Sinir Dokusunun İşlevsel Kontağı Olarak Bölgesel Üniversite Sinapsı. Sinapsın yapısı: elektriksel ve kimyasal sinapslar

Sinir sisteminin çoğu sinapslarında, presinaptik nörondan postsinaptik nörona sinyalleri iletmek için kimyasallar kullanılır. aracılar veya nörotransmitterler. Kimyasal sinyalleşme şu şekilde gerçekleştirilir: kimyasal sinapslar(Şekil 14), sinaptik öncesi ve sonrası hücrelerin zarlarını içeren ve bunları ayıran sinaptik yarık- yaklaşık 20 nm genişliğinde hücre dışı boşluk alanı.

Şekil 14. kimyasal sinaps

Sinaps alanında, akson genellikle genişler ve sözde oluşturur. presinaptik plak veya uç plak. Presinaptik terminal şunları içerir: Sinaptik veziküller- her biri 10 4 - 5x104 aracı molekül içeren yaklaşık 50 nm çapında bir zarla çevrili veziküller. Sinaptik yarık, sinaptik öncesi ve sonrası zarları birbirine yapıştıran mukopolisakkarit ile doldurulur.

Kimyasal bir sinaps yoluyla iletim sırasında aşağıdaki olaylar dizisi oluşturulmuştur. Aksiyon potansiyeli presinaptik sona ulaştığında, zar sinaps bölgesinde depolarize olur, plazma zarının kalsiyum kanalları aktive olur ve sona Ca2+ iyonları girer. Hücre içi kalsiyum seviyelerindeki bir artış, aracı dolu veziküllerin ekzositozunu başlatır. Veziküllerin içeriği hücre dışı boşluğa salınır ve bazı aracı moleküller difüzyon yoluyla postsinaptik zarın reseptör moleküllerine bağlanır. Bunlar arasında iyon kanallarını doğrudan kontrol edebilen reseptörler vardır. Aracı moleküllerin bu tür reseptörlere bağlanması, iyon kanallarının aktivasyonu için bir sinyaldir. Bu nedenle, önceki bölümde tartışılan voltaja bağlı iyon kanalları ile birlikte, aracıya bağlı kanallar (başka bir şekilde ligandla aktive olan kanallar veya iyonotropik reseptörler olarak adlandırılır) vardır. Açılırlar ve karşılık gelen iyonların hücreye girmesine izin verirler. İyonların elektrokimyasal gradyanları boyunca hareketi sodyum üretir. depolarize etme(heyecan verici) veya potasyum (klor) hiperpolarizasyon (frenleme) akımı. Depolarize edici bir akımın etkisi altında, postsinaptik bir uyarıcı potansiyel gelişir veya uç plaka potansiyeli(PKP). Bu potansiyel eşik değerini aşarsa voltaj kapılı sodyum kanalları açılır ve AP oluşur. Sinapsta impuls iletim hızı lif boyunca olduğundan daha azdır, yani. örneğin bir kurbağanın nöromüsküler sinapsında sinaptik bir gecikme var - 0,5 ms. Yukarıda açıklanan olayların sırası, sözde için tipiktir. doğrudan sinaptik iletim.

İyon kanallarını doğrudan kontrol eden reseptörlere ek olarak, kimyasal iletim şunları içerir: G proteinine bağlı reseptörler veya metabotropik reseptörler.

Guanin nükleotidlerine bağlanma yetenekleri nedeniyle adlandırılan G-proteinleri, üç alt birimden oluşan trimerlerdir: α, β ve G. Her bir alt birimin çok sayıda çeşidi vardır (20 α, 6 β , 12y). bu da çok sayıda kombinasyonlarının temelini oluşturur. G-proteinleri, α-alt birimlerinin yapısına ve hedeflerine göre dört ana gruba ayrılır: Gs, adenilat siklazı uyarır; Gi, adenilat siklazı inhibe eder; Gq, fosfolipaz C'ye bağlanır; C 12 hedefleri henüz bilinmiyor. Gi ailesi, cGMP fosfodiesterazı aktive eden Gt'yi (transdusin) ve iyon kanallarına bağlanan iki G0 izoformunu içerir. Bununla birlikte, G proteinlerinin her biri birkaç efektör ile etkileşime girebilir ve farklı G proteinleri aynı iyon kanallarının aktivitesini modüle edebilir. İnaktive durumda, guanozin difosfat (GDP), α-alt birimine bağlanır ve üç alt birimin tümü bir trimerde birleştirilir. Aktive edilmiş reseptör ile etkileşim, guanozin trifosfatın (GTP) a-alt birimindeki GDP'nin yerini almasına izin vererek, a'nın ayrılmasına neden olur. -- ve βγ alt birimleri (fizyolojik koşullar altında β - ve γ-alt birimleri bağlı kalır). Serbest α- ve βγ-alt birimleri hedef proteinlere bağlanır ve aktivitelerini modüle eder. Serbest α-alt birimi, GTP'nin hidrolizinin GDP oluşturmasına neden olan GTPaz aktivitesine sahiptir. Sonuç olarak, α -- ve βγ alt birimleri tekrar bağlanır ve bu da aktivitelerinin sona ermesine yol açar.

Bugüne kadar >1000 metabotropik reseptör tanımlanmıştır. Kanala bağlı reseptörler, postsinaptik zarda sadece birkaç milisaniye veya daha hızlı bir şekilde elektriksel değişikliklere neden olurken, kanala bağlı olmayan reseptörlerin bir etki elde etmesi birkaç yüz milisaniye veya daha fazla zaman alır. Bunun nedeni, ilk sinyal ve yanıt arasında bir dizi enzimatik reaksiyonun gerçekleşmesi gerektiğidir. Ayrıca, nörotransmiterin sinir uçlarından değil, akson boyunca yer alan varis kalınlaşmalarından (nodüller) salınabileceği tespit edildiğinden, sinyalin kendisi genellikle sadece zamanda değil, uzayda da "bulanıklaşır". Bu durumda, morfolojik olarak belirgin sinapslar yoktur, nodüller, postsinaptik hücrenin herhangi bir özel alıcı alanına bitişik değildir. Bu nedenle, arabulucu sinir dokusunun önemli bir hacminde yayılır, sinir sisteminin çeşitli yerlerinde ve hatta ötesinde bulunan birçok sinir hücresinin reseptör alanına hemen etki eder (bir hormon gibi). Bu sözde. dolaylı sinaptik iletim.

İşlevsellik sürecinde, sinapslar işlevsel ve morfolojik yeniden düzenlemelere uğrar. Bu işlemin adı sinaptik plastisite. Bu tür değişiklikler en çok, sinapsların in vivo işleyişi için doğal bir koşul olan yüksek frekanslı aktivite sırasında belirgindir. Örneğin, CNS'deki interkalar nöronların ateşleme sıklığı 1000 Hz'e ulaşır. Plastisite, sinaptik iletimin etkinliğinde bir artış (güçlenme) veya bir azalma (depresyon) olarak kendini gösterebilir. Kısa vadeli (saniyeler ve dakikalar son) ve uzun vadeli (saatler, aylar, yıllar) sinaptik plastisite biçimleri vardır. İkincisi, öğrenme ve hafıza süreçleriyle ilgili olmaları bakımından özellikle ilginçtir. Örneğin, uzun süreli güçlenme, yüksek frekanslı uyarıma yanıt olarak sinaptik iletimde sürekli bir artıştır. Bu tür bir plastisite günler veya aylarca devam edebilir. Uzun süreli güçlenme CNS'nin tüm bölümlerinde gözlenir, ancak en çok hipokampustaki glutamaterjik sinapslarda incelenir. Uzun süreli depresyon ayrıca yüksek frekanslı uyarılara yanıt olarak ortaya çıkar ve sinaptik iletimin uzun süreli zayıflaması olarak kendini gösterir. Bu tip plastisite, uzun vadeli potansiyelizasyon ile benzer bir mekanizmaya sahiptir, ancak düşük hücre içi Ca2+ iyon konsantrasyonunda gelişirken, uzun vadeli potansiyasyon yüksek bir seviyede gerçekleşir.

Presinaptik sondan aracıların salınması ve sinir uyarısının sinapsta kimyasal iletimi, üçüncü nörondan salınan aracılardan etkilenebilir. Bu tür nöronlar ve aracılar sinaptik iletimi engelleyebilir veya tersine kolaylaştırabilir. Bu durumlarda biri konuşur heterosinaptik modülasyon - heterosinaptik engelleme veya kolaylaştırma nihai sonuca bağlı olarak.

Bu nedenle, kimyasal iletim, elektrik iletiminden daha esnektir, çünkü hem uyarıcı hem de engelleyici eylemler zorlanmadan gerçekleştirilebilir. Ek olarak, postsinaptik kanallar kimyasal ajanlar tarafından aktive edildiğinde, büyük hücreleri depolarize edebilen yeterince güçlü bir akım ortaya çıkabilir.

Arabulucular - uygulama noktaları ve eylemin doğası

Nörofizyologların karşılaştığı en zor görevlerden biri, farklı sinapslarda hareket eden nörotransmiterlerin kesin kimyasal tanımlanmasıdır. Bugüne kadar, bir sinir impulsunun hücreler arası iletiminde kimyasal aracılar olarak hareket edebilen oldukça fazla bileşik bilinmektedir. Ancak, bu tür arabuluculardan yalnızca sınırlı sayıda doğru bir şekilde tespit edilmiştir; bazıları aşağıda tartışılacaktır. Bir maddenin herhangi bir dokudaki aracılık işlevinin reddedilemez bir şekilde kanıtlanabilmesi için bazı kriterlerin karşılanması gerekir:

1. doğrudan postsinaptik zara uygulandığında, madde postsinaptik hücrede presinaptik lifin uyarıldığı zamankiyle tamamen aynı fizyolojik etkilere neden olmalıdır;

2. bu maddenin presinaptik nöronun aktivasyonu ile salındığı kanıtlanmalıdır;

3. maddenin hareketi, sinyalin doğal iletimini baskılayan aynı ajanlar tarafından bloke edilmelidir.

sinaps- bu, uyarmanın (bilginin) bir hücreden diğerine aktarıldığı iki (veya daha fazla) hücreden oluşan bir zar oluşumudur.

Aşağıdaki sinaps sınıflandırması vardır:

1) uyarma transferi mekanizması (ve yapısı ile):

Kimyasal;

Elektrik (ephapsi);

Karışık.

2) salınan nörotransmittere göre:

Adrenerjik - nörotransmitter norepinefrin;

Kolinerjik - nörotransmitter asetilkolin;

Dopaminerjik - nörotransmitter dopamin;

Serotonerjik - nörotransmitter serotonin;

GABAerjik - nörotransmitter gama-aminobütirik asit (GABA)

3) etki yoluyla:

Heyecan verici;

Fren.

4) konuma göre:

nöromüsküler;

Nöro-nöronal:

a) akso-somatik;

b) akso-aksonal;

c) akso-dendritik;

d) dendrosomatik.

Üç tür sinaps düşünün: kimyasal, elektrik ve karışık(kimyasal ve elektriksel sinapsların özelliklerini birleştirerek).

Türü ne olursa olsun, sinapsların ortak yapısal özellikleri vardır: sonunda sinir süreci bir uzantı oluşturur ( sinaptik plak, Oturdu); SB'nin terminal zarı, nöron zarının diğer bölümlerinden farklıdır ve denir. presinaptik zar(PreSM); ikinci hücrenin özelleşmiş zarı, postsinaptik zar (PostSM) olarak adlandırılır; sinaps zarları arasında yer alır sinaptik yarık(Şş, Şekil 1, 2).

Pirinç. 1. Kimyasal bir sinaps yapısının şeması

elektrik sinapsları(ephapses, ES) artık sadece kabukluların değil, aynı zamanda yumuşakçaların, eklembacaklıların ve memelilerin NS'sinde bulunur. ES'nin bir dizi benzersiz özelliği vardır. Dar bir sinaptik boşluğa (yaklaşık 2-4 nm) sahiptirler, çünkü uyarma elektrokimyasal olarak iletilebilir (EMF nedeniyle bir sinir lifi yoluyla) yüksek hızda ve her iki yönde: hem PreSM membranından PostSM'ye hem de PostSM'den PreSM'ye. İki konneksin proteini tarafından oluşturulan hücreler (bağlantılar veya bağlantılar) arasında boşluk bağlantıları vardır. Her bir konneksinin altı alt birimi, hücrelerin moleküler ağırlığı 1000-2000 Dalton olan düşük moleküler ağırlıklı maddeleri değiş tokuş edebildiği PreSM ve PostSM kanallarını oluşturur. Konneksonların çalışması Ca2+ iyonları tarafından düzenlenebilir (Şekil 2).

Pirinç. 2. Elektrik sinaps diyagramı

ES daha uzmanlaşmış kimyasal sinapslarla karşılaştırıldığında ve yüksek oranda uyarma transferi sağlar. Bununla birlikte, görünüşe göre, iletilen bilgilerin daha ince bir analizi (düzenlenmesi) olasılığından yoksundur.

Kimyasal sinapslar NS'ye hükmediyor. Çalışmalarının tarihi, 1850'de "Curare Üzerine Çalışma" makalesini yayınlayan Claude Bernard'ın çalışmalarıyla başlar. İşte yazdığı şey: “Curare, Amazon ormanlarında yaşayan bazı insanlar (çoğunlukla yamyamlar) tarafından hazırlanan güçlü bir zehirdir.” Ve ayrıca, “Curare, bir kişinin veya hayvanların sindirim sistemine cezasız bir şekilde enjekte edilebilmesi ve deri altına veya vücudun herhangi bir yerine enjekte edilmesi hızlı bir şekilde ölüme yol açması bakımından yılan zehirine benzer. …birkaç dakika sonra hayvanlar yorgunmuş gibi yatarlar. Sonra nefesleri kesilir, hassasiyetleri ve yaşamları kaybolur, hayvanlar ağlamazlar ve hiçbir acı belirtisi göstermezler. K. Bernard bir sinir impulsunun kimyasal iletimi fikrini ortaya atmasa da, kürare ile yaptığı klasik deneyler bu fikrin ortaya çıkmasına izin verdi. J. Langley'nin (1906) kürarenin felç edici etkisinin, alıcı madde olarak adlandırdığı kasın özel bir kısmı ile ilişkili olduğunu tespit etmesiyle yarım yüzyıldan fazla bir süre geçti. T. Eliot (1904), bir sinirden bir efektör organa uyarım transferini kimyasal bir madde yardımıyla ilk öneren kişidir.

Ancak, yalnızca G. Dale ve O. Loewy'nin çalışmaları sonunda kimyasal bir sinaps hipotezini onayladı. Dale 1914'te parasempatik sinirin uyarılmasının asetilkolin tarafından taklit edildiğini tespit etti. 1921'de Levy, vagus sinirinin sinir ucundan asetilkolinin salındığını kanıtladı ve 1926'da asetilkolini yok eden bir enzim olan asetilkolinesterazı keşfetti.

Kimyasal bir sinapstaki uyarım şu şekilde iletilir: arabulucu. Bu süreç birkaç aşama içerir. CNS, otonom ve periferik sinir sistemlerinde yaygın olarak dağılmış olan asetilkolin sinaps örneğini kullanarak bu özellikleri ele alalım (Şekil 3).

Pirinç. 3. Kimyasal bir sinapsın işleyişinin şeması

1. Aracı asetilkolin (ACh), sinaptik plakta asetil-CoA'dan (asetil-koenzim A mitokondride oluşur) ve kolinden (karaciğer tarafından sentezlenir) asetilkolin transferaz kullanılarak sentezlenir (Şekil 3, 1).

2. Arabulucu paketlenmiş Sinaptik veziküller ( Castillo, Katz; 1955). Bir kesecikteki aracı miktarı birkaç bin moleküldür ( aracı kuantum). Veziküllerin bazıları PreCM'de bulunur ve mediatörün serbest bırakılması için hazırdır (Şekil 3, 2).

3. Arabulucu tarafından serbest bırakılır ekzositoz PreSM'nin uyarılması üzerine. Gelen akım, membran yırtılmasında ve kuantum transmiter salınımında önemli bir rol oynar. 2+(Şek. 3, 3).

4. Serbest bırakılan arabulucu belirli bir reseptör proteinine bağlanır PostSM (Şekil 3, 4).

5. Mediatör ve reseptör etkileşimi sonucunda iyonik iletkenlik değişiklikleri PostCM: Na+ kanalları açıldığında, depolarizasyon; K + veya Cl - kanallarının açılması hiperpolarizasyon(Şek. 3, 5).

6 . Depolarizasyonu takiben, postsinaptik sitoplazmada biyokimyasal süreçler tetiklenir (Şekil 3, 6).

7. Reseptör, aracıdan salınır: ACh, asetilkolinesteraz tarafından yok edilir (AChE, Şekil 3.7).

Bunu not et arabulucu normal olarak belirli bir reseptör ile belirli bir güç ve süre ile etkileşime girer.. Kürare neden bir zehirdir? Kürürün etki alanı tam olarak ACh sinapsıdır. Curare, asetilkolin reseptörüne daha güçlü bir şekilde bağlanır ve onu aracı (ACh) ile etkileşimden mahrum eder. Frenik sinirden ana solunum kasına (diyafram) dahil olmak üzere somatik sinirlerden iskelet kaslarına uyarı, ACh yardımı ile iletilir, bu nedenle kürar kasların gevşemesine (gevşemesine) ve solunum durmasına (aslında, bu nedenle) neden olur. , ölüm meydana gelir).

Ana not ediyoruz kimyasal bir sinapsta uyarma iletiminin özellikleri.

1. Uyarma, bir kimyasal arabulucu - arabulucu yardımıyla iletilir.

2. Uyarma bir yönde iletilir: PreSm'den PostSm'ye.

3. Kimyasal bir sinapsta, geçici gecikme uyarmanın iletiminde, bu nedenle sinaps düşük kararsızlık.

4. Kimyasal sinaps, yalnızca aracıların değil, aynı zamanda diğer biyolojik olarak aktif maddelerin, ilaçların ve zehirlerin etkisine karşı oldukça hassastır.

5. Uyarılmaların dönüşümü kimyasal sinapsta meydana gelir: PreCM'deki uyarımın elektrokimyasal doğası, sinaptik veziküllerin ekzositozu ve aracının belirli bir reseptöre bağlanmasının biyokimyasal sürecine devam eder. Bunu, postsinaptik sitoplazmada biyokimyasal reaksiyonlarla devam eden PostCM'nin (aynı zamanda bir elektrokimyasal süreç) iyonik iletkenliğinde bir değişiklik izler.

Prensipte, böyle çok aşamalı bir uyarı iletimi, önemli biyolojik öneme sahip olmalıdır. Lütfen aşamaların her birinde uyarma aktarımı sürecini düzenlemenin mümkün olduğunu unutmayın. Sınırlı sayıda aracıya (bir düzineden biraz fazla) rağmen, bir kimyasal sinapsta, sinapsa gelen sinir uyarısının kaderine karar vermede çok çeşitli koşullar vardır. Kimyasal sinapsların özelliklerinin kombinasyonu, sinirsel ve zihinsel süreçlerin bireysel biyokimyasal çeşitliliğini açıklar.

Şimdi postsinaptik uzayda meydana gelen iki önemli süreç üzerinde duralım. ACh'nin PostCM üzerindeki reseptör ile etkileşimi sonucunda hem depolarizasyon hem de hiperpolarizasyonun gelişebileceğini kaydettik. Arabulucunun uyarıcı mı yoksa engelleyici mi olacağını belirleyen nedir? Arabulucu ve reseptör etkileşiminin sonucu reseptör proteinin özellikleri tarafından belirlenir(Kimyasal bir sinapsın bir diğer önemli özelliği, PostSM'nin kendisine gelen uyarıma göre aktif olmasıdır). Prensip olarak, bir kimyasal sinaps dinamik bir oluşumdur, reseptörü değiştirerek, uyarıyı alan hücre daha sonraki kaderini etkileyebilir. Alıcının özellikleri, aracı ile etkileşimi Na + kanallarını açacak şekildeyse, o zaman ne zaman arabulucunun bir fotonunun PostSM'de serbest bırakılması yerel bir potansiyel geliştirir(sinir-kas kavşağı için, minyatür uç plaka potansiyeli - MEPP olarak adlandırılır).

PD ne zaman ortaya çıkar? PostCM eksitasyon (uyarıcı postsinaptik potansiyel - EPSP), yerel potansiyellerin toplamının bir sonucu olarak ortaya çıkar. Ayırt edilebilir iki tür toplama işlemi. saat aynı sinapsta birkaç verici kuantanın ardışık salımı(su ve taş aşınır) ortaya çıkar geçici a ben toplama. Eğer bir quanta aracıları farklı sinapslarda aynı anda serbest bırakılır(bir nöronun zarında birkaç bin tane olabilir) uzaysal toplam. PostCM zarının repolarizasyonu yavaş gerçekleşir ve aracının bireysel kuantalarının serbest bırakılmasından sonra, PostCM bir süre yüceltme durumundadır (sinaptik güçlenme olarak adlandırılır, Şekil 4). Belki de bu şekilde sinaps eğitilir (belirli sinapslarda verici kuantanın serbest bırakılması, zarı aracı ile kesin bir etkileşim için “hazırlayabilir”).

K + veya Cl - kanalları açıldığında, PostCM'de engelleyici bir postsinaptik potansiyel (IPSP, Şekil 4) belirir.

Pirinç. 4. Postsinaptik zarın potansiyelleri

Doğal olarak, IPSP'nin geliştirilmesi durumunda, uyarımın daha fazla yayılması durdurulabilir. Uyarma sürecini durdurmak için başka bir seçenek presinaptik inhibisyon. Sinaptik plağın membranında inhibitör bir sinaps oluşursa, PreCM hiperpolarizasyonunun bir sonucu olarak sinaptik veziküllerin ekzositozu bloke edilebilir.

İkinci önemli süreç, postsinaptik sitoplazmada biyokimyasal reaksiyonların gelişmesidir. PostSM'nin iyonik iletkenliğindeki bir değişiklik, sözde ikincil haberciler (aracılar): cAMP, cGMP, Ca2+ bağımlı protein kinaz, bunlar da fosforilasyonları ile çeşitli protein kinazları aktive eder. Bu biyokimyasal reaksiyonlar, protein sentezi süreçlerini düzenleyerek, nöronun çekirdeğine kadar sitoplazmanın derinliklerine "inebilir". Böylece, bir sinir hücresi, gelen bir uyarıya yalnızca gelecekteki kaderine karar vererek (EPSP veya IPSP'ye yanıt vererek, yani daha fazla iletmek veya iletmemek için) değil, aynı zamanda reseptör sayısını değiştirmek veya bir reseptör proteini sentezlemek için de yanıt verebilir. belirli bir arabulucu ile ilgili olarak yeni özelliklere sahip. Bu nedenle, kimyasal sinapsın bir diğer önemli özelliği, postsinaptik sitoplazmanın biyokimyasal süreçleri nedeniyle hücrenin gelecekteki etkileşimler için hazırlanmasıdır (öğrenmesidir).

Sinir sisteminde aracılar ve reseptörlerde farklılık gösteren çeşitli sinapslar çalışır. Sinapsların adı, aracı tarafından veya daha doğrusu belirli bir aracı için alıcının adı tarafından belirlenir. Bu nedenle, sinir sisteminin ana aracılarının ve reseptörlerinin sınıflandırılmasını ele alacağız (derste dağıtılan materyale de bakınız !!).

Aracı ile alıcı arasındaki etkileşimin etkisinin, alıcının özellikleri tarafından belirlendiğini daha önce belirtmiştik. Bu nedenle, g-aminobütirik asit dışında bilinen aracılar, hem uyarıcı hem de engelleyici aracıların işlevlerini yerine getirebilirler Aşağıdaki aracı grupları kimyasal yapı ile ayırt edilir.

asetilkolin CNS'de yaygın olarak dağıtılan , otonom sinir sisteminin kolinerjik sinapslarında ve ayrıca somatik nöromüsküler sinapslarda bir aracıdır (Şekil 5).

Pirinç. 5. Asetilkolin molekülü

bilinen iki tip kolinerjik reseptör: nikotin ( N-kolinerjik reseptörler) ve muskarinik ( M-kolinerjik reseptörler). Bu sinapslarda asetilkolin benzeri etki yapan maddelere verilen ad: N-kolinomimetik dır-dir nikotin, a M-kolinomimetik- sinek mantarı toksini Amanita muscaria ( muskarin). Bloker (antikolinerjik) H-kolinerjik reseptör dır-dir d-tübokurarin(kürare zehirinin ana bileşeni) ve M-antikolinerjik belladonna Atropa belladonna'nın toksinidir - atropin. İlginç bir şekilde, atropinin özellikleri uzun zamandır bilinmektedir ve kadınların göz bebeği genişlemesine (gözleri koyu ve "güzel" yapmak) neden olmak için belladonna atropini kullandığı bir zaman vardır.

Aşağıdaki dört ana aracı, kimyasal yapı bakımından benzerliklere sahiptir, bu nedenle grupta sınıflandırılır. monoaminler. BT serotonin veya 5-hidroksitriptami (5-HT), takviye mekanizmalarında (neşe hormonu) önemli bir rol oynar. İnsanlar için esansiyel bir amino asit olan triptofandan sentezlenir (Şekil 6).

Pirinç. 6. Serotonin molekülü (5-hidroksitriptamin)

Diğer üç nörotransmiter, esansiyel amino asit fenilalanin'den sentezlenir ve bu nedenle topluca adlandırılır. katekolaminler- bu dopamin (dopamin), norepinefrin (norepinefrin) ve epinefrin (epinefrin, Şekil 7).

Pirinç. 7. Katekolaminler

Arasında amino asitler arabulucular Gama-aminobütirik asit(g-AMA veya GABA - tek inhibitör nörotransmiter olarak bilinir), glisin, glutamik asit, aspartik asit.

Aracılar şunları içerir: peptitler. 1931'de Euler, beyin ve bağırsak özütlerinde, bağırsağın düz kaslarının kasılmasına ve kan damarlarının genişlemesine neden olan bir madde buldu. Bu nörotransmitter, hipotalamustan saf haliyle izole edildi ve maddeler P(İngiliz tozundan - toz, 11 amino asitten oluşur). Ayrıca, P maddesinin ağrı uyarılarının iletilmesinde önemli bir rol oynadığı tespit edilmiştir (acı, İngilizce'de ağrı olduğu için adının değiştirilmesi gerekmemiştir).

uyku delta peptidi elektroensefalogramda yavaş yüksek genlikli ritimlere (delta ritimleri) neden olma yeteneği için adını aldı.

Beyinde narkotik (opiat) nitelikte bir dizi protein aracısı sentezlenir. Bunlar pentapeptitler met-enkefalin ve leu-enkefalin, birlikte endorfinler. Bunlar, ağrı uyarımlarının en önemli engelleyicileri ve pekiştirmenin (sevinç ve zevk) aracılarıdır. Başka bir deyişle, beynimiz endojen ilaçlar için mükemmel bir fabrikadır. Ana şey, beyne onları üretmeyi öğretmektir. "Nasıl?" - sen sor. Çok basit - keyif aldığımızda endojen afyonlar üretilir. Her şeyi zevkle yapın, endojen fabrikanızı afyon sentezlemeye zorlayın! Doğal olarak bize bu fırsat doğuştan verilir - nöronların büyük çoğunluğu olumlu pekiştirmeye tepki gösterir.

Son yıllarda yapılan araştırmalar, başka bir çok ilginç arabulucuyu keşfetmeyi mümkün kıldı - nitrik oksit (NO). NO'nun sadece kan damarı tonusunun düzenlenmesinde önemli bir rol oynamadığı (sizin bildiğiniz nitrogliserin bir NO kaynağıdır ve koroner damarları genişletir) değil, aynı zamanda CNS nöronlarında da sentezlendiği ortaya çıktı.

Prensip olarak, arabulucuların tarihi henüz bitmedi, sinir uyarımının düzenlenmesinde yer alan bir takım maddeler var. Sadece nöronlardaki sentezleri gerçeği henüz kesin olarak belirlenmemiştir, sinaptik veziküllerde bulunmamışlardır ve onlar için spesifik reseptörler bulunmamıştır.

RUSYA EĞİTİM VE BİLİM BAKANLIĞI

Yüksek Mesleki Eğitim Federal Devlet Bütçe Eğitim Kurumu

"RUS DEVLET İNSANİ ÜNİVERSİTESİ"

EKONOMİ, YÖNETİM VE HUKUK ENSTİTÜSÜ

YÖNETİM DEPARTMANI

Sinapsın yapısı ve işlevi. Sinaps sınıflandırmaları. Kimyasal sinaps, nörotransmitter

Gelişim Psikolojisinde Son Test

2. sınıf uzaktan (yazışma) eğitim şekli öğrencisi

Kundirenko Ekaterina Viktorovna

süpervizör

Usenko Anna Borisovna

Psikolojik Bilimler Adayı, Doçent

Moskova 2014

Yapmak. Nöronun fizyolojisi ve yapısı. Sinapsın yapısı ve işlevleri. kimyasal sinaps. Arabulucunun izolasyonu. Kimyasal aracılar ve türleri

Çözüm

sinaps aracı nöron

giriiş

Sinir sistemi, çeşitli organ ve sistemlerin koordineli faaliyetinden ve ayrıca vücut fonksiyonlarının düzenlenmesinden sorumludur. Ayrıca organizmayı dış çevreye bağlar, bu sayede çevrede çeşitli değişiklikler hisseder ve bunlara tepki veririz. Sinir sisteminin temel işlevleri, dış ve iç ortamdan bilgilerin alınması, depolanması ve işlenmesi, tüm organ ve organ sistemlerinin faaliyetlerinin düzenlenmesi ve koordinasyonudur.

Tüm memelilerde olduğu gibi insanlarda da sinir sistemi üç ana bileşenden oluşur: 1) sinir hücreleri (nöronlar); 2) bunlarla ilişkili gliyal hücreler, özellikle nöroglial hücreler ve ayrıca neurilemma oluşturan hücreler; 3) bağ dokusu. Nöronlar, sinir uyarılarının iletimini sağlar; nöroglia, hem beyinde hem de omurilikte destekleyici, koruyucu ve trofik işlevler ve esas olarak uzmanlaşmış, sözde oluşan neurilemma'yı gerçekleştirir. Schwann hücreleri, periferik sinir liflerinin kılıflarının oluşumuna katılır; bağ dokusu, sinir sisteminin çeşitli kısımlarını destekler ve birbirine bağlar.

Sinir uyarılarının bir nörondan diğerine iletilmesi bir sinaps kullanılarak gerçekleştirilir. Sinaps (sinaps, Yunan sinapsisinden - bağlantı): sinir sistemi hücrelerinin (nöronlar) birbirlerine veya nöronal olmayan hücrelere bir sinyal (sinir impulsu) ilettiği özel hücreler arası temaslar. Aksiyon potansiyelleri şeklindeki bilgiler, presinaptik adı verilen birinci hücreden, postsinaptik adı verilen ikinci hücreye gelir. Kural olarak, bir sinaps, sinyallerin nörotransmiterler kullanılarak iletildiği kimyasal bir sinaps olarak anlaşılır.

I. Nöronun fizyolojisi ve yapısı

Sinir sisteminin yapısal ve işlevsel birimi sinir hücresidir - nöron.

Nöronlar, bilgiyi alma, işleme, kodlama, iletme ve depolama, uyaranlara tepkileri organize etme, diğer nöronlar ve organ hücreleri ile temas kurma yeteneğine sahip özel hücrelerdir. Bir nöronun benzersiz özellikleri, elektrik deşarjları oluşturma ve özel sonlar - sinapslar kullanarak bilgi iletme yeteneğidir.

Bir nöronun işlevlerinin performansı, madde-vericiler - nörotransmiterler (nörotransmitterler): asetilkolin, katekolaminler, vb. Aksoplazmasındaki sentez ile kolaylaştırılır. Nöronların boyutları 6 ila 120 mikron arasında değişir.

İnsan beynindeki nöron sayısı 1011'e yaklaşıyor. Bir nöronda 10.000'e kadar sinaps olabilir. Sadece bu elemanlar bilgi depolama hücreleri olarak kabul edilirse, sinir sisteminin 1019 birim depolayabildiği sonucuna varabiliriz. bilgi, yani insanlığın biriktirdiği hemen hemen tüm bilgileri barındırabilen bilgi. Bu nedenle, insan beyninin vücutta olup biten her şeyi ve çevresiyle iletişim kurduğunda hatırladığı fikri oldukça mantıklıdır. Ancak beyin, içinde depolanan tüm bilgileri bellekten çıkaramaz.

Bazı sinirsel organizasyon türleri, farklı beyin yapılarının karakteristiğidir. Tek bir işlevi organize eden nöronlar, sözde gruplar, popülasyonlar, topluluklar, sütunlar, çekirdekler oluşturur. Serebral kortekste, beyincik, nöronlar hücre katmanları oluşturur. Her katmanın kendine özgü işlevi vardır.

Hücre kümeleri beynin gri maddesini oluşturur. Çekirdekler, hücre grupları ve tek tek hücreler arasında miyelinli veya miyelinsiz lifler geçer: aksonlar ve dendritler.

Korteksteki altta yatan beyin yapılarından bir sinir lifi, 0,1 mm3 hacim kaplayan nöronlara dallanır, yani bir sinir lifi 5000 nörona kadar uyarabilir. Doğum sonrası gelişimde, nöronların yoğunluğunda, hacimlerinde ve dendritlerin dallanmasında belirli değişiklikler meydana gelir.

Bir nöronun yapısı.

İşlevsel olarak, bir nöronda aşağıdaki bölümler ayırt edilir: algılayan bir - dendritler, nöronun soma zarı; bütünleştirici - akson höyüğü ile soma; iletme - akson ile akson höyüğü.

Bir nöronun gövdesi (soma), bilgiye ek olarak, süreçleri ve sinapslarıyla ilgili olarak trofik bir işlev görür. Bir akson veya dendritin transeksiyonu, transeksiyona uzak olan süreçlerin ölümüne ve sonuç olarak bu süreçlerin sinapslarının ölümüne yol açar. Soma ayrıca dendritlerin ve aksonların büyümesini sağlar.

Nöronun soması, akson tepeciğine elektrotonik potansiyelin oluşumunu ve yayılmasını sağlayan çok katmanlı bir zarla çevrilidir.

Nöronlar, esas olarak zarlarının özel özelliklere sahip olması nedeniyle bilgi işlevlerini yerine getirebilirler. Nöron zarı 6 nm kalınlığa sahiptir ve hidrofilik uçları ile sulu faza doğru çevrilmiş iki lipid molekülü katmanından oluşur: bir molekül katmanı içeriye, diğeri hücre dışına çevrilir. Hidrofobik uçlar, zarın içinde birbirine doğru çevrilir. Zar proteinleri, lipid çift tabakasının içine yerleştirilmiştir ve çeşitli işlevleri yerine getirir: "pompa" proteinleri, iyonların ve moleküllerin hücredeki konsantrasyon gradyanına karşı hareketini sağlar; kanallara gömülü proteinler, zarın seçici geçirgenliğini sağlar; reseptör proteinleri istenilen molekülleri tanır ve zara sabitler; Membran üzerinde bulunan enzimler, nöron yüzeyinde kimyasal reaksiyonların akışını kolaylaştırır. Bazı durumlarda, aynı protein hem reseptör, hem enzim hem de "pompa" olabilir.

Ribozomlar, kural olarak, çekirdeğin yakınında bulunur ve tRNA matrisleri üzerinde protein sentezini gerçekleştirir. Nöronların ribozomları, lameller kompleksin endoplazmik retikulumu ile temas eder ve bazofilik bir madde oluşturur.

Bazofilik madde (Nissl maddesi, tigroid maddesi, tigroid) - küçük tanelerle kaplı boru şeklindeki bir yapı, RNA içerir ve hücrenin protein bileşenlerinin sentezinde rol oynar. Bir nöronun uzun süreli uyarılması, hücredeki bazofilik maddenin kaybolmasına ve dolayısıyla spesifik bir proteinin sentezinin kesilmesine yol açar. Yenidoğanlarda serebral korteksin ön lobunun nöronları bazofilik bir maddeye sahip değildir. Aynı zamanda, hayati refleksleri sağlayan yapılarda - omurilik, beyin sapı, nöronlar çok miktarda bazofilik madde içerir. Aksoplazmik akımla hücrenin somasından aksona doğru hareket eder.

Lamel kompleksi (Golgi aygıtı), çekirdeği bir ağ şeklinde çevreleyen bir nöronun organelidir. Lamellar kompleks, hücrenin nörosekretuar ve diğer biyolojik olarak aktif bileşiklerinin sentezinde rol oynar.

Lizozomlar ve bunların enzimleri, nörondaki bir takım maddelerin hidrolizini sağlar.

Nöronların pigmentleri - melanin ve lipofusin, orta beynin önemli nigrasının nöronlarında, vagus sinirinin çekirdeğinde ve sempatik sistemin hücrelerinde bulunur.

Mitokondri, bir nöronun enerji ihtiyacını karşılayan organellerdir. Hücresel solunumda önemli bir rol oynarlar. Çoğu, nöronun en aktif kısımlarındadır: sinaps bölgesinde akson tepeciği. Nöronun aktif aktivitesi ile mitokondri sayısı artar.

Nörotübüller, nöronun somasına nüfuz eder ve bilginin depolanması ve iletilmesinde yer alır.

Nöron çekirdeği, gözenekli iki katmanlı bir zar ile çevrilidir. Gözenekler aracılığıyla nükleoplazma ve sitoplazma arasında bir değişim vardır. Bir nöron aktive edildiğinde, çekirdek, sinir hücresinin fonksiyonlarını uyaran nükleer-plazmatik ilişkileri geliştiren çıkıntılar nedeniyle yüzeyini arttırır. Bir nöronun çekirdeği genetik materyali içerir. Genetik aparat, hücrenin son şekli olan farklılaşmayı ve bu hücre için tipik olan bağlantıları sağlar. Çekirdeğin bir diğer önemli işlevi, yaşamı boyunca nöron protein sentezinin düzenlenmesidir.

Nükleol, ince bir DNA tabakası ile kaplanmış büyük miktarda RNA içerir.

Ontogenide nükleolus ve bazofilik maddenin gelişimi ile insanlarda birincil davranışsal tepkilerin oluşumu arasında belirli bir ilişki vardır. Bunun nedeni, nöronların aktivitesinin, diğer nöronlarla temas kurmanın, içlerinde bazofilik maddelerin birikmesine bağlı olmasıdır.

Dendritler, nöronun ana algılama alanıdır. Dendritin zarı ve hücre gövdesinin sinaptik kısmı, elektrik potansiyelini değiştirerek akson uçlarından salınan aracılara yanıt verebilir.

Tipik olarak, bir nöronun birkaç dallanma dendriti vardır. Böyle bir dallanma ihtiyacı, bir bilgi yapısı olarak bir nöronun çok sayıda girdiye sahip olması gerektiği gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Bilgi, diğer nöronlardan, dikenler adı verilen özel temaslar yoluyla gelir.

"Spikes" karmaşık bir yapıya sahiptir ve nöron tarafından sinyallerin algılanmasını sağlar. Sinir sisteminin işlevi ne kadar karmaşıksa, belirli bir yapıya o kadar farklı analizörler bilgi gönderir, nöronların dendritleri üzerindeki "dikenler" o kadar fazla olur. Maksimum sayıları, serebral korteksin motor korteksinin piramidal nöronlarında bulunur ve birkaç bine ulaşır. Soma zarının ve dendritlerin yüzeyinin %43'ünü kaplarlar. "Dikenler" nedeniyle, nöronun algılama yüzeyi önemli ölçüde artar ve örneğin Purkinje hücrelerinde 250.000 mikrona ulaşabilir.

Motor piramidal nöronların neredeyse tüm duyu sistemlerinden, bir dizi subkortikal oluşumdan ve beynin ilişkisel sistemlerinden bilgi aldığını hatırlayın. Belirli bir omurga veya diken grubu uzun süre bilgi almayı bırakırsa, bu dikenler kaybolur.

Akson, dendritler tarafından toplanan, nöronda işlenen ve aksonun nörondan çıkış noktası olan akson tepeciği yoluyla aksona iletilen bilgileri taşımak üzere uyarlanmış sitoplazmanın bir uzantısıdır. Bu hücrenin aksonu sabit bir çapa sahiptir, çoğu durumda gliadan oluşan bir miyelin kılıfı ile kaplanmıştır. Aksonun dallı uçları vardır. Sonlarda mitokondri ve salgı oluşumları bulunur.

Nöron türleri.

Nöronların yapısı büyük ölçüde işlevsel amaçlarına karşılık gelir. Yapılarına göre nöronlar üç tipe ayrılır: tek kutuplu, iki kutuplu ve çok kutuplu.

Gerçek tek kutuplu nöronlar sadece trigeminal sinirin mezensefalik çekirdeğinde bulunur. Bu nöronlar çiğneme kaslarına proprioseptif duyarlılık sağlar.

Diğer tek kutuplu nöronlara psödo-unipolar denir, aslında iki süreçleri vardır (biri çevreden reseptörlerden, diğeri merkezi sinir sisteminin yapılarına gider). Her iki işlem de hücre gövdesinin yakınında tek bir işlemde birleşir. Tüm bu hücreler duyusal düğümlerde bulunur: spinal, trigeminal vb. Ağrı, sıcaklık, dokunsal, propriyoseptif, baroseptif, titreşimsel sinyalleşme algısını sağlarlar.

Bipolar nöronlarda bir akson ve bir dendrit bulunur. Bu tip nöronlar esas olarak görsel, işitsel ve koku alma sistemlerinin çevresel kısımlarında bulunur. Bipolar nöronlar, bir reseptöre bir dendrit ve bir akson ile ilgili duyu sisteminin bir sonraki organizasyon seviyesindeki bir nöron ile bağlanır.

Çok kutuplu nöronlarda birkaç dendrit ve bir akson bulunur. Şu anda, çok kutuplu nöronların yapısının 60'a kadar farklı varyantı vardır, ancak hepsi iğ şeklindeki, yıldız şeklindeki, sepet şeklindeki ve piramidal hücre çeşitlerini temsil eder.

Nöronda metabolizma.

Gerekli besinler ve tuzlar sinir hücresine sulu çözeltiler halinde iletilir. Metabolik ürünler de nörondan sulu çözeltiler şeklinde uzaklaştırılır.

Nöronların proteinleri, plastik ve bilgi amaçlı amaçlara hizmet eder. Bir nöronun çekirdeği DNA içerirken, RNA sitoplazmada baskındır. RNA, esas olarak bazofilik maddede yoğunlaşmıştır. Çekirdekteki protein metabolizmasının yoğunluğu sitoplazmadan daha yüksektir. Sinir sisteminin filogenetik olarak daha yeni yapılarında protein yenilenme hızı eskilere göre daha yüksektir. Serebral korteksin gri maddesindeki en yüksek protein metabolizması oranı. Daha az - beyincikte, en küçük - omurilikte.

Nöronal lipidler, enerji ve plastik malzeme görevi görür. Miyelin kılıfındaki lipidlerin varlığı, bazı nöronlarda 1000 Ohm/cm2 yüzeye ulaşan yüksek elektriksel dirençlerine neden olur. Sinir hücresindeki lipidlerin değişimi yavaştır; nöronun uyarılması, lipit miktarında bir azalmaya yol açar. Genellikle, uzun süreli zihinsel çalışmadan sonra, yorgunluk ile hücredeki fosfolipid miktarı azalır.

Nöronların karbonhidratları onlar için ana enerji kaynağıdır. Sinir hücresine giren glikoz, gerekirse hücrenin enzimlerinin etkisi altında tekrar glikoza dönüşen glikojene dönüşür. Nöronun çalışması sırasında glikojen depolarının enerji harcamasını tam olarak sağlayamaması nedeniyle sinir hücresinin enerji kaynağı kan şekeridir.

Glikoz, nöronda aerobik ve anaerobik olarak parçalanır. Bölünme ağırlıklı olarak aerobiktir, bu da sinir hücrelerinin oksijen eksikliğine karşı yüksek hassasiyetini açıklar. Kandaki adrenalinde bir artış, vücudun kuvvetli aktivitesi, karbonhidrat tüketiminde bir artışa yol açar. Anestezi altında karbonhidrat alımı azaltılır.

Sinir dokusu potasyum, sodyum, kalsiyum, magnezyum vb. tuzlarını içerir. Katyonlar arasında K+, Na+, Mg2+, Ca2+ baskındır; anyonlardan - Cl-, HCO3-. Ayrıca nöronda çeşitli eser elementler bulunur (örneğin bakır ve manganez). Yüksek biyolojik aktiviteleri nedeniyle enzimleri aktive ederler. Bir nörondaki eser elementlerin sayısı, fonksiyonel durumuna bağlıdır. Böylece, refleks veya kafein uyarımı ile nörondaki bakır ve manganez içeriği keskin bir şekilde azalır.

Dinlenme ve uyarılma durumundaki bir nörondaki enerji alışverişi farklıdır. Bu, hücredeki solunum katsayısının değeri ile kanıtlanır. Dinlenme durumunda 0,8 ve heyecanlandığında 1,0'dır. Heyecanlandığında oksijen tüketimi %100 artar. Eksitasyondan sonra, nöronların sitoplazmasındaki nükleik asitlerin miktarı bazen 5 kat azalır.

Nöronun kendi enerji süreçleri (soma), öncelikle aksonları ve dendritleri etkileyen nöronların trofik etkileriyle yakından ilişkilidir. Aynı zamanda, aksonların sinir uçları, diğer organların kasları veya hücreleri üzerinde trofik etkilere sahiptir. Bu nedenle, kas innervasyonunun ihlali, atrofisine, artan protein yıkımına ve kas liflerinin ölümüne yol açar.

Nöronların sınıflandırılması.

Aksonlarının uçlarında salınan maddelerin kimyasal yapısını dikkate alan bir nöron sınıflandırması vardır: kolinerjik, peptiderjik, norepinefrik, dopaminerjik, serotonerjik, vb.

Uyaranların etkisine duyarlılık ile nöronlar mono-, bi-, polisensörlere ayrılır.

monosensoriyel nöronlar. Korteksin birincil projeksiyon bölgelerinde daha sık bulunurlar ve yalnızca duyusal sinyallerine tepki verirler. Örneğin, görsel korteksin birincil bölgesindeki nöronların önemli bir kısmı, yalnızca retinanın ışık uyarımına yanıt verir.

Tek duyusal nöronlar, tek bir uyaranın farklı niteliklerine karşı duyarlılıklarına göre işlevsel olarak alt bölümlere ayrılır. Böylece, serebral korteksin işitsel bölgesindeki bireysel nöronlar, 1000 Hz'lik bir tonun sunumuna yanıt verebilir ve farklı bir frekanstaki tonlara yanıt vermeyebilir. Monomodal olarak adlandırılırlar. İki farklı tona yanıt veren nöronlara bimodal, üç veya daha fazla - polimodal denir.

bisensoriyel nöronlar. Daha sıklıkla herhangi bir analizörün korteksinin ikincil bölgelerinde bulunurlar ve hem kendi hem de diğer duyusal sinyallere yanıt verebilirler. Örneğin, görsel korteksin ikincil bölgesindeki nöronlar, görsel ve işitsel uyaranlara yanıt verir.

polisensör nöronlar. Bunlar çoğunlukla beynin ilişkisel bölgelerinin nöronlarıdır; işitsel, görsel, cilt ve diğer alıcı sistemlerin tahrişine tepki verebilirler.

Sinir sisteminin farklı bölümlerinin sinir hücreleri, etkinin dışında aktif olabilir - arka plan veya arka plan aktif (Şekil 2.16). Diğer nöronlar, yalnızca bir tür uyarıma yanıt olarak dürtü aktivitesi sergiler.

Arka planda aktif nöronlar, engelleyici - deşarj sıklığını yavaşlatan ve uyarıcı - bir tür tahrişe yanıt olarak deşarj sıklığını artıran olarak ayrılır. Arka planda aktif nöronlar, deşarj sıklığında bir miktar yavaşlama veya artışla sürekli olarak impulslar üretebilir - bu ilk aktivite türüdür - sürekli aritmik. Bu tür nöronlar, sinir merkezlerinin tonunu sağlar. Arka planda aktif nöronlar, korteks ve diğer beyin yapılarının uyarılma seviyesinin korunmasında büyük önem taşır. Uyanık durumda arka planda aktif nöronların sayısı artar.

İkinci tip nöronlar, kısa bir interpulse aralığı olan bir grup impuls verir, bundan sonra bir sessizlik periyodu vardır ve bir grup veya impuls paketi yeniden ortaya çıkar. Bu tür aktiviteye patlama denir. Patlama tipi aktivitenin değeri, beynin iletken veya algılayıcı yapılarının işlevselliğinde bir azalma ile sinyallerin iletilmesi için koşulların yaratılmasında yatmaktadır. Bir çoğuşmadaki darbeler arası aralıklar yaklaşık 1-3 ms'dir, çoğuşmalar arasındaki bu aralık 15-120 ms'dir.

Arka plan etkinliğinin üçüncü biçimi grup etkinliğidir. Grup tipi aktivite, arka planda bir grup darbenin periyodik olmayan görünümü ile karakterize edilir (darbeler arası aralıklar 3 ila 30 ms arasında değişir), ardından bir sessizlik periyodu gelir.

İşlevsel olarak nöronlar da üç tipe ayrılabilir: afferent, internöronlar (interkalar), efferent. Birincisi, CNS'nin üstündeki yapılara bilgi alma ve iletme işlevini yerine getirir, ikincisi - CNS nöronları arasında etkileşim sağlar, üçüncü - CNS'nin altındaki yapılara, CNS'nin dışında bulunan sinir düğümlerine bilgi iletir ve vücudun organlarına.

Afferent nöronların işlevleri, reseptörlerin işlevleriyle yakından ilişkilidir.

Sinapsın yapısı ve işlevleri

Sinapslara, nöronları bağımsız oluşumlar olarak kuran temaslar denir. Sinaps karmaşık bir yapıdır ve presinaptik kısımdan (sinyali ileten aksonun ucu), sinaptik yarıktan ve postsinaptik kısımdan (algılayan hücrenin yapısı) oluşur.

Sinaps sınıflandırması. Sinapslar, konuma, eylemin doğasına, sinyal iletim yöntemine göre sınıflandırılır.

Lokasyona göre, nöromüsküler sinapslar ve nöro-nöronal sinapslar ayırt edilir, ikincisi sırayla akso-somatik, akso-aksonal, aksodendritik, dendro-somatik olarak ayrılır.

Algılayan yapı üzerindeki etkinin doğası gereği, sinapslar uyarıcı ve engelleyici olabilir.

Sinyal iletim yöntemine göre sinapslar elektriksel, kimyasal, karışık olarak ayrılır.

Nöronların etkileşiminin doğası. Bu etkileşimin yöntemiyle belirlenir: uzak, bitişik, temas.

Uzak etkileşim vücudun farklı yapılarında bulunan iki nöron tarafından sağlanabilmektedir. Örneğin, bir dizi beyin yapısının hücrelerinde, diğer bölümlerdeki nöronlar üzerinde humoral olarak etki edebilen nörohormonlar, nöropeptitler oluşur.

Nöronların bitişik etkileşimi, nöronların zarlarının yalnızca hücreler arası boşlukla ayrıldığı durumlarda gerçekleştirilir. Tipik olarak, böyle bir etkileşim, nöronların zarları arasında hiçbir glial hücrenin olmadığı yerde meydana gelir. Bu tür bir bitişiklik, koku alma sinirinin aksonları, serebellumun paralel lifleri vb. için tipiktir. Bitişik etkileşimin, komşu nöronların tek bir işlevin performansına katılımını sağladığına inanılmaktadır. Bu, özellikle, hücreler arası boşluğa giren nöron aktivitesinin ürünleri olan metabolitlerin komşu nöronları etkilemesi nedeniyle oluşur. Bitişik etkileşim bazı durumlarda elektriksel bilginin nörondan nörona iletilmesini sağlayabilir.

Temas etkileşimi, sözde elektriksel ve kimyasal sinapsları oluşturan nöron zarlarının belirli temaslarından kaynaklanır.

elektrik sinapsları. Morfolojik olarak, zar bölümlerinin bir füzyonunu veya yakınsamasını temsil ederler. İkinci durumda, sinaptik yarık sürekli değildir, tam temas köprüleri ile kesintiye uğrar. Bu köprüler, sinapsın tekrar eden bir hücresel yapısını oluşturur ve hücreler, memelilerin sinapslarında aralarındaki mesafe 0.15-0.20 nm olan bitişik zar alanlarıyla sınırlıdır. Membran füzyon siteleri, hücrelerin belirli ürünleri değiş tokuş edebileceği kanallar içerir. Tarif edilen hücresel sinapslara ek olarak, diğerleri elektrik sinapsları arasında - sürekli bir boşluk şeklinde; her birinin alanı, örneğin siliyer ganglionun nöronları arasında olduğu gibi 1000 mikrona ulaşır.

Elektrik sinapsları tek yönlü uyarılma iletimine sahiptir. Sinapsta elektrik potansiyelini kaydederken bunu kanıtlamak kolaydır: afferent yollar uyarıldığında, sinaps zarı depolarize olur ve efferent lifler uyarıldığında hiperpolarize olur. Aynı işleve sahip nöronların sinapslarının iki yönlü uyarım iletimine (örneğin, iki hassas hücre arasındaki sinapslar) sahip olduğu ve farklı işlevlere sahip (duyusal ve motor) nöronlar arasındaki sinapsların tek yönlü iletime sahip olduğu ortaya çıktı. Elektrik sinapslarının işlevleri öncelikle vücudun acil tepkilerini sağlamaktır. Bu, görünüşe göre, hayvanların uçuş tepkisini, tehlikeden kaçışını vb. Sağlayan yapılardaki yerlerini açıklıyor.

Elektriksel sinaps nispeten yorucudur ve dış ve iç ortamdaki değişikliklere karşı dirençlidir. Görünüşe göre, bu nitelikler hız ile birlikte çalışmasının yüksek güvenilirliğini sağlıyor.

kimyasal sinapslar. Yapısal olarak presinaptik kısım, sinaptik yarık ve postsinaptik kısım ile temsil edilirler. Kimyasal sinapsın presinaptik kısmı, aksonun seyri veya sonu boyunca genişlemesiyle oluşur. Presinaptik kısımda agranüler ve granüler veziküller bulunur (Şekil 1). Kabarcıklar (kuanta) aracı içerir. Presinaptik genişlemede, arabulucu, glikojen granülleri vb. sentezini sağlayan mitokondriler vardır. Presinaptik sonun tekrar tekrar uyarılmasıyla, aracının sinaptik veziküllerdeki depoları tükenir. Küçük granüler veziküllerin norepinefrin, büyük - diğer katekolaminler içerdiğine inanılmaktadır. Agranüler veziküller asetilkolin içerir. Uyarma aracıları ayrıca glutamik ve aspartik asitlerin türevleri olabilir.

Pirinç. 1. Kimyasal bir sinapsta sinir sinyali iletim sürecinin şeması.

kimyasal sinaps

Kimyasal bir sinaps yoluyla bir elektriksel uyarının bir sinir hücresinden diğerine iletme mekanizmasının özü aşağıdaki gibidir. Bir hücrenin nöron süreci boyunca hareket eden bir elektrik sinyali, presinaptik bölgeye gelir ve belirli bir kimyasal bileşiğin, bir aracı veya aracının ondan sinaptik yarığa çıkmasına neden olur. Aracı, sinaptik yarıktan geçerek, postsinaptik alana ulaşır ve orada bulunan reseptör adı verilen bir moleküle kimyasal olarak bağlanır. Bu bağlanmanın bir sonucu olarak, postsinaptik bölgede bir dizi fizikokimyasal dönüşüm başlatılır, bunun sonucunda kendi alanında ikinci hücreye yayılan bir elektrik akımı darbesi ortaya çıkar.

Presinaps alanı, çalışmasında önemli bir rol oynayan birkaç önemli morfolojik oluşum ile karakterize edilir. Bu alanda, genellikle aracı olarak adlandırılan bir veya başka kimyasal bileşik içeren özel granüller - veziküller - vardır. Bu terimin, örneğin hormon terimi gibi tamamen işlevsel bir anlamı vardır. Bir ve aynı madde, aracılara veya hormonlara atfedilebilir. Örneğin, presinapsın veziküllerinden salınırsa noradrenalin bir nörotransmitter olarak adlandırılmalıdır; adrenal bezler tarafından kana norepinefrin salgılanırsa, bu durumda hormon olarak adlandırılır.

Ek olarak, presinaps bölgesinde kalsiyum iyonları içeren mitokondriler ve spesifik membran yapıları - iyon kanalları vardır. Presinapsın aktivasyonu, hücreden bu alana elektriksel bir darbe geldiği anda başlar. Bu dürtü, büyük miktarda kalsiyumun iyon kanalları yoluyla presinapsa girmesine neden olur. Ek olarak, bir elektriksel darbeye yanıt olarak, kalsiyum iyonları mitokondriyi terk eder. Bu süreçlerin her ikisi de presinapsta kalsiyum konsantrasyonunda bir artışa yol açar. Fazla kalsiyumun ortaya çıkması, presinaps zarının veziküllerin zarı ile bağlanmasına yol açar ve ikincisi, presinaptik zara doğru çekilmeye başlar ve sonunda içeriklerini sinaptik yarığa atar.

Postsinaptik alanın ana yapısı, ikinci hücrenin presinaps ile temas halinde olan alanının zarıdır. Bu zar, seçici olarak aracıya bağlanan reseptör olan genetik olarak belirlenmiş bir makromolekül içerir. Bu molekül iki bölge içerir. İlk bölge, "kendi" aracısının tanınmasından sorumludur, ikinci bölge, zardaki bir elektrik potansiyelinin ortaya çıkmasına neden olan fizikokimyasal değişikliklerden sorumludur.

Postsinaps çalışmasının dahil edilmesi, aracı molekülün bu alana geldiği anda başlar. Tanıma merkezi, molekülünü "tanır" ve ona, bir kilidin anahtarıyla etkileşimi olarak görselleştirilebilecek belirli bir kimyasal bağ türüyle bağlanır. Bu etkileşim, molekülün ikinci bölümünün çalışmasını içerir ve çalışması, elektriksel bir darbenin ortaya çıkmasına neden olur.

Kimyasal bir sinaps yoluyla sinyal iletiminin özellikleri, yapısının özellikleri ile belirlenir. İlk olarak, bir hücreden gelen elektrik sinyali, kimyasal bir aracı - bir aracı yardımıyla diğerine iletilir. İkincisi, elektrik sinyali, sinapsın yapısal özellikleri tarafından belirlenen yalnızca bir yönde iletilir. Üçüncüsü, sinyal iletiminde, süresi vericinin sinaptik yarıktan difüzyon süresi ile belirlenen hafif bir gecikme vardır. Dördüncüsü, kimyasal bir sinaps yoluyla iletim çeşitli şekillerde engellenebilir.

Kimyasal sinapsın çalışması hem presinaps düzeyinde hem de postsinaps düzeyinde düzenlenir. Standart çalışma modunda, bir elektrik sinyali geldikten sonra, sinaps sonrası reseptöre bağlanan ve yeni bir elektrik sinyalinin ortaya çıkmasına neden olan bir nörotransmitter presinapstan çıkarılır. Yeni bir sinyal presinapsa girmeden önce, nörotransmitter miktarının iyileşmesi için zaman vardır. Bununla birlikte, sinir hücresinden gelen sinyaller çok sık veya uzun süre giderse, oradaki nörotransmitter miktarı tükenir ve sinaps çalışmayı durdurur.

Aynı zamanda, sinaps, çok sık sinyalleri uzun süre iletmek için “eğitilebilir”. Bu mekanizma, hafıza mekanizmalarını anlamak için son derece önemlidir. Veziküllerin arabulucu rolü oynayan maddeye ek olarak, protein yapısındaki diğer maddeleri de içerdiği ve sinaps öncesi ve sonrası membranında onları tanıyan spesifik reseptörler olduğu gösterilmiştir. Peptidler için bu reseptörler, arabulucular için reseptörlerden temel olarak farklıdır, çünkü onlarla etkileşim potansiyellerin ortaya çıkmasına neden olmaz, ancak biyokimyasal sentetik reaksiyonları tetikler.

Böylece, uyarı presinapsa ulaştıktan sonra aracılarla birlikte düzenleyici peptitler de salınır. Bazıları presinaptik zardaki peptit reseptörleri ile etkileşime girer ve bu etkileşim aracı sentez mekanizmasını açar. Bu nedenle, aracı ve düzenleyici peptitler ne kadar sık ​​salınırsa, aracının sentezi o kadar yoğun olacaktır. Düzenleyici peptitlerin diğer bir kısmı, aracı ile birlikte sinapsa ulaşır. Aracı, kendi reseptörüne, düzenleyici peptitler de onlarınkine bağlanır ve bu son etkileşim, aracı için reseptör moleküllerinin sentezini tetikler. Böyle bir işlem sonucunda mediatöre duyarlı reseptör alanı artar, böylece mediatörün tüm molekülleri iz bırakmadan reseptör moleküllerine bağlanır. Genel olarak, bu süreç kimyasal sinaps yoluyla iletimin kolaylaştırılmasına yol açar.

Arabulucunun izolasyonu

Aracı işlevini yerine getiren faktör, nöronun gövdesinde üretilir ve oradan aksonun ucuna taşınır. Presinaptik uçlarda bulunan arabulucu, postsinaptik zarın reseptörleri üzerinde hareket etmek ve transsinaptik sinyalleme sağlamak için sinoptik yarığa salınmalıdır. Asetilkolin, katekolamin grubu, serotonin, nöropiptitler ve diğerleri gibi maddeler bir aracı görevi görebilir, bunların genel özellikleri aşağıda açıklanacaktır.

Nörotransmitter salıverme sürecinin temel özelliklerinin birçoğu açıklığa kavuşturulmadan önce bile, presinaptik sonlanmaların spontan salgı aktivitesinin durumlarını değiştirebildiği bulundu. Mediatörün sürekli olarak salgılanan küçük bölümleri, postsinaptik hücrede kendiliğinden, minyatür postsinaptik potansiyellere neden olur. Bu, 1950 yılında, bir kurbağanın nöromüsküler sinapsının çalışmasını inceleyen İngiliz bilim adamları Fett ve Katz tarafından, postsinaptik zar bölgesindeki kastaki sinir üzerinde herhangi bir etki olmadan, küçük olduğunu bulan İngiliz bilim adamları Fett ve Katz tarafından kuruldu. potansiyel dalgalanmalar, yaklaşık 0,5mV'lik bir genlik ile rastgele aralıklarla kendiliğinden ortaya çıkar.

Bir sinir impulsunun gelişiyle ilişkili olmayan arabulucu salınımının keşfi, salınımının kuantum doğasının belirlenmesine yardımcı oldu, yani, arabulucunun kimyasal bir sinapsta dinlenme halinde, ancak bazen ve küçük porsiyonlarda salındığı ortaya çıktı. Ayrıklık, nörotransmiterin uçtan dağınık olarak değil, tek tek moleküller şeklinde değil, her biri birkaç tane içeren çok moleküllü kısımlar (veya kuantumlar) şeklinde ayrılması gerçeğinde ifade edilir.

Bu şu şekilde gerçekleşir: presinaptik zara yakın nöron uçlarının aksoplazmasında, bir elektron mikroskobu altında bakıldığında, her biri bir verici kuantum içeren birçok vezikül veya vezikül bulundu. Presinaptik impulsların neden olduğu aksiyon akımları, postsinaptik zar üzerinde gözle görülür bir etkiye sahip değildir, ancak arabulucu ile veziküllerin kabuğunun tahrip olmasına yol açar. Bu süreç (ekzositoz), presinaptik terminalin zarının iç yüzeyine kalsiyum (Ca2 +) varlığında yaklaşan vezikülün presinaptik zar ile birleşmesi ve bunun sonucunda vezikülün içine boşaltılması gerçeğinden oluşur. sinoptik yarık. Vezikülün yok edilmesinden sonra, onu çevreleyen zar, presinaptik sonun zarına dahil edilerek yüzeyini arttırır. Daha sonra, endomitoz sürecinin bir sonucu olarak, presinaptik zarın küçük bölümleri içe doğru şişer, tekrar veziküller oluşturur, bunlar daha sonra tekrar aracıyı açabilir ve serbest bırakma döngüsüne girebilir.

V. Kimyasal aracılar ve türleri

Merkezi sinir sisteminde aracı işlevi, büyük bir heterojen kimyasal grubu tarafından gerçekleştirilir. Yeni keşfedilen kimyasal arabulucuların listesi giderek büyüyor. Son verilere göre yaklaşık 30 tane var.Dale ilkesine göre her nöronun tüm sinoptik sonlarındaki aynı aracıyı serbest bıraktığını da belirtmek isterim. Bu prensibe dayanarak, nöronları, uçlarının yaydığı aracı tipine göre belirlemek gelenekseldir. Bu nedenle örneğin asetilkolin salgılayan nöronlara kolinerjik, serotonin - serotonerjik denir. Bu ilke, çeşitli kimyasal sinapslara atıfta bulunmak için kullanılabilir. En iyi bilinen kimyasal aracılardan bazılarını düşünün:

Asetilkolin. Keşfedilen ilk nörotransmitterlerden biri (kalp üzerindeki etkisinden dolayı "vagus siniri maddesi" olarak da biliniyordu).

Bir aracı olarak asetilkolinin bir özelliği, asetilkolinesteraz enziminin yardımıyla presinaptik sonlardan salındıktan sonra hızlı yıkımıdır. Asetilkolin, omurilik motor nöronlarının aksonlarının tekrarlayan kollaterallerinin interkalar Renshaw hücreleri üzerinde oluşturduğu sinapslarda bir aracı görevi görür ve bu da başka bir aracının yardımıyla motor nöronlar üzerinde engelleyici bir etkiye sahiptir.

Kolinerjik nöronlar ayrıca kromaffin hücrelerini innerve eden omurilik nöronları ve intramural ve ekstramural ganglionların sinir hücrelerini innerve eden preganglionik nöronlardır. Kolinerjik nöronların orta beyin, serebellum, bazal ganglionlar ve korteksin retiküler oluşumunda bulunduğuna inanılmaktadır.

Katekolaminler. Bunlar kimyasal olarak ilgili üç maddedir. Bunlar arasında tirozin türevleri olan ve sadece periferik değil, aynı zamanda merkezi sinapslarda da aracılık işlevi gören dopamin, norepinefrin ve adrenalin bulunur. Dopaminerjik nöronlar, memelilerde esas olarak orta beyinde bulunur. Dopamin, bu aracının özellikle büyük miktarlarda bulunduğu striatumda özellikle önemli bir rol oynar. Ayrıca hipotalamusta dopaminerjik nöronlar bulunur. Noradrenerjik nöronlar ayrıca orta beyin, pons ve medulla oblongata'da bulunur. Noradrenerjik nöronların aksonları, hipotalamus, talamus, limbik korteks ve serebelluma giden yükselen yollar oluşturur. Noradrenerjik nöronların inen lifleri, omuriliğin sinir hücrelerini innerve eder.

Katekolaminlerin CNS nöronları üzerinde hem uyarıcı hem de engelleyici etkileri vardır.

Serotonin. Katekolaminler gibi, monoamin grubuna aittir, yani amino asit triptofandan sentezlenir. Memelilerde serotonerjik nöronlar esas olarak beyin sapında bulunur. Dorsal ve medial sütür, medulla oblongata'nın çekirdekleri, pons ve orta beynin bir parçasıdır. Serotonerjik nöronlar etkilerini neokorteks, hipokampus, globus pallidus, amigdala, hipotalamus, gövde yapıları, serebellar korteks ve omuriliğe kadar genişletir. Serotonin, omurilik aktivitesinin aşağı akış kontrolünde ve vücut sıcaklığının hipotalamik kontrolünde önemli bir rol oynar. Buna karşılık, bir dizi farmakolojik ilacın etkisi altında ortaya çıkan serotonin metabolizması bozuklukları halüsinasyonlara neden olabilir. Şizofreni ve diğer zihinsel bozukluklarda serotonerjik sinaps işlevlerinin ihlali görülür. Serotonin, postsinaptik membran reseptörlerinin özelliklerine bağlı olarak uyarıcı ve engelleyici etkilere neden olabilir.

nötr amino asitler. Bunlar, merkezi sinir sisteminde büyük miktarlarda bulunan ve aracı olarak hareket edebilen iki ana dikarboksilik asit L-glutamat ve L-aspartattır. L-glutamik asit, birçok protein ve peptidin bir bileşenidir. Kan-beyin bariyerini iyi geçmez ve bu nedenle esas olarak sinir dokusundaki glikozdan oluşan kandan beyne girmez. Memelilerin CNS'sinde glutamat yüksek konsantrasyonlarda bulunur. İşlevinin esas olarak uyarmanın sinoptik iletimi ile ilgili olduğuna inanılmaktadır.

Polipeptitler. Son yıllarda bazı polipeptitlerin CNS sinapslarında aracılık işlevini yerine getirebildiği gösterilmiştir. Bu polipeptitler, maddeler-P, hipotalamik nörohormonlar, enkefalinler vb. içerir. Madde-P, ilk olarak bağırsaktan ekstrakte edilen bir grup maddeyi belirtir. Bu polipeptitler, CNS'nin birçok bölümünde bulunur. Konsantrasyonları özellikle siyah madde bölgesinde yüksektir. Omuriliğin arka köklerinde madde-P'nin varlığı, bazı birincil afferent nöronların merkezi akson uçlarının oluşturduğu sinapslarda bir aracı görevi görebileceğini düşündürmektedir. Substance-P, omuriliğin belirli nöronları üzerinde heyecan verici bir etkiye sahiptir. Diğer nöropeptidlerin aracı rolü daha da az açıktır.

Çözüm

CNS'nin yapı ve işlevinin modern anlayışı, hücresel teorinin özel bir durumu olan nöral teoriye dayanmaktadır. Bununla birlikte, eğer hücresel teori 19. yüzyılın ilk yarısı kadar erken bir tarihte formüle edildiyse, beyni bireysel hücresel elementlerin - nöronların işlevsel ilişkisinin bir sonucu olarak gören sinir teorisi, yalnızca yüzyılın başında kabul edildi. şimdiki yüzyıl. Nöral teorinin tanınmasında önemli bir rol İspanyol nörohistolog R. Cajal ve İngiliz fizyolog C. Sherrington'ın çalışmaları tarafından oynandı. Sinir hücrelerinin tam yapısal izolasyonunun nihai kanıtı, yüksek çözünürlüğü, her sinir hücresinin tüm uzunluğu boyunca bir sınır zarı ile çevrili olduğunu ve aralarında boş alanlar olduğunu belirlemeyi mümkün kılan bir elektron mikroskobu kullanılarak elde edildi. farklı nöronların zarları. Sinir sistemimiz iki tip hücreden oluşur - sinir ve glial. Ayrıca glia hücrelerinin sayısı, sinir hücrelerinin sayısından 8-9 kat fazladır. Sinir sisteminin evrimsel gelişim sürecinde ilkel organizmalarda çok sınırlı olan sinir elementlerinin sayısı, primatlarda ve insanlarda milyarları bulmaktadır. Aynı zamanda, nöronlar arasındaki sinaptik bağlantıların sayısı astronomik bir rakama yaklaşır. CNS organizasyonunun karmaşıklığı, beynin farklı bölümlerindeki nöronların yapı ve işlevlerinin önemli ölçüde değiştiği gerçeğinde de kendini gösterir. Ancak beyin aktivitesinin analizi için gerekli bir koşul, nöronların ve sinapsların işleyişinin altında yatan temel ilkelerin belirlenmesidir. Sonuçta, bilginin iletilmesi ve işlenmesi ile ilgili tüm süreçleri sağlayan bu nöron bağlantılarıdır.

İnsan ancak bu karmaşık değişim süreci başarısız olursa ne olacağını hayal edebilir ... bize ne olacağını. Böylece vücudun herhangi bir yapısı hakkında konuşabiliriz, ana olmayabilir, ancak onsuz tüm organizmanın aktivitesi tamamen doğru ve eksiksiz olmayacaktır. Saatin kaç olduğu önemli değil. Mekanizmadaki en küçük ayrıntı bile eksikse, saat artık tam olarak doğru çalışmayacaktır. Ve yakında saat kırılacak. Aynı şekilde, vücudumuz, sistemlerden birinin ihlali durumunda, yavaş yavaş tüm organizmanın başarısızlığına ve sonuç olarak bu organizmanın ölümüne yol açar. Bu yüzden vücudumuzun durumunu izlemek ve bizim için ciddi sonuçlara yol açabilecek hataları yapmamak menfaatimizedir.

Kaynakların ve literatürün listesi

1. Batuev A. S. Yüksek sinir aktivitesi ve duyu sistemlerinin fizyolojisi: ders kitabı / A. S. Batuev. - St.Petersburg. : Peter, 2009. - 317 s.

Danilova N. N. Psikofizyoloji: Ders Kitabı / N. N. Danilova. - M. : ASPECT BASIN, 2000. - 373s.

Danilova N. N. Yüksek sinir aktivitesinin fizyolojisi: ders kitabı / N. N. Danilova, A. L. Krylova. - M.: Eğitim literatürü, 1997. - 428 s.

Karaulova L. K. Fizyoloji: ders kitabı / L. K. Karaulova, N. A. Krasnoperova, M. M. Rasulov. - M. : Akademi, 2009. - 384 s.

Katalymov, L. L. Nöronun fizyolojisi: bir ders kitabı / L. L. Katalymov, O. S. Sotnikov; Min. insanlar. RSFSR'nin eğitimi, Ulyanovsk. durum ped. in-t. - Ulyanovsk: B. i., 1991. - 95 s.

Semenov, E. V. Fizyoloji ve anatomi: ders kitabı / E. V. Semenov. - M. : Dzhangar, 2005. - 480 s.

Smirnov, V. M. Merkezi sinir sisteminin fizyolojisi: ders kitabı / V. M. Smirnov, V. N. Yakovlev. - M.: Akademi, 2002. - 352 s.

Smirnov V. M. İnsan Fizyolojisi: ders kitabı / V. M. Smirnova. - M.: Tıp, 2002. - 608'ler.

Rossolimo T. E. Yüksek sinir aktivitesinin fizyolojisi: bir okuyucu: bir ders kitabı / T. E. Rossolimo, I. A. Moskvina - Tarkhanova, L. B. Rybalov. - M.; Voronej: MPSI: MODEK, 2007. - 336 s.

özel ders

Bir konuyu öğrenmek için yardıma mı ihtiyacınız var?

Uzmanlarımız, ilginizi çeken konularda tavsiyelerde bulunacak veya özel ders hizmetleri sunacaktır.
Başvuru yapmak bir danışma alma olasılığı hakkında bilgi edinmek için şu anda konuyu belirterek.

Sinaps nedir? Sinaps, bir sinir hücresinin liflerinden başka bir hücreye veya bir temas hücresinden liflere sinyal iletimini sağlayan özel bir yapıdır. 2 sinir hücresine sahip olmak için ne gerekir? Bu durumda sinaps, sinir hücrelerinin 3 fonksiyonel bölgesinde (presinaptik parça, sinaptik yarık ve postsinaptik parça) temsil edilir ve hücrenin insan vücudunun kasları ve bezleriyle temas ettiği bölgede bulunur.

Nöral sinaps sistemi, lokalizasyonlarına, aktivite tipine ve mevcut sinyal verilerinin geçiş yöntemine göre gerçekleştirilir. Yerelleştirme ile ilgili olarak, sinapslar ayırt edilir: nöron nöronal, nöromüsküler. Nöronöronalden aksosomatik, dendrosomatik, aksodendritik, aksoaksonal.

Algılama faaliyetinin türüne göre, sinapslar genellikle ayırt edilir: uyarıcı ve daha az önemli olmayan inhibitör. Bilgi sinyalinin geçiş yöntemi ile ilgili olarak, bunlar şu şekilde sınıflandırılır:

1. Elektrik türü.
2. kimyasal tip.
3. Karışık tip.

Nöron temasının etiyolojisi bu yerleştirme türüne indirgenmiş, uzak, temas ve ayrıca sınırda olabilir. Uzak özelliğin bağlantısı, vücudun birçok yerinde bulunan 2 nöron vasıtasıyla gerçekleştirilir.

Böylece, insan beyninin dokularında, vücutta farklı bir yerde bulunan nöronları etkileyen nörohormonlar ve nöropeptid maddeler üretilir. Temas bağlantısı, kimyasal yönün sinapslarını ve ayrıca elektriksel özelliğin bileşenlerini oluşturan tipik nöronların zar filmlerinin özel eklemlerine indirgenir.

Nöronların bitişik (sınır) çalışması, nöronların film-zarlarının sadece sinaptik yarık tarafından bloke edildiği bir zamanda gerçekleştirilir. Kural olarak, 2 özel membran filmi arasında böyle bir füzyon gözlenir. glial doku yok. Bu bitişiklik, serebellumun paralel liflerinin, koku alma amaçlı özel bir sinirin aksonlarının vb.

Bitişik bir temasın, ortak bir işlevin ürününde bitişik nöronların çalışmasını kışkırttığına dair bir görüş var. Bunun nedeni, hücreler arasında bulunan boşluğa nüfuz eden bir insan nöronunun etkisinin meyveleri olan metabolitlerin yakındaki aktif nöronları etkilemesidir. Ayrıca, sınır bağlantısı genellikle 1 çalışan nörondan süreçteki 2 katılımcıya elektrik verilerini iletebilir.

Elektriksel ve kimyasal yönün sinapsları

Film-membran füzyonunun etkisi olarak kabul edilir elektrik sinapsları. Monolitik bir bağlantının septa aralıklarıyla gerekli sinaptik yarıkların süreksiz olduğu durumlarda. Bu bölmeler, sinaps bölmelerinin alternatif bir yapısını oluştururken, bölmeler, memeli canlıların temsilcilerinde normal deponun sinapslarındaki boşluk 0.15 - 0.20 nm olan yaklaşık zar parçaları ile ayrılır. Film zarlarının birleştiği yerde, meyvenin bir kısmının değiş tokuşunun gerçekleştiği yollar vardır.

Ayrı sinaps türlerine ek olarak, toplam çevresi 1000 mikrona kadar uzanan tek bir sinaptik yarık şeklinde gerekli elektriksel tipik sinapslar vardır. Böylece, benzer bir sinaptik fenomen temsil edilir siliyer ganglionun nöronlarında.

Elektrik sinapsları, tek taraflı olarak yüksek kaliteli uyarım yapma yeteneğine sahiptir. Bu gerçek, sinaptik bileşenin elektrik rezervini sabitlerken not edilir. Örneğin, afferent tübüllere dokunulduğu anda, sinaptik film-membran, liflerin efferent parçacıklarının dokunuşuyla hiperpolarize hale geldiğinde depolarize olur. Ortak sorumluluklara sahip hareket eden nöronların sinapslarının, gerekli uyarımı (2 geçiş alanı arasında) her iki yönde de gerçekleştirebileceğine inanılmaktadır.

Aksine, nöronların sinapsları farklı bir eylem listesiyle (motor ve duyusal) bulunur. tek taraflı olarak uyarma eylemini gerçekleştirmek. Sinaptik bileşenlerin ana çalışması, vücudun ani reaksiyonlarının üretimi ile belirlenir. Elektrik sinaps, önemsiz derecede yorgunluğa maruz kalır, iç-dış etkenlere karşı önemli bir direnç yüzdesine sahiptir.

Kimyasal sinapslar, postsinaptik bileşenin bir parçası olan fonksiyonel bir sinaptik yarık olan presinaptik bir segment görünümündedir. Presinaptik fragman, aksonun kendi tübülünün içindeki veya tamamlanmasına doğru boyutunun artmasıyla oluşur. Bu fragman, nörotransmitter içeren granüler ve agranüler özel keseler içerir.

Presinaptik artış, aktif mitokondrinin lokalizasyonunu gözlemler, madde-glikojen parçacıklarının yanı sıra gerekli aracı çıktısı ve diğeri. Presinaptik alanla sık temas koşullarında, mevcut keselerdeki aracı rezervi kaybolur.

Küçük granüler veziküllerin norepinefrin ve büyük olanlar - katekolaminler gibi bir maddeye sahip olduğuna dair bir görüş var. Ayrıca asetilkonin, agranüler boşluklarda (veziküller) bulunur. Ek olarak, artan uyarmanın aracıları, üretilen aspartik veya daha az önemli olmayan asit glutamin tipine göre oluşturulan maddelerdir.

Aktif sinaps bağlantıları genellikle aşağıdakiler arasında bulunur:

• Dendrit ve akson.
• Soma ve akson.
• Dendritler.
• aksonlar.
• hücre soma ve dendritler.

Geliştirilen aracının etkisi Mevcut postsinaptik film membranına göre, sodyum parçacıklarının aşırı nüfuz etmesinden kaynaklanmaktadır. Çalışan sinaptik yarıktan, postsinaptik film membranı boyunca güçlü sodyum parçacıklarının dökülmesi, bunun depolarizasyonunu oluşturarak postsinaptik rezervin uyarılmasını oluşturur. Sinaps verilerinin kimyasal yönünün geçişi, presinaptik akışa bir reaksiyon olarak bir postsinaptik rezervin gelişmesiyle 0,5 ms'ye eşit bir süre boyunca sinaptik bir uyarma süspansiyonu ile karakterize edilir.

Uyarılma anında bu olasılık, postsinaptik film zarının depolarizasyonunda ve hiperpolarizasyonunda süspansiyon anında ortaya çıkar. Askıya alınmış bir şey yüzünden postsinaptik rezerv. Kural olarak, güçlü bir uyarma sırasında, postsinaptik film zarının geçirgenlik seviyesi artar.

Norepinefrin, dopamin maddesi, asetilkolin, önemli serotonin, P maddesi ve glutamin asit tipik sinapslarda çalışıyorsa, gerekli uyarıcı özellik nöronların içinde sabitlenir.

Kısıtlama potansiyeli, gama-aminobütirik asit ve glisinden sinapslar üzerindeki etki sırasında oluşur.

Çocukların zihinsel performansı

Bir kişinin çalışma kapasitesi, tüm değerlerin çocukların gelişimi ve fiziksel büyümesi ile aynı anda arttığı yaşını doğrudan belirler.

Yaşla birlikte zihinsel eylemlerin doğruluğu ve hızı, vücudun gelişimini ve fiziksel büyümesini sabitleyen diğer faktörlere bağlı olarak eşit olmayan bir şekilde gerçekleştirilir. sahip olan her yaştan öğrenci sağlık sorunları var, çevredeki güçlü çocuklara göre düşük bir değerin performansı karakteristiktir.

Bazı göstergelere göre, vücudun sürekli bir öğrenme süreci için hazır olma durumu azalmış olan sağlıklı birinci sınıflarda, hareket etme yeteneği düşüktür, bu da öğrenme sürecinde ortaya çıkan sorunlara karşı mücadeleyi zorlaştırır.

Zayıflığın başlama hızı, çocuğun hassas sinir oluşumu sisteminin ilk durumu, çalışma hızı ve yükün hacmi ile belirlenir. Aynı zamanda, çocuklar uzun süreli hareketsizlik sırasında ve çocuğun gerçekleştirdiği eylemler ilginç olmadığında aşırı çalışmaya eğilimlidir. Bir aradan sonra, çalışma kapasitesi öncekiyle aynı olur veya öncekinden daha yüksek olur ve gerisini pasif değil aktif hale getirmek, farklı bir aktiviteye geçmek daha iyidir.

Sıradan ilkokul çocuklarında eğitim sürecinin ilk bölümüne mükemmel performans eşlik eder, ancak 3. dersin sonunda konsantrasyonda bir azalma var:

• Pencereden dışarı bakarlar.
• Öğretmenin sözlerini dikkatlice dinleyin.
• Vücutlarının pozisyonunu değiştirin.
• Konuşmaya başlarlar.
• Kalktıkları yerden kalkarlar.

Özellikle 2. vardiyada okuyan lise öğrencileri için çalışma kapasitesi değerleri yüksektir. Sınıfta öğrenme etkinliği başlamadan önce derslere hazırlanma süresinin yeterince kısa olmasına ve merkezi sinir sistemindeki zararlı değişikliklerin tamamen ortadan kaldırılmasını garanti etmemesine özellikle dikkat etmek önemlidir. zihinsel aktivite olumsuz davranışlarda açıkça belirtilen derslerin ilk saatlerinde hızla tükenir.

Bu nedenle, 1'den 3'e kadar olan derslerde küçük blok öğrencilerinde ve 4-5 derste orta-üst bağlantı bloklarında çalışma kapasitesinde niteliksel değişimler gözlenir. Buna karşılık, 6. ders, özellikle azaltılmış hareket etme yeteneği koşullarında gerçekleşir. Aynı zamanda, 2-11. sınıflar için ders süresi 45 dakikadır ve bu da çocukların durumunu zayıflatır. Bu nedenle, işin türünü periyodik olarak değiştirmeniz ve dersin ortasında aktif bir duraklama tutmanız önerilir.

Moskova Psikolojik ve Sosyal Enstitüsü (MPSI)

Konuyla ilgili merkezi sinir sisteminin anatomisi hakkında özet:

SYNAPSE (yapı, yapı, işlevler).

Psikoloji Fakültesi 1. sınıf öğrencisi,

grup 21/1-01 Logachev A.Yu.

Öğretmen:

Kholodova Marina Vladimirovna

2001 yılı.

Çalışma planı:

1. Önsöz.

2. Nöronun fizyolojisi ve yapısı.

3. Sinapsın yapısı ve işlevleri.

4. Kimyasal sinaps.

5. Arabulucunun izolasyonu.

6. Kimyasal aracılar ve çeşitleri.

7. Epilog.

8. Referans listesi.

PROLOG:

Vücudumuz büyük bir saat gibidir.

İçinde bulunan çok sayıda küçük parçacıktan oluşur. katı düzen ve her biri belirli işlevleri yerine getirir ve kendi benzersiz özellikler. Bu mekanizma - vücut, onları birbirine bağlayan hücrelerden, dokulardan ve sistemlerden oluşur: bütün bunlar bir bütün olarak tek bir zincirdir, vücudun bir süper sistemidir.

Vücudun karmaşık bir düzenleme mekanizması olmasaydı, en fazla sayıda hücresel element bir bütün olarak çalışamazdı. Sinir sistemi düzenlemede özel bir rol oynar. Sinir sisteminin tüm karmaşık çalışması - iç organların çalışmasının düzenlenmesi, hareketlerin kontrolü, ister basit ve bilinçsiz hareketler (örneğin, nefes alma) veya ister karmaşık, insan elinin hareketleri - tüm bunlar, özünde, dayanmaktadır. hücrelerin birbirleriyle etkileşimi.

Bütün bunlar, özünde, bir sinyalin bir hücreden diğerine iletilmesine dayanır. Ayrıca, her hücre işini yapar ve bazen birkaç işlevi vardır. Fonksiyonların çeşitliliği iki faktör tarafından sağlanır: hücrelerin birbirine bağlanma şekli ve bu bağlantıların düzenlenme şekli.

NÖRON FİZYOLOJİSİ VE YAPISI:

Sinir sisteminin bir dış uyarana en basit tepkisi, bu bir refleks.

Her şeyden önce, hayvanların ve insanların sinir dokusunun yapısal temel biriminin yapısını ve fizyolojisini ele alalım - nöron. Bir nöronun fonksiyonel ve temel özellikleri, uyarma ve kendini uyarma yeteneği ile belirlenir.

Uyarımın iletimi, nöron süreçleri boyunca gerçekleştirilir - aksonlar ve dendritler.

Aksonlar daha uzun ve daha geniş süreçlerdir. Bir takım spesifik özelliklere sahiptirler: izole edilmiş uyarma iletimi ve iki taraflı iletim.

Sinir hücreleri yalnızca dış uyarımı algılayıp işlemekle kalmaz, aynı zamanda harici tahrişten kaynaklanmayan (kendi kendine uyarım) impulsları spontane olarak yayınlayabilir.

Uyarıya yanıt olarak, nöron yanıt verir aktivite dürtüsü- üretim frekansı saniyede 50-60 darbe (motor nöronlar için), saniyede 600-800 darbe (beynin interkalar nöronları için) arasında değişen aksiyon potansiyeli. Akson adı verilen birçok ince dalda biter. terminaller.

Terminallerden, dürtü diğer hücrelere, doğrudan vücutlarına veya daha sıklıkla süreçlerine, dendritlere geçer. Bir aksondaki terminal sayısı, farklı hücrelerde sonlanan bine kadar ulaşabilir. Öte yandan, tipik bir omurgalı nöronunun diğer hücrelerden 1.000 ila 10.000 terminali vardır.

Dendritler daha kısa ve daha çok sayıda nöron sürecidir. Komşu nöronlardan gelen uyarıyı algılar ve hücre gövdesine iletirler.

Pulpalı ve pulmoner olmayan sinir hücreleri ve lifleri arasında ayrım yapın.

Pulpa lifleri - iskelet kaslarının ve duyu organlarının duyusal ve motor sinirlerinin bir parçasıdır.Bir lipid miyelin kılıfı ile kaplıdırlar.

Hamur lifleri daha “hızlı etkilidir”: 1-3,5 mikromilimetre çapındaki bu tür liflerde, uyarım 3-18 m/s hızında yayılır. Bunun nedeni, miyelinli sinir boyunca impuls iletiminin spazmodik olarak gerçekleşmesidir.

Bu durumda, aksiyon potansiyeli miyelinle kaplı sinir alanı boyunca ve Ranvier'in (sinirin açıkta kalan alanı) kesiştiği yerde "atlar", eksenel silindirin kılıfına geçer. sinir lifi. Miyelin kılıfı iyi bir yalıtkandır ve uyarımın paralel sinir liflerinin birleşme noktasına iletilmesini engeller.

Etli olmayan lifler - sempatik sinirlerin çoğunu oluşturur.

Miyelin kılıfları yoktur ve birbirlerinden nöroglial hücreler tarafından ayrılırlar.

Etli olmayan liflerde, yalıtkanların rolü hücreler tarafından oynanır. nöroglia(sinir destek dokusu). Schwann hücreleri - glial hücre türlerinden biridir. Diğer nöronlardan gelen uyarıları algılayan ve dönüştüren iç nöronlara ek olarak, doğrudan çevreden gelen etkileri algılayan nöronlar da vardır. reseptörler yürütme organlarını doğrudan etkileyen nöronların yanı sıra - efektörler,örneğin, kaslar veya bezler.

Bir nöron bir kas üzerinde hareket ediyorsa, buna motor nöron veya motor nöron. Nöroreseptörler arasında, patojen tipine bağlı olarak 5 tip hücre ayırt edilir:

— fotoreseptörler,ışığın etkisiyle heyecanlanan ve görme organlarının çalışmasını sağlayan,

— mekanoreseptörler, mekanik etkilere tepki veren reseptörler.

İşitme, denge organlarında bulunurlar. Dokunsal hücreler aynı zamanda mekanoreseptörlerdir. Bazı mekanoreseptörler kaslarda bulunur ve gerilme derecesini ölçer.

— kemoreseptörler -çeşitli kimyasalların varlığına veya konsantrasyonundaki değişikliğe seçici olarak tepki verir, koku ve tat organlarının çalışması bunlara dayanır,

— termoreseptörler, sıcaklıktaki veya seviyesindeki değişikliklere tepki - soğuk ve ısı alıcıları,

— elektroreseptörler mevcut dürtülere yanıt verir ve bazı balıklarda, amfibilerde ve ornitorenk gibi memelilerde bulunur.

Yukarıdakilere dayanarak, sinir sistemini inceleyen biyologlar arasında, sinir hücrelerinin sürekli olarak birbirine geçen uzun karmaşık ağlar oluşturduğuna dair bir görüş olduğunu belirtmek isterim.

Ancak, 1875'te, Pavia Üniversitesi'nde histoloji profesörü olan bir İtalyan bilim adamı, hücreleri boyamak için yeni bir yol buldu - gümüşleme. Yakındaki binlerce hücreden biri gümüşlendiğinde, yalnızca lekelenir - tek, ancak tüm süreçleriyle tamamen.

Golgi Yöntemi sinir hücrelerinin yapısının incelenmesine büyük katkıda bulundu. Kullanımı, beyindeki hücrelerin birbirine son derece yakın olmasına ve süreçleri karışık olmasına rağmen, her bir hücrenin net bir şekilde ayrıldığını göstermiştir. Yani beyin, diğer dokular gibi, ortak bir ağda birleşmeyen ayrı hücrelerden oluşur. Bu sonuç İspanyol bir histolog tarafından yapılmıştır. İTİBAREN.

Böylece hücresel teoriyi sinir sistemine genişleten Ramon y Cajal. Birleşik ağ kavramının reddedilmesi, sinir sisteminde nabız hücreden hücreye doğrudan elektriksel temas yoluyla değil, açıklık.

1931 yılında icat edilen elektron mikroskobu biyolojide ne zaman kullanılmaya başlandı? M. Knolem ve E. Ruska, bir boşluğun varlığına ilişkin bu fikirler doğrudan onay aldı.

SYNAPSE YAPISI VE FONKSİYONLARI:

Her çok hücreli organizma, hücrelerden oluşan her doku, hücreler arası etkileşimi sağlayan mekanizmalara ihtiyaç duyar.

Gelin nasıl yapıldığına bir göz atalım nöronlar arasıetkileşimler. Sinir hücresi bilgiyi formda taşır. aksiyon potansiyalleri. Akson terminallerinden uyarılmanın innerve edilen bir organa veya başka bir sinir hücresine aktarılması, hücreler arası yapısal oluşumlar yoluyla gerçekleşir - sinapslar(Yunancadan.

"Sinapsis" bağlantı, bağlantı). Sinaps kavramı bir İngiliz fizyolog tarafından tanıtıldı. Bölüm Sherrington 1897'de nöronlar arasındaki fonksiyonel teması belirtmek için. Unutulmamalıdır ki 1960'larda ONLARA.

Sechenov, hücreler arası iletişim olmadan en gergin temel sürecin bile kökenini açıklamanın imkansız olduğunu vurguladı. Sinir sistemi ne kadar karmaşıksa ve sinir beyin elemanlarının sayısı ne kadar fazlaysa, sinaptik temasların değeri o kadar önemli hale gelir.

Farklı sinaptik temaslar birbirinden farklıdır.

Bununla birlikte, tüm sinaps çeşitliliğinde, yapılarının ve işlevlerinin belirli ortak özellikleri vardır. Bu nedenle, önce işleyişinin genel ilkelerini açıklıyoruz.

Bir sinaps, presinaptik bir zardan (çoğunlukla bu bir aksonun terminal dallanmasıdır), bir postsinaptik zardan (çoğunlukla bu, vücut zarının bir bölümü veya başka bir nöronun bir dendritidir) oluşan karmaşık bir yapısal oluşumdur. sinaptik yarık.

Sinaptik bölgedeki sinyallerin iletiminin akson boyunca bir aksiyon potansiyeli iletme sürecinden keskin bir şekilde farklı olduğu açık olmasına rağmen, sinaps yoluyla iletim mekanizması uzun süre belirsiz kaldı.

Bununla birlikte, 20. yüzyılın başında, sinaptik iletimin gerçekleştiği veya gerçekleştiği yönünde bir hipotez formüle edildi. elektrik veya kimyasal yol. CNS'deki sinaptik iletimin elektrik teorisi 1950'lerin başına kadar kabul gördü, ancak kimyasal sinapsın bir dizi çalışmada gösterilmesinden sonra önemli ölçüde zemin kaybetti. periferik sinapslar.Örneğin, AV kibyakov, sinir ganglionu üzerinde bir deney ve ayrıca sinaptik potansiyellerin hücre içi kaydı için mikroelektrot teknolojisinin kullanılması

CNS nöronları, omuriliğin internöronal sinapslarındaki iletimin kimyasal doğası hakkında sonuca varılmasına yol açtı.

Son yıllarda yapılan mikroelektrot çalışmaları, belirli internöronal sinapslarda bir elektrik iletim mekanizmasının var olduğunu göstermiştir.

Hem kimyasal hem de elektriksel aktarım mekanizmasına sahip sinapsların olduğu artık anlaşılmıştır. Ayrıca bazı sinaptik yapılarda hem elektriksel hem de kimyasal iletim mekanizmaları birlikte işlev görür. karışık sinapslar.

Sinaps: yapı, işlevler

sinaps(Yunanca sinaps - dernek) sinir uyarılarının tek yönlü iletimini sağlar. Sinapslar, nöronlar arasında veya nöronlar ve diğer efektör hücreler (örneğin, kas ve salgı bezi) arasındaki fonksiyonel temas bölgeleridir.

İşlev sinaps Presinaptik hücre tarafından iletilen bir elektrik sinyalinin (impuls), postsinaptik hücre olarak bilinen başka bir hücreye etki eden kimyasal bir sinyale dönüştürülmesinden oluşur.

Çoğu sinaps, sinyal yayılım süreci sırasında nörotransmiterleri serbest bırakarak bilgi iletir.

nörotransmiterler- Bunlar, bir reseptör proteinine bağlanarak, iyon kanallarını açan veya kapatan veya ikinci aracının kaskadlarını tetikleyen kimyasal bileşiklerdir. Nöromodülatörler, sinapslar üzerinde doğrudan hareket etmeyen, ancak bir nöronun sinaptik uyarıma veya sinaptik inhibisyona duyarlılığını değiştiren (değiştiren) kimyasal habercilerdir.

Bazı nöromodülatörler nöropeptidler veya steroidlerdir ve sinir dokusunda üretilirler, diğerleri ise kanda dolaşan steroidlerdir. Sinapsın kendisi, bir sinyal getiren bir akson terminali (presinaptik terminal), yeni bir sinyalin üretildiği başka bir hücrenin yüzeyinde bir yer (postsinaptik terminal) ve dar bir hücreler arası boşluk - sinaptik yarık içerir.

Akson sonlanırsa hücre gövdesi üzerinde, bu bir aksosomatik sinapstır, eğer bir dendrit üzerinde bitiyorsa, o zaman böyle bir sinaps aksodendritik olarak bilinir ve bir akson üzerinde bir sinaps oluşturursa, bir aksoaksonal sinapstır.

Çoğu sinapslar- kimyasal sinapslar, kimyasal aracılar kullandıkları için, ancak bireysel sinapslar, sinaps öncesi ve sonrası zarlara nüfuz eden boşluk bağlantılarından iyonik sinyalleri iletir, böylece nöronal sinyallerin doğrudan iletimini sağlar.

Bu tür temaslar elektrik sinapsları olarak bilinir.
presinaptik terminal her zaman nörotransmiterler ve çok sayıda mitokondri içeren sinaptik veziküller içerir.

nörotransmiterler genellikle hücre gövdesinde sentezlenir; ayrıca sinapsın presinaptik kısmında veziküllerde depolanırlar. Sinir impulsu iletimi sırasında, ekzositoz olarak bilinen bir süreçle sinaptik yarığa salınırlar.

5. Sinapslarda bilgi aktarım mekanizması

Endositoz, sinaptik veziküllerin ekzositozu sonucunda presinaptik kısımda biriken fazla zarın geri dönüşünü destekler.

iade zar Presinaptik bölmenin agranüler endoplazmik retikulumu (aER) ile birleşir ve yeni sinaptik veziküller oluşturmak için yeniden kullanılır.

Bazı nörotransmiterler aksonal taşıma mekanizması tarafından iletilen enzimler ve öncüler kullanılarak presinaptik bölmede sentezlenir.

İlk açıklanan nörotransmiterler asetilkolin ve norepinefrin idi. Norepinefrin salgılayan akson terminali şekilde gösterilmiştir.

Çoğu nörotransmiter, aminler, amino asitler veya küçük peptitlerdir (nöropeptitler). Nitrik oksit gibi bazı inorganik maddeler de nörotransmitter olarak işlev görebilir. Nörotransmiterlerin rolünü oynayan bireysel peptitler, vücudun diğer bölümlerinde, örneğin sindirim sisteminde hormonlar olarak kullanılır.

Nöropeptitler, acı, zevk, açlık, susuzluk ve cinsel dürtü gibi duyu ve dürtülerin düzenlenmesinde çok önemlidir.

Kimyasal bir sinapsta sinyal iletimi sırasındaki olayların sırası

İletim sırasında meydana gelen olaylar sinyal kimyasal bir sinaps içinde şekilde gösterilmiştir.

Hücre zarı boyunca hızla (milisaniyeler içinde) hareket eden sinir uyarıları, hücre zarı boyunca yayılan patlayıcı elektriksel aktiviteye (depolarizasyon) neden olur.

Bu tür uyarılar, sinaptik vezikül ekzositozunu tetikleyen bir kalsiyum akışı sağlayarak presinaptik bölgede kalsiyum kanallarını kısaca açar.

Ekzopitoz alanlarında, nörotransmiterler Postsinaptik bölgede bulunan reseptörlerle reaksiyona girerek, postsinaptik zarın geçici elektriksel aktivitesine (depolarizasyon) neden olur.

Bu tür sinapslar, uyarıcı olarak bilinir çünkü aktiviteleri, postsinaptik hücre zarındaki uyarıları teşvik eder. Bazı sinapslarda, nörotransmitterin etkileşimi - reseptör ters etkiye sahiptir - hiperpolarizasyon meydana gelir ve sinir impulsunun iletimi olmaz. Bu sinapslar inhibitör sinapslar olarak bilinir. Böylece, sinapslar, uyarıların iletimini arttırabilir veya engelleyebilir, böylece sinir aktivitesini düzenleyebilirler.

Kullanım sonrası nörotransmiterler Presinaptik membran üzerindeki spesifik reseptörlerin aracılık ettiği enzimatik bozunma, difüzyon veya endositoz ile hızla uzaklaştırılır. Nörotransmitterlerin bu şekilde uzaklaştırılması, postsinaptik nöronun istenmeyen uzun süreli uyarılmasını engellediği için önemli fonksiyonel öneme sahiptir.

Eğitim videosu - sinapsın yapısı

1. Bir sinir hücresinin gövdesi - bir nöron: yapı, histoloji
2. Sinir hücrelerinin dendritleri: yapı, histoloji
3. Sinir hücrelerinin aksonları: yapı, histoloji
4. Sinir hücrelerinin zar potansiyelleri.

   fizyoloji

5. Sinaps: yapı, işlevler
6. Gliyal hücreler: oligodendrositler, Schwann hücreleri, astrositler, ependimal hücreler
7. Mikroglia: yapı, histoloji
8. Merkezi sinir sistemi (CNS): yapı, histoloji
9. Menenjlerin histolojisi. Yapı
10. Kan-beyin bariyeri: yapı, histoloji

Sinapsın yapısı Aksosomatik bir sinaps örneğinde sinapsın yapısını ele alalım. Sinaps üç bölümden oluşur: presinaptik sonlanma, sinaptik yarık ve postsinaptik zar (Şek. 9). Presinaptik son (sinaptik plak) akson terminalinin uzatılmış bir parçasıdır. Sinaptik yarık, temas halinde olan iki nöron arasındaki boşluktur. Sinaptik yarık çapı 10 - 20 nm'dir. Sinaptik yarığa bakan presinaptik sonun zarına presinaptik zar denir. Sinapsın üçüncü kısmı, presinaptik zarın karşısında bulunan postsinaptik zardır. Presinaptik son, veziküller (veziküller) ve mitokondri ile doldurulur. Veziküller biyolojik olarak aktif maddeler içerir - aracılar. Mediatörler somada sentezlenir ve mikrotübüller yoluyla presinaptik sona taşınır. Çoğu zaman, adrenalin, noradrenalin, asetilkolin, serotonin, gama-aminobütirik asit (GABA), glisin ve diğerleri aracı görevi görür. Genellikle sinaps, aracılardan birini diğer aracılara kıyasla daha fazla miktarda içerir. Arabulucu türüne göre, sinapsları belirlemek gelenekseldir: adrenoerjik, kolinerjik, serotonerjik, vb. Postsinaptik zarın bileşimi, özel protein moleküllerini içerir - aracı moleküllerini bağlayabilen reseptörler. Sinaptik yarık, nörotransmiterlerin yok edilmesine katkıda bulunan enzimler içeren hücreler arası sıvı ile doldurulur. Bir postsinaptik nöronda, bazıları uyarıcı ve bazıları engelleyici olan 20.000'e kadar sinaps olabilir. Nöronların etkileşimine aracıların katıldığı kimyasal sinapslara ek olarak, sinir sisteminde elektriksel sinapslar da vardır. Elektrik sinapslarında, iki nöronun etkileşimi biyoakımlar aracılığıyla gerçekleştirilir. kimyasal sinaps PD sinir lifi (AP - aksiyon potansiyeli) hangi zar reseptörleri Pirinç. 9. Sinaps yapısının şeması. Merkezi sinir sistemine kimyasal sinapslar hakimdir. Bazı nöronlar arası sinapslarda, elektriksel ve kimyasal iletim aynı anda gerçekleşir - bu, karışık bir sinaps türüdür. Uyarıcı ve engelleyici sinapsların, postsinaptik nöronun uyarılabilirliği üzerindeki etkisi özetlenir ve etki, sinapsın konumuna bağlıdır. Sinapslar aksonal tepeciğe ne kadar yakınsa, o kadar verimlidirler. Aksine, sinapslar aksonal tepecikten ne kadar uzağa yerleştirilirse (örneğin, dendritlerin sonunda), o kadar az etkilidirler. Böylece, soma ve aksonal tepecik üzerinde bulunan sinapslar, nöron uyarılabilirliğini hızlı ve verimli bir şekilde etkilerken, uzak sinapsların etkisi yavaş ve pürüzsüzdür. Ampmsch iipinl sistemi Nöral ağlar Sinaptik bağlantılar sayesinde, nöronlar işlevsel birimler halinde birleştirilir - sinir ağları. Sinir ağları, kısa mesafede bulunan nöronlar tarafından oluşturulabilir. Böyle bir sinir ağına yerel denir. Ayrıca beynin farklı bölgelerinden birbirinden uzak nöronlar bir ağda birleştirilebilir. Nöron bağlantılarının en üst düzeyde organizasyonu, merkezi sinir sisteminin çeşitli alanlarının bağlantısını yansıtır. Böyle bir sinir ağına yol veya sistem denir. İniş ve çıkış yolları var. Bilgi, beynin altında yatan alanlardan üstteki alanlara (örneğin, omurilikten serebral kortekse) yükselen yollar boyunca iletilir. İnen yollar, serebral korteksi omuriliğe bağlar. En karmaşık ağlara dağıtım sistemleri denir. Vücudun bir bütün olarak katıldığı davranışı kontrol eden beynin farklı bölümlerindeki nöronlar tarafından oluşturulurlar. Bazı sinir ağları, sınırlı sayıda nöron üzerinde impulsların yakınsamasını (yakınlaşmasını) sağlar. Sinir ağları da diverjansın (divergence) türüne göre kurulabilir. Bu tür ağlar, bilginin önemli mesafeler üzerinden iletilmesine neden olur. Ek olarak, sinir ağları çeşitli bilgi türlerinin entegrasyonunu (toplama veya genelleştirme) sağlar (Şekil 10).