Межклеточная передача возбуждения

Основные понятия: терминальная бляшка, пресинаптическая мембрана, постсинаптическая мембрана, синаптическая щель, синапсы с химической (щель – 20 нм) и электрической (щель – 2 нм) передачей возбуждения. Синапсы встречаются между нервными клетками (в основном, химические), между нервной и мышечной клетками – концевая пластинка (химические), между волокнами гладкой мускулатуры и миокарда (электрические).

Синаптические пузырьки. Медиатор, или нейротрансмиттер. Медиатор отличается от гормона тем, что передается от клетки к клетке путем диффузии без участия кровотока. Однако имеются так называемые нейрогормоны (либерины, эндорфины, пептиды), которые действуют не только в области синапса.

• 
  ацетилхолин (в концевых пластинках скелетной мускулатуры – только он);
  
• 
  моноамины: катехоламины (адреналин, или эпинефрин, норадреналин, дофамин) и серотонин,
  
• 
  аминокислоты: глутамат, глицин, ГАМК, аспартат;
  
• 
  пептиды: вещество Р, галанин, нейропептид Y, соматостатин, энкефалины.
  

1. 
   Распространение потенциала действия по аксону.
   
2. 
   Деполяризация пресинаптической мембраны.
   
3. 
   Открытие кальциевых каналов пресинаптической мембраны, и вход кальция в терминальную бляшку из синаптической щели.
   
4. 
   Кальций внутри терминальной бляшки запускает экзоцитоз.
   
5. 
   Медиатор квантами выделяется в синаптическую щель и диффундирует к постсинаптической мембране.
   
6. 
   Взаимодействие медиатора с рецепторами постсинаптической мембраны, увеличение ее проницаемости для натрия и калия (равновесный потенциал приблизительно равен –10 мВ), и формирование миниатюрного потенциала концевой пластинки (МПКП).
   
7. 
   Суммация нескольких МПКП, и формирование ПКП
   
8. 
   В случае, если ПКП достигает порога, формируется потенциал действия на постсинаптической мембране.
   

• 
  Удалением медиатора из синаптической щели (гидролиз ацетилхолина, диффузия катехоламинов в кровоток и разрушение в печени за счет моноаминоксидазы или активный транспорт катехоламинов обратно в терминальную бляшку);
  
• 
  Уменьшением внутриклеточной концентрации кальция (активный транспорт в синаптическую щель, митохондрии, образование малодиссоциирующих комплексов кальция с белками и др.);
  
• 
  Истощением запасов доступного медиатора (один из механизмов депрессии, или пессимального торможения);
  
• 
  Стойкой деполяризацией постсинаптической мембраны и инактивацией потенциал-зависимых натриевых каналов (один из механизмов депрессии, или пессимального торможения).
  

1. 
   Синаптическая задержка до 0,5 мс за счет диффузии;
   
2. 
   Одностороннее проведение возбуждения;
   
3. 
   Постсинаптические потенциалы не подчиняются закону «все или ничего», амплитуда постсинаптического потенциала зависит от числа рецепторов постсинаптической мембраны, прореагировавших с медиатором, постсинаптические потенциалы способны суммироваться.
   

Кроме постсинаптического возможны пресинаптическое и пессимальное торможения. Механизм пессимального торможение рассмотрен выше (раздел «Прекращение синаптической передачи»). Пресинаптическое торможение реализуется в аксо-аксональных синапсах. За счет медиатора ГАМК возникает стойкая деполяризация пресинаптической мембраны, которая не дает сформироваться потенциалу действия в этом участке. Даже если потенциал действия в этих условиях формируется, он оказывается меньшей амплитуды, чем должен. В результате этого кальциевые каналы не открываются, и кальций не может войти в терминальную бляшку.

Понятия: агонисты (миметики), антагонисты (литики).

• 
  Стрихнин конкурирует с тормозными медиаторами за рецепторы постсинаптической мембраны, вызывает судороги.
  
• 
  Столбнячный токсин нарушает экзоцитоз тормозных медиаторов из терминальных бляшек, вызывает судороги.
  
• 
  Ионы магния, марганца, никеля конкурируют с ионами кальция на пресинаптической мембране и препятствуют входу кальция в терминальную бляшку. Так блокируется нервно-мышечная передача.
  
• 
  Токсин Cl. botulinum блокирует экзоцитоз ацетилхолина в нервно-мышечных синапсах.
  
• 
  Кураре конкурирует с ацетилхолином за рецепторы постсинаптической мембраны нервно-мышечных синапсов. (Недеполяризующая миореллаксация)
  
• 
  Дитилин, избыток ацетилхолина (образующийся, например, вследствие ингибирования ацетлхолинэстеразы) вызывают стойкую деполяризацию постсинаптической мембраны и не дает формироваться там потенциалу действия. (Деполяризующая миорелаксация).
  

Понятия: Минорные медиаторы – медиаторы, находящиеся в окончании, как правило, автономной нервной системы вместе с основным медиатором и оказывающие эффекты, отличные от основного медиатора. Обычно это пептиды. В зависимости от частоты стимуляции будет выделяться либо основной медиатор (обычно при низкой частоте), либо минорный (обычно при высокой частоте), либо оба медиатора совместно. Нейромодуляторы – вещества, не оказывающие прямого влияния на проницаемость постсинаптической мембраны, но изменяющие действие медиаторов на нее. Принцип Дейла – (для двигательных волокон) во всех окончаниях одного нейрона выделяется один и тот же медиатор (набор медиаторов). Принцип Дейла в настоящее время критикуется. Он не распространяется на незрелые нейроны и автономную нервную систему, поскольку там могут быть минорные медиаторы.

Электрические синапсы