Синапс – это морфофункциональное образование ЦНС, которое обеспечивает передачу сигнала с нейрона на другой нейрон или на эффекторную клетку (мышечную, секреторную). Синапс включает три компонента: пресинаптическая мембрана, постсинаптическая мембрана и синаптическая щель, т. е. содержит элементы и первого и второго контактирующих нейронов.

По локализации синапсы делятся на центральные и периферические. Центральные подразделяются на аксо-аксональные, аксо-дендрические, аксо-соматические, дендро-дендрические и т. д.; по развитию в онтогенезе различают стабильные и динамические синапсы, по конечному эффекту – тормозные и возбуждающие. По механизму передачи сигнала синапсы бывают электрические, химические и смешанные.

Строение синапса

Электрический синапс представляет собой щелевидное образование с ионными мостиками-каналами между двумя контактирующими клетками. При наличии ПД ток почти беспрепятственно перескакивает через щелевидный контакт и индуцирует генерацию ПД в другой клетке, таким образом происходит быстрая передача возбуждения. Но электрические синапсы в основном обладают двусторонней проводимостью. Кроме того с их помощью нельзя заставить эффекторную клетку тормозить свою активность. С другой стороны, передача сигнала происходит почти без синаптической задержки и почти без утечки токов через внеклеточную среду. Электрические синапсы широко распространены в нервной системе беспозвоночных и низших позвоночных. В стволе мозга млекопитающих они имеются в ядрах тройничного нерва и некоторых других ядрах ствола.

Химические синапсы передачу нервного сигнала осуществляют с помощью химических веществ – медиаторов, которые содержатся в синаптических визикулах. Химические синапсы классифицируют по природе медиатора, который они используют: холинэргические (ацетилхолин), адренергические (адреналин), дофаминергические (дофамин) и др.

Классификация синапсов

1. По расположению: центральные: аксосоматические; аксоаксональные; аксодендритные; дендросоматические; дендроаксональные; дендродендритные; соматосоматические; периферические: мионевральные; нейроэпителиальные; синапсы вегетативных ганглиев.

2. Физиологическая классификация - в основе процесс, возникающий на иннервируемой клетке: возбуждающие (деполяризующие) - на иннервируемом органе возникает возбуждение в виде возбуждающего постсинаптического потенциала; тормозные (гиперполяризующие) - на клетке возникает тормозной постсинаптический потенциал.

3. По способу передачи возбуждения через синапс: электрические - с помощью электрического тока, расстояние между нервными волокнами и клетками очень мало; химические - с помощью химических веществ, расстояние между волокном и клеткой - больше. Химические вещества - трансмиттеры (медиаторы). Таких синапсов - большинство.

4. В зависимости от медиатора химические синапсы подразделяются на: холинэргические; адренэргические; гистаминэргические; ГАМК-эргические.

Свойства нервных центров

Нервные центры имеют ряд общих свойств, что во многом определяется структурой и функцией синаптических образований.

1. Одностороннее проведение возбуждения. В ЦНС – в ее нервных центрах, внутри рефлекторной дуги и нейронных цепей возбуждение, как правило, идет в одном направлении – от пресинаптической мембраны к постсинаптической, т. е. вдоль рефлекторной дуги от афферентного нейрона к эфферентному. Это свойство связано со свойствами синапсов.

2. Замедление проведения возбуждения в нервных центрах, или центральная задержка. Замедление проведения возбуждения по нервным центрам получило название центральной задержки. Она обусловлена медленным проведением нервных импульсов через синапсы, так как затрачивается время на следующие выделения медиатора из пресинаптических везикул, выброс его в синаптическую щель и генерация возбуждающего постсинаптического потенциала (ВПСП).

3. Суммация возбуждения и суммация торможения. Принято выделять два вида суммации – временную и пространственную. Временная, или последовательная, суммация проявляется в том, что в области постсинаптической мембраны происходит суммация следов возбуждения во времени, т. е. на нейроне в области его аксонного холмика происходит интеграция событий, разыгрывающихся на отдельных участках мембраны нейрона на определенном отрезке времени. Пространственная суммация возбуждения проявляется в суммировании на аксонном холмике нейрона постсинаптических потенциалов, которые возникают одновременно в различных точках этого нейрона в ответ на приходящие от других нейронов потенциалы действия. Даже если каждый из нейронов в отдельности вызывает лишь подпороговые ВПСП, при синхроннном их появлении они будут способны довести мембранный потенциал в области аксонного холмика нейрона до критического уровня деполяризации и тем самым вызывать возбуждение нейрона. Все сказанное в полной мере относится и к явлению суммации торможения.

4. Явление окклюзии (или закупорки) отражает эффект взаимодействия между собой двух импульсных потоков, при котором имеет место взаимное угнетение рефлекторных реакций. Суммарная ответная реакция (рефлекс), вызываемая одновременным воздействием двух потоков, меньше, чем сумма двух реакций, возникающих при действии каждого из этих двух потоков в отдельности. Согласно Ч. Шеррингтону, явление окклюзии объясняется перекрытием синаптических полей, образуемых афферентными звеньями двух взаимодействующих рефлексов.

5. Явление облегчения, которое по своему внешнему проявлению противоположно окклюзии. 0но проявляется в том, что при совместном раздражениим рецептивных полей двух рефлексов наблюдается усиление реакций организма на действие двух раздражителей одновременно.

6. Трансформация ритма возбуждения. Это одно из свойств нейрона как компонента нейронной цепи, которое обнаруживается в процессе проведения возбуждения по нейронным цепям. Трансформация ритма возбуждения заключается в способности нейрона изменять ритм приходящих импульсов. Она проявляется и в противоположном феномене – частота приходящих к нейрону импульсов выше, чем частота генерации ПД при ответе нейрона на эти импульсы.

7. Последействие. Это одно из свойств, характерных для нейронных цепей. Оно заключается в том, что реакция нейрона (в виде генерации одиночных ПД или пачек ПД) на приходящий к нему импульс продолжается длительное время. В основе этого удивительного эффекта, как предполагают, лежат два механизма. Первый связан с наличием длительного ВПСП, возникающего в ответ на приходящий к нейрону импульс (подобная ситуация характерна и для явления трансформации ритма возбуждения). Нередко это явление называется фасилитацией (облегчение). Второй механизм связан с наличием в ЦНС своеобразных "ловушек возбуждения", по которым происходит длительная (в течение нескольких минут или нескольких часов) циркуляция потока импульсов, называемая реверберацией нервных импульсов.

8. Высокая утомляемость нервных центров. Это свойство характерно для нейронных цепей, в том числе для рефлекторных дуг. С одной стороны, оно проявляется в том, что в нейронных цепях, как и в других многозвеньевых системах, может развиваться утомление, которое проявляется в постепенном снижении (вплоть до полного прекращения) рефлекторного ответа при продолжительном раздражении афферентных нейронов.

9. Тонус нервных центров. Для многих нейронных объединений, или нервных центров, характерна фоновая активность, т. е. генерация нервных импульсов с определенной частотой на протяжении длительного времени. Такая активность обусловлена не наличием в составе данного объединения нейрона-пейсмкера (фоновоактивного нейрона), а постоянным возбуждением афферентного нейрона благодаря непрерывному раздражению сенсорных рецепторов. Тонус нервных центров обеспечивает постоянную импульсацию к соответствующим периферическим системам, а также постоянное межцентральное взаимодействие.

10. Пластичность нервных центров – это их способность к перестройке функциональных свойств и, в определенной степени, функций под влиянием длительных внешних воздействий или при очаговых повреждениях мозга. Посттравматическая пластичность нейронных объединений выполняет компенсаторную (восстановительную) функцию, а пластичность, вызванная длительным афферентным раздражением, – приспособительную функцию. Например, для процесса обучения пластичность нейронных объединений является необходимым условием, т. е. его рабочим механизмом. В целом благодаря свойству пластичности нервный центр может существенно модифицировать течение рефлекторных реакций. Основным фундаментом, позволяющим реализовать свойство пластичности, очевидно, следует считать наличие у каждого нейрона в отдельности огромного числа синаптических связей, а также возможность изменения синтетических процессов внутри каждого нейрона.

Строение спинного мозга

Спинной мозг лежит в позвоночном канале и представляет собой тяж длиной 41-45 см (у взрослого человека среднего рос­та). Он начинается на уровне нижнего края большого затылоч­ного отверстия, где выше расположен головной мозг. Нижняя часть спинного мозга сужается в виде конуса спинного мозга. Вначале, на втором месяце внутриутробной жизни, спинной мозг занимает весь позвоночный канал, а затем вследствие более бы­строго роста позвоночника отстает в росте и перемещается вверх.

Ниже уровня окончания спинного мозга находится терминаль­ная нить, окруженная корешками спинномозговых нервов и обо­лочками спинного мозга (рис. 6.1).

Спинной мозг имеет два утолщения: шейное и поясничное. В этих утолщениях находятся скопления нейронов, иннервирующих конечности, и из этих утолщений выходят нервы, идущие к рукам и ногам. В поясничном отделе корешки идут параллель­но концевой нити и образуют пучок, носящий название конско­го хвоста.

Передней срединной щелью и задней срединной бороздкой спинной мозг делится на две симметричные половины. Эти поло­вины, в свою очередь, имеют по две слабовыраженные продоль­ные борозды, из которых выходят передние и задние корешки, формирующие затем спинномозговые нервы. Благодаря нали­чию борозд каждая из половин спинного мозга разделена на три продольных тяжа, называемых канатиками: передний, боковой и задний. Между передней срединной щелью и переднебоковой бороздой (местом выхода передних корешков спинного мозга) с каждой стороны находится передний канатик. Между переднебоковой и заднебоковой бороздами (вход задних корешков) на поверхности правой и левой сторон спинного мозга формирует­ся боковой канатик. Позади заднебоковой борозды, по бокам от задней срединной борозды, находится задний канатик спинного мозга (рис. 6.2).

Передний корешок образован аксонами двигательных (мотор­ных) нейронов. По нему нервные импульсы направляются от спинного мозга к органам. Именно поэтому он «выходит». Задний корешок, чувствительный, образован совокупностью аксонов псевдоуниполярных нейронов, чьи тела образуют спинномозго­вой узел, располагающийся в позвоночном канале за пределами ЦНС. По этому корешку в спинной мозг поступает информация от внутренних органов. Поэтому этот корешок «входит». На про­тяжении спинного мозга с каждой стороны имеется 31 пара ко­решков, образующих 31 пару спинномозговых нервов.

Участок спинного мозга, соответствующий двум парам кореш­ков спинномозговых нервов (двум передним и двум задним, по одному с каждой стороны), называют сегментом спинного мозга. Различают 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 копчиковый сегмент (всего 31 сегмент).

Введение

Классификация синапсов

(по: http://medlec.org/lek-68611.html)

(по: http://medlec.org/lek-68611.html)

Заключение

В работе была рассмотрена структурно-функциональная характеристика синапсов.

Показано, что синапсы классифицируются: по виду соединяемых клеток, по эффекту, по способу передачи сигналов, в зависимости от местоположения в ЦНС.

Были изучены механизмы передачи возбуждения в синапсах различных видов, в частности химических и электрических.

Установлено, что химические синапсы характеризуются односторонним проведением возбуждения, замедленным распространением возбуждения в ЦНС, низкой лабильностью, утомляемостью и их действие легко блокируется фармакологическими препаратами.

В свою очередь, электрические синапсы проводят сигнал в обе стороны без синаптической задержки, имеют низкую чувствительность к фармакологическим препаратам, обладают практической неутомляемостью.

В работе были приведены характеристики медиаторов и рецепторов синапсов ЦНС, их роль в организме.

Список используемой литературы

1. Ашмарин, И.П. Биохимия мозга: Учеб. пособие / И. П. Ашмарин, П.В. Стукалова, Н.Д. Ещенко. – СПб., 1999. – 432с.

2. Курепина, М.М. Анатомия человека: Учебник для биологических факультетов педагогических институтов / М.М. Курепина, Г.Г. Воккен. – М.: Просвещение, 1979. – 304с.

3. Волкова, О.В. Эмбриональный гистогенез и постнатальное развитие органов человека / О.В. Волкова. – М., 1983. – 123с.

4. Сергеев, П.В. Рецепторы физиологически активных веществ / П.В. Сергеев, Н.Л. Шимановский, В.И. Петров. – М.; 1999.

5. Бабский, Е.Б. Физиология человека: учебник для медицинских институтов / Е.Б. Бабский, В.Д. Глебовский, А.Б. Коган. – Москва: Альянс, 2015. – 560 с.

6. Самко, Ю.Н. Физиология [Электронный ресурс]: Учебное пособие / Ю.Н. Самко. – М.: НИЦ ИНФРА-М, 2014. – 144 с.

7. Ткаченко, Б.И. Основы физиологии человека / Б.И. Ткаченко – СПб.,1994. 114с.

8. Батуев, А. С. Физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем: учебник / А. С. Батуев. - СПб.: Питер, 2009. - 317 с.

9. Данилова, Н. Н. Психофизиология: Учебник / Н. Н. Данилова. - М.: Аспект Пресс, 2000. - 373с.

10. Караулова, Л. К. Физиология: учебное пособие / Л. К. Караулова, Н. А. Красноперова, М. М. Расулов. - М.: Академия, 2009. - 384 с.

11. Семенов, Э. В. Физиология и анатомия: учебное пособие / Э. В. Семенов. - М.: Джангар, 2005. - 480 с.

12. Смирнов, В. М. Физиология центральной нервной системы: учебное пособие / В. М. Смирнов, В. Н. Яковлев. - М. : Академия, 2002. - 352с.

13. Смирнов, В. М. Физиология человека: учебник / В. М. Смирнова. - М. : Медицина, 2002. - 608с.

14. Россолимо, Т. Е. Физиология высшей нервной деятельности: хрестоматия: учебное пособие / Т. Е. Россолимо, И. А. Москвина - Тарханова, Л. Б. Рыбалов. - М.; Воронеж: МПСИ: МОДЭК, 2007. - 336 с.

15. Белов, А.Ф., ред. Системный подход в изучении интегративной деятельности мозга научн. труды / А.Ф. Белов. РМИ. - Т.71. - Рязань, 1980. - 98 с.

16. Ноздрачев, А.Д. . Общий курс физиологии человека и животных: учебник / А.Д. Ноздрачев. - М.: Высшая школа, 1991, т. 1, 528 е.; т. 2, 528 с.

Введение………………………………………………………………………..…….2

Глава 1. Классификация синапсов и их характеристика …………………………3

1.1. Классификация синапсов…………………………………………………..

1.2. Структурно-функциональная характеристика синапсов………………….

Глава 2. Механизм синаптической передачи и ее регуляции ………..……5

Глава 3. Проведение возбуждения в синапсах ………………………….……….11

3.1. Проведение возбуждения в химических синапсах………………….……….11

3.2. Проведение возбуждения в электрических синапсах …………………….….1

Глава 4. Медиаторы и рецепторы синапсов ЦНС ……………….……………...15

Глава 5. Особенности физиологии синапсов у детей……………………………

Заключение……………………………………………………………………….…23

Список используемой литературы…………………………………………...……24

Введение

В нервной ткани имеются различные формы межклеточных контактов, среди которых главное место по функциональной значимости занимают синапсы. Основной функцией межклеточных контактов является их системообразующая роль, т.е. функция интеграции клеток в более сложные системы (тканевые, органные), что обеспечивается передачей от клетки к клетке различных сигналов (Семенов, 2005).

Синапс (греч. synapsis - соединение) - специализированная структура, обеспечивающая передачу возбуждающих или тормозных влияний между двумя возбудимыми клетками. Через синапс наряду с прямым влиянием на возбудимость иннервируемой клетки осуществляется и более медленное трофическое влияние, приводящее к изменению метаболизма иннервируемой клетки, ее структуры и функции. Понятие синапс как тип межклеточного соединения, при котором осуществляется перенос нервной информации, ввел в науку Ч. Шеррингтон (1897). По данным современной нейрофизиологии, в области синапсов происходят важнейшие процессы регуляции нейронной активности. Большое значение имеют синапсы в образовании условных связей, памяти, формировании пластичности нервных центров. Синапсы являются ареной деятельности многих лекарств, механизмов заболевания и выздоровления (Коробков, 1980).

Цель данной работы изучить механизмы передачи возбуждения в синапсах различных видов. Для достижения этой цели был поставлен ряд задач: рассмотреть структурно-функциональную характеристику синапсов, выявить роль медиаторов и рецепторов синапсов ЦНС.

Глава 1. Классификация синапсов и их характеристика

Классификация синапсов

Имеется несколько критериев, согласно которым классифицируются синапсы.

По виду соединяемых клеток синапсы можно разделить на межнейронные, нейроэффекторные и нейрорецепторные. Межнейронные синапсы находятся в ЦНС и вегетативных ганглиях. Нейроэффекторные (нейромышечные и ней-росекреторные) синапсы соединяют эфферентные нейроны соматической и вегетативной нервной системы с исполнительными клетками - поперечнополосатыми и гладкими миоцитами, секреторными клетками. К нейрорецепторным синапсам относят контакты во вторичных рецепторах между рецепторной клеткой и дендритом афферентного нейрона (Ашмарин,1999).

По развитию в онтогенезе: стабильные (например, синапсы дуг безусловного рефлекса) и динамичные, появляющиеся в процессе индивидуального развития.

По эффекту синапсы делят на возбуждающие, т.е. запускающие генерацию потенциала действия, и тормозные, препятствующие возникновению потенциала действия.

По способу передачи сигнала синапсы делят на химические, электрические и смешанные.

Химические синапсы являются специфическим межклеточным контактом для нервной системы. В них передача влияния на постсинаптическую клетку осуществляется с помощью химического посредника - медиатора. Этот тип синапсов преобладает в нервной системе человека и высших позвоночных, пример химического синапса проиллюстрирован на рисунке 1.

Рисунок 1. Строение химического синапса

(по: http://medlec.org/lek-68611.html)

В электрических синапсах потенциалы действия непосредственно (электротонически) передаются на постсинаптическую клетку. Эти синапсы являются разновидностью щелевых межклеточных контактов (высокопроводимые контакты), которые встречаются и в других тканях (например, нексусы в миокарде и гладкомышечной ткани). Электрические синапсы немногочисленны в нервной системе млекопитающих, особенно в постнатальном периоде. Пример строения электрического синапса представлен на рисунке 2.

Рисунок 2. Строение электрического синапса

(по: http://medlec.org/lek-68611.html)

Обнаружены также смешанные синапсы, в которых наряду с химической передачей имеются участки с электротоническим механизмом передачи (например, в реснитчатом ганглии птиц, спинном мозге лягушки).

По природе медиатора химические синапсы делят на холинергические (медиатор - ацетилхолин), адренергические (норадреналин), дофаминергические (дофамин), ГАМКергические (у-аминомасляная кислота), глутаматергические (глутамат), аспартатергические (аспартат), пептидергичес-кие (пептиды), пуринергические (Волкова, 1983).

В зависимости от локализации окончаний терминальных веточек аксона, межнейрональные синапсы различают: аксо-дендритические, аксо-соматические, аксо-аксональные, пример представлен на рисунке 3.

Рисунок 3. Классификация синапсов в зависимости от локализации окончаний терминальных веточек аксона.

(по: http://medlec.org/lek-68611.html)

Классификация синапсов

1. По локализации : центральные (ЦНС) и периферические (нервно-мышечные, нейросекреторные синапсы вегетативной НС).

2. По развитию в онтогенезе : стабильные (безусловный рефлекс) и динамические (условный рефлекс) синапсы.

3. По конечному эффекту : тормозные и возбуждающие.

4. По механизму передачи сигнала : электрические, химические и смешанные.

Химические синапсы делят:

а). по форме контакта : терминальные (колбообразное соединение) и переходящие (варикозное расширение аксона).

б). по природе медиатора : холинергические (медиатор ацетилхолин), адренергические (норадреналин), дофаминергические (дофамин), ГАМК-ергические (ГАМК), глициергические (глицин), глутаматергические (глутамат), аспартатергические (аспартат), пептидергические (пептиды), пуринергические (АТФ).

Электрические синапсы осуществляют передачу сигнала путем прямого прохождения потенциалов действия. Электрические синапсы сравнительно редки, их роль в ЦНС пока неясна. Передача сигнала между нейронами идет через щелевые контакты (щель около 2нм) с ионными мостиками-каналами. В противоположность химическому синапсу, сигнал через электрический синапс передается быстро и сразу в два направления.

Химический синапс осуществляет передачу сигнала с помощью специальных молекул – нейромедиаторов.

Нейромедиатор - это соединение, которое синтезируется и запасается в нейроне, высвобождается при проведении нервного импульса и специфически связывается постсинаптической мембраной, где оно активирует или ингибирует постсинаптическую клетку посредством деполяризации и гиперполяризации.

Химический синапс состоит 1). из пресинаптического элемента, который ограничен пресинаптической мембраной. Пресинаптический элемент содержит митохондрии и особые пузырьки – синаптические везикулы, в которых хранится медиатор; 2). постсинаптического элемента, который ограничен постсинаптической мембраной. Постсинаптическая мембрана содержит рецепторы к медиатору; 3). внесинаптической области; 4). синаптической щели (толщина 50 нм), заполненной базальной мембраной.

Электрические сигналы нервных клеток могут быть разделены на два основных класса. Во-первых, это локальные градуальные потенциалы, которые вызываются такими внешними стимулами, как свет, падающий на фоторецепторы глаза, звуковая волна, деформирующая волосковые клетки уха, или прикосновение, механически смещающее отросток сенсорной клетки в коже. Сходны по характеристикам, но существенно отличаются по происхождению сигналы, генерируемые в синапсах - соединениях между клетками, Все эти сигналы градуальны и привязаны к месту возникновения, а их распространение зависит от пассивных характеристик нервных клеток.

Потенциалы действия составляют вторую основную категорию Потенциалы действия вызываются локальными градуальными потенциалами. В отличие от локальных потенциалов, они быстро распространяются на большие расстояния - например, от глаза до высших центров по волокнам ганглиозных клеток, составляющих оптический нерв, или от моторных клеток в спинном мозге к мышцам ноги. Второе отличие потенциалов действия состоит в том, что они фиксированы по амплитуде и длительности, как точки в азбуке Морзе. Крайне существенно понимать, что потенциалы действия, путешествующие по волокнам оптического нерва не являются эпифеноменами, присутствующими лишь в наших представлениях о работе мозга. Они являются единственной формой сигнализации, которая снабжает мозг информацией о внешнем мире.

Передача сигнала от сетчатки может быть представлена следующей упрощенной схемой:

Важным свойством электрических сигналов является то, что они фактически идентичны во всех нервных клетках организма независимо от того, запускают ли они движение, передают ли информацию о цветах, формах или болезненных стимулах, или соединяют различные области мозга. Вторым важным свойством сигналов является то, что они настолько одинаковы у разных животных, что даже умудренный опытом исследователь не способен точно отличить запись потенциала действия от нервного волокна кита, мыши, обезьяны или профессора. В этом смысле потенциалы действия могут считаться стереотипными единицами. Они являются универсальным эталоном для обмена информацией во всех исследованных нервных системах. В мозге не типы сигналов, а огромное количество клеток (от 10 10 до 10 12 нейронов) и разнообразие связей обеспечивают сложность выполняемых задач.

Эта идея была высказана в 1868 году немецким физиком и биологом Германом фон Гельмгольцем. Беря за основу гипотетические принципы, задолго до обнаружения известных сейчас фактов, он писал: "Нервные волокна часто сравнивают с телеграфными проводами, пересекающими местность, и это сравнение хорошо приспособлено для иллюстрации удивительных и важных особенностей их образа действия. В телеграфной сети везде мы обнаруживаем те же медные или стальные провода, несущие только один вид движения, поток электричества, но вызывающие самые разные результаты на разных станциях в соответствии с дополнительной аппаратурой, с которой провода соединены. На одной станции эффект состоит в звонке колокольчика, на другой сигнал просто передается дальше, на третьей вступает в работу записывающий аппарат….Говоря коротко, каждое из… различных действий, вызываемых электричеством, может быть вызвано и передана проводом в любую необходимую точку. При этом в проводе происходит один и тот же процесс, приводящий к самым разным последствиям….Та разница, которую мы видим при возбуждении различных нервов, заключается только в рознице самих органов, к которым присоединен нерв и которым передается состояние возбуждения".

Нервный импульс (спайк) – процесс распространения возбуждения по аксону от тела клетки (аксонного холмика) до окончания аксона. Это основная единица информации, передаваемая по волокну, поэтому модель генерации и распространения нервных импульсов (НИ) - одна из важнейших в теории НС.
Импульсы по волокну передаются в виде скачков потенциала внутриклеточной среды по отношению к внешней среде, окружающей клетку. Скорость передачи – от 1 до 100 м/с. Для миелинизированных волокон скорость передачи примерно в 5 – 10 раз выше, чем для немиелинизированных.
При распространении форма спайка не меняется. Импульсы не затухают. Форма спайка фиксирована, определяется свойствами волокна и не зависит от того, каким способом создан импульс троение и классификация синапсов

15.Синапс: строение, классификация, синаптические токи, процесс передачи импульса

Строение и классификация синапсов

Синапс – это морфофункциональное образование ЦНС, которое обеспечивает передачу сигнала с нейрона на другой нейрон или на эффекторную клетку (мышечную, секреторную). Синапс включает три компонента: пресинаптическая мембрана, постсинаптическая мембрана и синаптическая щель, т. е. содержит элементы и первого и второго контактирующих нейронов.

По локализации синапсы делятся на центральные и периферические. Центральные подразделяются на аксо-аксональные, аксо-дендрические, аксо-соматические, дендро-дендрические и т. д.; по развитию в онтогенезе различают стабильные и динамические синапсы, по конечному эффекту – тормозные и возбуждающие. По механизму передачи сигнала синапсы бывают электрические, химические и смешанные.

Строение синапса

Электрический синапс представляет собой щелевидное образование с ионными мостиками-каналами между двумя контактирующими клетками. При наличии ПД ток почти беспрепятственно перескакивает через щелевидный контакт и индуцирует генерацию ПД в другой клетке, таким образом происходит быстрая передача возбуждения. Но электрические синапсы в основном обладают двусторонней проводимостью. Кроме того с их помощью нельзя заставить эффекторную клетку тормозить свою активность. С другой стороны, передача сигнала происходит почти без синаптической задержки и почти без утечки токов через внеклеточную среду. Электрические синапсы широко распространены в нервной системе беспозвоночных и низших позвоночных. В стволе мозга млекопитающих они имеются в ядрах тройничного нерва и некоторых других ядрах ствола.

Химические синапсы передачу нервного сигнала осуществляют с помощью химических веществ – медиаторов, которые содержатся в синаптических визикулах. Химические синапсы классифицируют по природе медиатора, который они используют: холинэргические (ацетилхолин), адренергические (адреналин), дофаминергические (дофамин) и др.

ФИЗИОЛОГИЯ ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЕЙ

Лекция 2

СИНАПСЫ.

Синапсами называют контакты, которые устанавливают нейроны как самостоятельные образования. Выделено несколько свойств синапсов:

1. Обеспечивают функциональные контакты между нервом и органом.

2. Способствуют упорядоченной деятельности ЦНС.

3. Обладают пластичностью (количество импульсов, проходящих через синапс может изменяться, что имеет важное функциональное значение).

4. Участвуют в формировании памяти.

5. Являются местом действии блокаторов, психомиметиков.

СТРОЕНИЕ СИНАПСА .

Нервное волокно, подходя к клетке, образует утолщение, которое контактирует с клеткой. Этот участок называется пресинаптической мембраной. Противоположная мембрана называется постсинаптической. Между ними имеется щель, заполненная жидкостью, сходной с плазмой. В пресинаптическом окончании содержится нейромедиаторы, которые способны возбуждать или тормозить иннервируемую клетку.

Миелиновые нервные волокна, подходя к скелетной мышце, дают веерообразные разветвления на концевые волокна (терминали). Область образования синапсов между нервными окончаниями и мышцами называется двигательной концевой пластинкой. Постсинаптическая мембрана мышечного волокна толще и образует регулярные складки, которые увеличивают площадь поверхности постсинаптической мембраны. Поэтому большее количество медиатора может контактировать с постсинаптической мембраной мышечного волокна.

КЛАССИФИКАЦИЯ СИНАПСОВ

1. По виду выделяемого медиатора выделяют химические синапсы двух видов:

а) адренергические (медиатором является адреналин).

б) холинергические (медиатором является ацетилхолин).

2. Электрические синапсы. Передают возбуждение без участия медиатора с большой скоростью и обладают двухсторонним проведением возбуждения. Структурной основой электрического синапса является нексус. Встречаются эти синапсы в железах внутренней секреции, эпителиальной ткани, ЦНС, сердце. В некоторых органах возбуждение может передаваться и через химические и через электрические синапсы.

3. По эффекту действия:

а) возбуждающие

б) тормозные

4. По месту расположения:

а) аксоаксональные

б) аксосоматические

в) аксодендрические

г) дендродендрические

д) дендросоматические.

Механизм передачи возбуждения в нервно-мышечном синапсе.

ПД достигая нервного окончания (пресинаптической мембраны) вызывает его деполяризацию. В результате этого внутрь окончания поступают ионы кальция. Увеличение концентрации кальция в нервном окончании способствует освобождению ацетилхолина, который выходит в синаптическую щель. Медиатор достигает постсинаптической мембраны и связывается там с рецепторами. В результате внутрь постсинаптической мембраны поступают ионы натрия и эта мембрана деполяризуется.

Если исходный уровень МПП составлял 85 мВ, то он может снижаться до 10 мВ, т.е. происходит частичная деполяризация, т.е. возбуждение пока еще не распространяется дальше, а находится в синапсе. В результате этих механизмов развивается синаптическая задержка, которая составляет от 0,2 до 1 мВ. частичная деполяризация постсинаптической мембраны называется возбуждающим постсинаптическим потенциалом (ВПСП).

Под влиянием ВПСП в соседнем чувствительном участке мембраны мышечного волокна возникает распространяющийся ПД, который и вызывает сокращение мышцы.

Ацетилхолин из пресинаптического окончания выделяется постоянно, но его концентрация невысока, что необходимо для поддержания тонуса мышцы в покое.

Для заблокирования передачи возбуждения через синапс применяют яд кураре, который связывается с рецепторами постсинаптической мембраны и препятствует их взаимодействию с ацетилхолином. Заблокировать проведение возбуждения через синапс может яд бутулин и другие вещества.

На наружной поверхности постсинаптической мембраны содержится фермент ацетилхолинэстераза, который расщепляет ацетилхолин и инактивирует его.

Принципы и особенности передачи возбуждения в межнейральных синапсах.

Основной принцип передачи возбуждения в межнейральных синапсах такой же как и в нейромышечном синапсе. Однако существуют свои особенности:

1. Многие синапсы являются тормозными.

2. ВПСП при деполяризации одного синапса недостаточно для вызова распространяющегося потенциала действия, т.е. необходимо поступление импульсов к нервной клетке от многих синапсов.

Восприятие раздражения из вне (рецепция).

Рецепторы – конечные специфические образования, которые преобразуют энергию раздражителя в электрохимический потенциал и затем в форму нервного возбуждения.

Классификация рецепторов:

По характеру ощущений:

1) зрительные

2) слуховые

3) обонятельные

4) вкусовые

5) осязательные

По месту расположения:

1) экстерорецепторы – внешние (слуховые, зрительные)

2) интерорецепторы – внутренние (вестибулорецепторы, проприорецепторы)

По характеру раздражителя:

1) фоторецепторы - (зрительные)

2) механорецепторы – (прикосновения и давления)

3) терморецепторы – (холодовые и тепловые)

4) терморецепторы – (вкусовые, обонятельные)

5) ноцицептивные (болевые)

По месту расположения раздражителя:

1) дистантные - (слуховые, зрительные)

2) контактные – (вкусовые, температурные, рецепторы давления)

Все рецепторы обладают адаптацией. Адаптация это снижение чувствительность к длительному действию раздражителя.

Преобразование энергии раздражителя.

В результате взаимодействия раздражителя и мембраны рецептора возникает рецепторный потенциал (РП). Каким образом это происходит?

При контакте раздражителя с мембраной рецептора происходит увеличение проницаемости мембраны для ионов натрия и он входит в чувствительное окончание, которое деполяризуется и возникает рецепторный потенциал.

Первичная трансформация стимула в рецепторный потенциал называется преобразованием.

РП возбуждает начальный сегмент чувствительного нерва и возникает нервный импульс, частота которых зависит от силы РП.

Различают первичные рецепторы, которые представляют собой окончание чувствительного нерва и вторичные рецепторы – отдельная клетка, которая воспринимает раздражение. Эта клетка имеет контакт с окончанием чувствительного нерва. Из этой клетки выделяется медиатор который и приводит к образованию нервного импульса.

Совокупность рецепторов, которые приводят к возбуждению собственного нейрона называют рецептивным полем , а области сосредоточения рецепторов, которые принадлежат к определенным сенсорным системам – рефлексогенными зонами.

ФИЗИОЛОГИЯ МЫШЦ.

В организме человека по структуре и физиологическим свойствам выделяют 3 типа мышечной ткани:

1. Скелетная.

2. Гладкая.

3. Сердечная.

Все типы мышц обладают некоторыми свойствами:

1. Возбудимость.

2. Проводимость.

3. Сократимость – изменение длины или напряжения

4. Способность расслабляться.

В естественных условиях деятельность мышц носит рефлекторный характер. Зарегистрировать электрическую активность мышцы можно с помощью электромиографа. Электромиография используется в спортивной медицине.

Формы и типы мышечного сокращения .

Различают несколько форм и типов мышечных сокращений.