemické mediátory a ich typy.

7. Epilóg.

8. Zoznam referencií.

PROLÓG:

Naše telo je jeden veľký hodinový stroj.

Skladá sa z obrovského množstva drobných častíc, ktoré sa nachádzajú v prísny poriadok a každý z nich vykonáva určité funkcie a má svoje vlastné jedinečné vlastnosti. Tento mechanizmus - telo, pozostáva z buniek, tkanív a systémov, ktoré ich spájajú: to všetko ako celok je jeden reťazec, supersystém tela.

Najväčší počet bunkových elementov by nemohol fungovať ako celok, keby telo nemalo prepracovaný mechanizmus regulácie. Nervový systém zohráva osobitnú úlohu pri regulácii. Celá komplexná práca nervového systému - regulácia práce vnútorných orgánov, kontrola pohybov, či už jednoduchých a nevedomých pohybov (napríklad dýchanie) alebo zložitých pohybov ľudských rúk - to všetko je v podstate založené na vzájomné pôsobenie buniek.

Toto všetko je v podstate založené na prenose signálu z jednej bunky do druhej. Okrem toho každá bunka vykonáva svoju prácu a niekedy má niekoľko funkcií. Rozmanitosť funkcií je zabezpečená dvoma faktormi: spôsobom, akým sú bunky navzájom spojené, a spôsobom usporiadania týchto spojení.

FYZIOLÓGIA NEURÓNU A JEJ ŠTRUKTÚRA:

Najjednoduchšia reakcia nervového systému na vonkajší podnet je je to reflex.

Najprv zvážme štruktúru a fyziológiu štruktúrnej elementárnej jednotky nervového tkaniva zvierat a ľudí - neurón. Funkčné a základné vlastnosti neurónu sú určené jeho schopnosťou excitácie a samovzrušenia.

Prenos excitácie sa uskutočňuje pozdĺž procesov neurónu - axóny a dendrity.

Axóny sú dlhšie a širšie procesy. Majú množstvo špecifických vlastností: izolované vedenie vzruchu a obojstranné vedenie.

Nervové bunky sú schopné nielen vnímať a spracovávať vonkajšie vzruchy, ale aj spontánne vydávať impulzy, ktoré nie sú spôsobené vonkajším podráždením (samoexcitácia).

V reakcii na stimuláciu neurón reaguje impulz aktivity- akčný potenciál, ktorého frekvencia generovania sa pohybuje od 50-60 impulzov za sekundu (pre motorické neuróny) do 600-800 impulzov za sekundu (pre interkalárne neuróny mozgu). Axón končí mnohými tenkými vetvami tzv terminály.

Z koncoviek impulz prechádza do iných buniek, priamo do ich tiel, alebo častejšie do ich výbežkov, dendritov. Počet terminálov v axóne môže dosiahnuť až tisíc, ktoré končia v rôznych bunkách. Na druhej strane, typický neurón stavovcov má 1 000 až 10 000 terminálov z iných buniek.

Dendrity sú kratšie a početnejšie procesy neurónov. Vnímajú excitáciu zo susedných neurónov a vedú ju do tela bunky.

Rozlišujte medzi buničitými a nepľúcnymi nervovými bunkami a vláknami.

Vlákna miazgy – sú súčasťou zmyslových a motorických nervov kostrových svalov a zmyslových orgánov.Sú pokryté lipidovou myelínovou pošvou.

Vlákna buničiny sú „rýchlejšie“: v takýchto vláknach s priemerom 1-3,5 mikromilimetrov sa excitácia šíri rýchlosťou 3-18 m/s. Je to spôsobené tým, že vedenie impulzov pozdĺž myelinizovaného nervu sa vyskytuje spazmodicky.

V tomto prípade akčný potenciál „preskočí“ cez oblasť nervu pokrytú myelínom a v mieste zachytenia Ranviera (exponovaná oblasť nervu) prechádza do puzdra axiálneho valca. nervové vlákno. Myelínová pošva je dobrým izolantom a vylučuje prenos vzruchu na spojenie paralelných nervových vlákien.

Nemäsité vlákna - tvoria väčšinu sympatických nervov.

Nemajú myelínovú pošvu a sú od seba oddelené neurogliálnymi bunkami.

V nemäsitých vláknach zohrávajú úlohu izolantov bunky neuroglia(podporné nervové tkanivo). Schwannove bunky - jeden z typov gliových buniek. Okrem vnútorných neurónov, ktoré vnímajú a premieňajú impulzy prichádzajúce z iných neurónov, existujú neuróny, ktoré vnímajú vplyvy priamo z prostredia – sú to napr. receptory ako aj neuróny, ktoré priamo ovplyvňujú výkonné orgány - efektory, napríklad svaly alebo žľazy.

Ak neurón pôsobí na sval, nazýva sa motorický neurón resp motoneurón. Medzi neuroreceptormi sa rozlišuje 5 typov buniek v závislosti od typu patogénu:

— fotoreceptory, ktoré sú vzrušené vplyvom svetla a zabezpečujú fungovanie orgánov zraku,

— mechanoreceptory, tie receptory, ktoré reagujú na mechanické vplyvy.

Nachádzajú sa v orgánoch sluchu, rovnováhy. Taktilné bunky sú tiež mechanoreceptory. Niektoré mechanoreceptory sa nachádzajú vo svaloch a merajú stupeň ich natiahnutia.

— chemoreceptory - selektívne reagovať na prítomnosť alebo zmenu koncentrácie rôznych chemikálií, na ktorých je založená práca orgánov vône a chuti,

— termoreceptory, reagovať na zmeny teploty alebo na jej úroveň - chladové a tepelné receptory,

— elektroreceptory reagujú na aktuálne impulzy a sú prítomné u niektorých rýb, obojživelníkov a cicavcov, ako je napríklad ptakopysk.

Na základe vyššie uvedeného by som rád poznamenal, že medzi biológmi, ktorí študovali nervový systém, dlho existoval názor, že nervové bunky tvoria dlhé zložité siete, ktoré neustále prechádzajú jedna do druhej.

V roku 1875 však taliansky vedec, profesor histológie na univerzite v Pavii, prišiel s novým spôsobom farbenia buniek - striebrenie. Keď sa postriebrí jedna z tisícok blízkych buniek, zafarbí sa iba ona – jediná, ale úplne, so všetkými jej procesmi.

Golgiho metóda výrazne prispel k štúdiu štruktúry nervových buniek. Jeho použitie ukázalo, že napriek tomu, že bunky v mozgu sú umiestnené extrémne blízko seba a ich procesy sú zmiešané, každá bunka je jasne oddelená. To znamená, že mozog, podobne ako iné tkanivá, pozostáva zo samostatných buniek, ktoré nie sú spojené do spoločnej siete. Tento záver urobil španielsky histológ OD.

Ramon y Cajal, ktorý tak rozšíril bunkovú teóriu na nervový systém. Odmietnutie koncepcie jednotnej siete znamenalo, že v nervovom systéme pulz prechádza z bunky do bunky nie priamym elektrickým kontaktom, ale cez medzera.

Kedy sa v biológii začal používať elektrónový mikroskop, ktorý bol vynájdený v roku 1931 M. Knolem a E. Ruska, tieto myšlienky o prítomnosti medzery dostali priame potvrdenie.

ŠTRUKTÚRA A FUNKCIE SYNAPSY:

Každý mnohobunkový organizmus, každé tkanivo pozostávajúce z buniek potrebuje mechanizmy, ktoré zabezpečujú medzibunkové interakcie.

Poďme sa pozrieť, ako sa to robí interneuronálnyinterakcie. Nervová bunka nesie informácie vo forme akčné potenciály. K prenosu vzruchu z axónových zakončení do inervovaného orgánu alebo inej nervovej bunky dochádza prostredníctvom medzibunkových štruktúrnych útvarov - synapsie(z gréčtiny.

"Synapsia" spojenie, spojenie). Pojem synapsie zaviedol anglický fyziológ Ch.Sherington v roku 1897 na označenie funkčného kontaktu medzi neurónmi. Treba si uvedomiť, že v 60. rokoch 20. storočia ONI.

Sechenov zdôraznil, že bez medzibunkovej komunikácie nie je možné vysvetliť pôvod ani toho najnervóznejšieho elementárneho procesu. Čím zložitejší je nervový systém a čím väčší je počet základných nervových mozgových prvkov, tým dôležitejšia je hodnota synaptických kontaktov.

Rôzne synaptické kontakty sa navzájom líšia.

Pri všetkej rozmanitosti synapsií však existujú určité spoločné vlastnosti ich štruktúry a funkcie. Preto si najprv popíšeme všeobecné princípy ich fungovania.

Synapsia je komplexná štrukturálna formácia pozostávajúca z presynaptickej membrány (najčastejšie ide o koncové vetvenie axónu), postsynaptickej membrány (najčastejšie ide o časť membrány tela alebo dendritu iného neurónu), ako aj o synaptickú štrbinu.

Mechanizmus prenosu cez synapsiu zostal dlho nejasný, aj keď bolo zrejmé, že prenos signálov v synaptickej oblasti sa výrazne líši od procesu vedenia akčného potenciálu pozdĺž axónu.

Začiatkom 20. storočia však bola sformulovaná hypotéza, že k synaptickému prenosu dochádza resp elektrický alebo chemickou cestou. Elektrická teória synaptického prenosu v CNS sa tešila uznaniu až do začiatku 50. rokov 20. storočia, ale výrazne stratila pôdu pod nohami po tom, čo bola chemická synapsia preukázaná v mnohých periférne synapsie. Napríklad, A.V. Kibyakov, uskutočnenie experimentu na nervovom gangliu, ako aj použitie mikroelektródovej technológie na intracelulárnu registráciu synaptických potenciálov

neurónov CNS viedli k záveru o chemickej povahe prenosu v interneuronálnych synapsiách miechy.

Štúdie mikroelektród z posledných rokov ukázali, že v určitých interneuronálnych synapsiách existuje mechanizmus elektrického prenosu.

Teraz sa ukázalo, že existujú synapsie, a to ako s chemickým prenosovým mechanizmom, tak aj s elektrickým. Navyše v niektorých synaptických štruktúrach fungujú spoločne elektrické aj chemické mechanizmy prenosu – ide o tzv zmiešané synapsie.

Synapsa: štruktúra, funkcie

Synapse(grécky synapsia - asociácia) zabezpečuje jednosmerný prenos nervových vzruchov. Synapsie sú miesta funkčného kontaktu medzi neurónmi alebo medzi neurónmi a inými efektorovými bunkami (napr. svalmi a žľazami).

Funkcia synapsia spočíva v premene elektrického signálu (impulzu) vysielaného presynaptickou bunkou na chemický signál, ktorý pôsobí na inú bunku, známu ako postsynaptická bunka.

Väčšina synapsií prenáša informácie uvoľňovaním neurotransmiterov počas procesu šírenia signálu.

neurotransmitery- Sú to chemické zlúčeniny, ktoré naviazaním na receptorový proteín otvárajú alebo zatvárajú iónové kanály alebo spúšťajú kaskády druhého mediátora. Neuromodulátory sú chemické prenášače, ktoré nepôsobia priamo na synapsie, ale menia (modifikujú) citlivosť neurónu na synaptickú stimuláciu alebo na synaptickú inhibíciu.

Niektorí neuromodulátory sú neuropeptidy alebo steroidy a sú produkované v nervovom tkanive, iné sú steroidy cirkulujúce v krvi. Samotná synapsia zahŕňa axónový terminál (presynaptický terminál), ktorý prináša signál, miesto na povrchu inej bunky, v ktorom sa generuje nový signál (postsynaptický terminál) a úzky medzibunkový priestor – synaptickú štrbinu.

Ak axón končí na tele bunky, ide o axosomatickú synapsiu, ak končí na dendrite, potom je takáto synapsia známa ako axodendritická a ak tvorí synapsiu na axóne, ide o axoaxonálnu synapsiu.

Väčšina z synapsie- chemické synapsie, keďže využívajú chemické mediátory, jednotlivé synapsie však prenášajú iónové signály cez medzerové spojenia, ktoré prenikajú cez pre- a postsynaptické membrány, čím zabezpečujú priamy prenos neurónových signálov.

Takéto kontakty sú známe ako elektrické synapsie.
presynaptický terminál vždy obsahuje synaptické vezikuly s neurotransmitermi a početné mitochondrie.

neurotransmitery zvyčajne syntetizované v tele bunky; ďalej sú uložené vo vezikulách v presynaptickej časti synapsie. Počas prenosu nervových impulzov sa uvoľňujú do synaptickej štrbiny prostredníctvom procesu známeho ako exocytóza.

5. Mechanizmus prenosu informácií v synapsiách

Endocytóza podporuje návrat prebytočnej membrány, ktorá sa hromadí v presynaptickej časti v dôsledku exocytózy synaptických vezikúl.

vrátený membrána fúzuje s agranulárnym endoplazmatickým retikulom (aER) presynaptického kompartmentu a znovu sa používa na vytvorenie nových synaptických vezikúl.

Niektorí neurotransmitery sú syntetizované v presynaptickom kompartmente pomocou enzýmov a prekurzorov, ktoré sú dodávané axonálnym transportným mechanizmom.

Prvý opísaný neurotransmitery boli acetylcholín a norepinefrín. Terminál axónu, ktorý uvoľňuje norepinefrín, je znázornený na obrázku.

Väčšina neurotransmiterov sú amíny, aminokyseliny alebo malé peptidy (neuropeptidy). Niektoré anorganické látky, ako napríklad oxid dusnatý, môžu tiež pôsobiť ako neurotransmitery. Jednotlivé peptidy, ktoré plnia úlohu neurotransmiterov, sa využívajú v iných častiach tela, napríklad ako hormóny v tráviacom trakte.

Neuropeptidy sú veľmi dôležité pri regulácii pocitov a nutkaní, ako je bolesť, potešenie, hlad, smäd a sexuálna túžba.

Postupnosť dejov pri prenose signálu v chemickej synapsii

Javy vyskytujúce sa pri prenose signál v chemickej synapsii sú znázornené na obrázku.

Nervové impulzy putujúce rýchlo (v priebehu milisekúnd) cez bunkovú membránu spôsobujú výbušnú elektrickú aktivitu (depolarizáciu), ktorá sa šíri cez bunkovú membránu.

Takéto impulzy nakrátko otvárajú vápnikové kanály v presynaptickej oblasti, čím poskytujú prítok vápnika, ktorý spúšťa exocytózu synaptickej vezikuly.

V oblastiach exopytózy, neurotransmitery, ktoré reagujú s receptormi umiestnenými na postsynaptickom mieste, čím spôsobujú prechodnú elektrickú aktivitu (depolarizáciu) postsynaptickej membrány.

Takéto synapsie sú známe ako excitačné, pretože ich aktivita podporuje impulzy v postsynaptickej bunkovej membráne. V niektorých synapsiách má interakcia neurotransmiter - receptor opačný efekt - dochádza k hyperpolarizácii a nedochádza k prenosu nervového vzruchu. Tieto synapsie sú známe ako inhibičné synapsie. Takže synapsie môžu buď zosilniť alebo inhibovať prenos impulzov, a tak sú schopné regulovať nervovú aktivitu.

Po použití neurotransmitery sa rýchlo odstraňujú enzymatickou degradáciou, difúziou alebo endocytózou sprostredkovanou špecifickými receptormi na presynaptickej membráne. Toto odstránenie neurotransmiterov má dôležitý funkčný význam, pretože zabraňuje nežiaducej predĺženej stimulácii postsynaptického neurónu.

Vzdelávacie video - štruktúra synapsie

1. Telo nervovej bunky - neurón: štruktúra, histológia
2. Dendrity nervových buniek: štruktúra, histológia
3. Axóny nervových buniek: štruktúra, histológia
4. Membránové potenciály nervových buniek.

   Fyziológia

5. Synapsia: štruktúra, funkcie
6. Gliové bunky: oligodendrocyty, Schwannove bunky, astrocyty, ependymálne bunky
7. Mikroglia: štruktúra, histológia
8. Centrálny nervový systém (CNS): štruktúra, histológia
9. Histológia mozgových blán. Štruktúra
10. Hematoencefalická bariéra: štruktúra, histológia

Štruktúra synapsie Uvažujme o štruktúre synapsie na príklade axosomatickej synapsie. Synaptická časť pozostáva z troch častí: presynaptické zakončenie, synaptická štrbina a postsynaptická membrána (obr. 9). Presynaptické zakončenie (synaptický plak) je predĺžená časť zakončenia axónu. Synaptická štrbina je priestor medzi dvoma kontaktnými neurónmi. Priemer synaptickej štrbiny je 10 - 20 nm. Membrána presynaptického zakončenia smerujúca k synaptickej štrbine sa nazýva presynaptická membrána. Treťou časťou synapsie je postsynaptická membrána, ktorá sa nachádza oproti presynaptickej membráne. Presynaptické zakončenie je vyplnené vezikulami (vezikuly) a mitochondriami. Vezikuly obsahujú biologicky aktívne látky - mediátory. Mediátory sú syntetizované v soma a transportované cez mikrotubuly do presynaptického konca. Najčastejšie ako mediátor pôsobí adrenalín, noradrenalín, acetylcholín, serotonín, kyselina gama-aminomaslová (GABA), glycín a iné. Zvyčajne synapsia obsahuje jedného z mediátorov vo väčšom množstve v porovnaní s inými mediátormi. Podľa typu mediátora je obvyklé označovať synapsie: adrenoergné, cholinergné, serotonergné atď. Zloženie postsynaptickej membrány zahŕňa špeciálne proteínové molekuly - receptory, ktoré môžu pripojiť molekuly mediátorov. Synaptická štrbina je vyplnená medzibunkovou tekutinou, ktorá obsahuje enzýmy, ktoré prispievajú k deštrukcii neurotransmiterov. Na jednom postsynaptickom neuróne môže byť až 20 000 synapsií, z ktorých niektoré sú excitačné a iné inhibičné. Okrem chemických synapsií, v ktorých sa na interakcii neurónov podieľajú mediátory, existujú v nervovom systéme elektrické synapsie. V elektrických synapsiách sa interakcia dvoch neurónov uskutočňuje prostredníctvom bioprúdov. chemická synapsia PD nervové vlákno (AP - akčný potenciál) aké membránové receptory Ryža. 9. Schéma štruktúry synapsie. Centrálnemu nervovému systému dominujú chemické synapsie. V niektorých interneuronálnych synapsiách dochádza k elektrickému a chemickému prenosu súčasne – ide o zmiešaný typ synapsií. Vplyv excitačných a inhibičných synapsií na excitabilitu postsynaptického neurónu je zhrnutý a účinok závisí od umiestnenia synapsie. Čím bližšie sú synapsie k axonálnemu pahorku, tým sú efektívnejšie. Naopak, čím ďalej sú synapsie od axonálneho pahorku (napríklad na konci dendritov), ​​tým sú menej účinné. Takže synapsie umiestnené na soma a axonálnom kopčeku ovplyvňujú excitabilitu neurónov rýchlo a efektívne, zatiaľ čo vplyv vzdialených synapsií je pomalý a hladký. Systém Ammpsch iipinl Neurálne siete Neuróny sa vďaka synaptickým spojeniam spájajú do funkčných celkov – neurónových sietí. Neurónové siete môžu tvoriť neuróny umiestnené v krátkej vzdialenosti. Takáto neurónová sieť sa nazýva lokálna. Navyše, neuróny vzdialené od seba, z rôznych oblastí mozgu, môžu byť spojené do siete. Najvyššia úroveň organizácie neurónových spojení odráža prepojenie viacerých oblastí centrálneho nervového systému. Takáto neurónová sieť sa nazýva cesta alebo systém. Existujú klesajúce a stúpajúce cesty. Informácie sa prenášajú vzostupnými dráhami zo základných oblastí mozgu do nadložných oblastí (napríklad z miechy do mozgovej kôry). Zostupné dráhy spájajú mozgovú kôru s miechou. Najzložitejšie siete sa nazývajú distribučné systémy. Sú tvorené neurónmi rôznych častí mozgu, ktoré riadia správanie, na ktorom sa podieľa telo ako celok. Niektoré neurónové siete zabezpečujú konvergenciu (konvergenciu) impulzov na obmedzenom počte neurónov. Neurónové siete možno budovať aj podľa typu divergencie (divergencie). Takéto siete spôsobujú prenos informácií na značné vzdialenosti. Okrem toho neurónové siete poskytujú integráciu (sumáciu alebo zovšeobecnenie) rôznych druhov informácií (obr. 10).