Центральные синапсы, строение, функция, классификация
Деятельность мозга была бы невозможна, если бы нейроны не взаимодействовали друг с другом. Но поскольку нервные клетки надежно изолированы, для обмена информацией между ними необходимы специальные устройства. Такие устройства, или места контакта двух нейронов, - были названы синапсами(в переводе с греческого – связь, соединение, смыкание).
|
|
|
|
![Центральные синапсы, строение, функция, классификация Центральные синапсы, строение, функция, классификация - student2.ru](/images/medicina/centralnye-sinapsy-stroenie-funkciya-klassifikaciya-806913-1.jpg)
Рис. 3. Схема центрального синапса: 1 - аксон, 2 - пресинаптическая мембрана, 3 - синаптическая щель, 4 - постсинаптическая мембрана
Основными структурными элементами синапса являются пре- и постсинаптические мембраны: первая образована оболочкой одного нервного окончания (с которого передается возбуждение), вторая – оболочкой другого нервного окончания или тела нейрона (на которые поступает возбуждение). Между мембранами находится синаптическая щель. Передача возбуждения в синапсе возможна лишь с помощью специального химического посредника – медиатора (например, ацетилхолин, норадреналин). Синапсы с подобной передачей возбуждения были названы, соответственно, «химическими». Они преобладают в мозговой ткани человека и высокоорганизованных животных.
Медиатор, образующийся в нейроне, накапливается в специальных крохотных синаптических пузырьках нервного окончания – везикулах. Отсюда через небольшие поры мембраны он может проникать в синаптическую щель.
Пусковым моментом для выделения кванта (порции) медиатора служит приход нервного импульса к нервному окончанию. В считанные доли секунды выделенный медиатор пересекает пространство синаптической щели и вступает в контакт с белками-рецепторами постсинаптической мембраны. В месте контакта происходит локальная деполяризация постсинаптической мембраны, ведущая к возникновению возбуждающего постсинаптического потенциала (ВПСП). По своей амплитуде данный потенциал составляет всего 10 милливольт, но в последующем может перерасти в потенциал действия. В дальнейшем медиатор разрушается специфическим ферментом синапса.
Так «работают» возбуждающие синапсы. Но по общепринятой функциональной классификации они могут быть и тормозными. Последние имеют некоторые структурные особенности: более толстую и плотную постсинаптическую мембрану, пресинаптическая мембрана содержит меньше пузырьков медиатора, синаптическая щель несколько уже, основным медиатором служат глицин и гамма-аминомасляная кислота (ГАМК).
Основная функциональная особенность тормозных синапсов заключается в процессах, развивающихся на постсинаптической мембране под действием тормозного медиатора. Действуя, как химический раздражитель, на постсинаптическую мембрану, этот специфический медиатор увеличивает проницаемость мембраны не для ионов натрия (как в возбуждающем синапсе), а для ионов калия и хлора. Поскольку ионов калия больше в клетке, а ионов хлора – в межклеточном пространстве, - они начнут двигаться в противоположных направлениях: калий – наружу, хлор – внутрь. В результате мембранный потенциал не только не исчезает (деполяризация), а, наоборот, - существенно увеличивается, т.е. происходит гиперполяризация постсинаптической мембраны. При этом возникает тормозной постсинаптический потенциал (ТПСП). Его положительная амплитуда составляет всего 5 милливольт. Но пока он существует (всего несколько миллисекунд), на данном конкретном участке постсинаптической мембраны возбуждение невозможно, т.к. деполяризовать (а это необходимо для возникновения возбуждения) гиперполяризованную мембрану обычный импульс не может. В этом и заключается механизм действия тормозного синапса.
Таким образом, на каждой нервной клетке сосредоточена целая мозаика возбуждающих и тормозных синапсов. От того, как они взаимодействуют между собой, в конечном итоге, зависит общий мембранный потенциал конкретного нейрона и, соответственно, его интегративная функция.
Кроме приведенной классификации синапсов (возбуждающие и тормозные), имеется еще одна. В зависимости от того, как они образованы, различают несколько их разновидностей: аксо-соматические, аксо-дендритические и аксо-аксональные (рис. 4).
Иногда встречаются и другие комбинации, но названные выше - доминируют. При этом, возбуждающими, как правило, бывают аксо-дендритические, а тормозными – аксо-аксональные и аксо-соматические синапсы.
Рис. 4. Классификация синапсов: 1 - аксо-соматический,
2 - аксо-дендритический, 3 - аксо-аксональный
Все химические синапсы обладают общими для них свойствами:
1) односторонней проводимостью (только в направлении - от пресинаптической мембраны к постсинаптической);
2) задержкой проведения возбуждения;
3) относительно низкой лабильностью, в сравнении с нервным волокном;
4) повышенной утомляемостью при активной работе.
В ЦНС, кроме химических синапсов, встречаются синапсы с электрической передачей возбуждения (эфапсы). Однако, необходимо отметить, что в мозге человека и высокоорганизованных животных их доля незначительна.