Будова і механізм передачі збудження через хімічні синапси
Сииаптичний контакт характеризується наявністю синаптичної бляшки, синаптичної щілини і постсинаптичної мембрани.У безпосередній контакт з нейроном або ефекторною клітиною вступає синаптична бляшка, що являє собою кінцеве розширенняпресинаптичного волокна. Мембрана синаптичної бляшки впивається пресинаптичного,а частина мембрани постсинаптичної структури, з якою контактує синаптична бляшка, постсинаптичною. Постсинаптична мембрана містить хеморецептори і хемочутливі іонні канали, вона не має потенціа-лозалежних іонних каналів, тому не генерує потенціали дії. Простір між пресинаптичною і постсинаптичною мембранами називається постсинаптичною щілиною.
У синаптичній бляшці наявні мітохондрії, синоптичні міхурці, іноді нейрофіламенти. Синаптичні міхурці містять медіаторну речовину. Електронопрозорі світлі міхурці, діаметром 40-60 нм, містять ацетилхолін і наявні у холінергічних синапсах. Електронощільні міхурці, діаметром 70 нм, містять норадреналін і наявні в адренергічних синапсах. Синаптичні міхурці зосереджуються біля так званих "активних зон синапсів" - ділянок підвищеної щільності і потовщення як пресинаптичної, так і постсинаптичної мембран.
Постсинаптична мембрана - це продовження клітинної мембрани без будь-якої морфологічної спеціалізації. У нервово-м'язовому синапсі вона називається кінцевою пластинкою і утворює численні складки, за рахунок яких збільшена її поверхня. Постсинаптичній мембрані властива хімічна спеціалізація, тому що на її зовнішній поверхні є чутливі до медіаторів рецептори. Якщо медіатором служить ацетилхолін, то на мембрані наявні холінорецептори. Якщо медіаторну виконує норадреналін, то постсинаптична мембрана містить адренорецептори. Роль рецепторів виконують білкові молекули, які "впізнають" медіаторні речовини і взаємодіють з ними. Внаслідок такої взаємодії активуються (відриваються) хемочутливі (рецепторкеровані) іонні канали.
Синаптична щілина вільно сполучається з міжклітинним середовищем і містить речовини (гангліозиди), що забезпечують міцність синаптичних контактів. Окрім того, синаптична щілина запобігає у хімічних синапсах передачі імпульсів за рахунок колових струмів.
Передача збудження через хімічний синапс здійснюється у такій послідовності. Коли пресииаптичний потенціал дії досягає синаптичної бляшки, з неї виводиться у синаптичну щілину медіатор (наприклад, ацетилхолін у нераово-м'язовому синапсі). Цей процес запускається кальцієм, який надходить у синаптичну бляшку з міжклітинного середовища. Медіатор дифундує до постсинаптичної мембрани і взаємодіє з рецепторами. Наприклад, у нервово-м'язовому синапсі ацетилхолін взаємодіє з холінорецепторами, внаслідок чого підвищується проникність постсинаптичної мембрани для натрію та калію, і розвивається часткова деполяризація мембрани. У міжнейронних синапсах її називають збудливим постсинаптичним потенціалом (ЗПСП), а у нервово-м'язовому синапсі -потенціалом кінцевої пластинки (ПКП).
Амплітуда ЗПСП - градуальна, не підлягає закону "все або нічого" і досягає 30-40 мВ. ЗПСП реєструється через 0,2-2 мс після пресинаптичного потенціалу дії. Цей час називається синаптичною затримкою.
ЗПСП Генерується хемозбудливою постсинаптичною мембраною. Між деполяризованою постсинаптичною мембраною і недеполяризованими електрозбудливими ділянками, що оточують її, виникають колові струми, які входять у клітину через постсииаптичну мембрану, а виходять через електрозбудливі ділянки, деполяризуючи їх. Коли деполяризація досягає критичного рівня, починається регенеративний процес, і виникає постсинантичиий потенціал дії. У м'язовому волокні постсинаптичний потенціал дії виникає поблизу кінцевої пластинки, у нейронах - у початковому сегменті, який характеризується найвищою збудливістю і називається тригерною зоною.
Медіатор сполучається з рецепторами на дуже короткий час. Після взаємодії ацетилхоліну з холінорецепторами він гідролізується ацетилхолінестеразою, чим обмежується тривалість дії ацетилхоліну. Отже, хімічна передача збудження здійснюється тільки в один бік (від пресинаптичної мембрани до постсинаптичної) і повільно.