Механизм передачи возбуждения в синапсах на примере мионеврального синапса
Чеченский Государственный Университет
Медицинский институт
Кафедра нормальной и патологической физиологии
Лекции по дисциплине – нормальная физиология(2 курс,3 семестр)
(автор-составитель-Ахмедова К.С.- доцент кафедры)
Лекция№3: Тема: «Физиология возбудимых тканей»
Строение и механизм работы нервно – мышечного синапса. Понятие о моторной единице и моторном пуле. Сравнительная характеристика поперечно –полосатых и гладких мышц .Механизмы мышечного сокращения, виды и режимы сокращения. Утомление мышц.
Цель лекции:
1.Дать представление о строении и работе нервно – мышечного синапса
2.Дать современные представления о мышечном сокращении и расслаблении
3.Раскрыть роль мышц в реализации важнейших функций организма и их резервных возможностях.
Синапс– это структурно-функциональное образование, обеспечивающее переход возбуждения или торможения с окончания нервного волокна на иннервирующую клетку.
Cтруктура синапса: 1) пресинаптическая мембрана (электрогенная мембрана в терминале аксона, образует синапс на мышечной клетке);
2) постсинаптическая мембрана (электрогенная мембрана иннервируемой клетки, на которой образован синапс);
3) синаптическая щель (пространство между пресинаптической и постсинаптической мембраной, заполнена жидкостью, которая по составу напоминает плазму крови).
Существует несколько классификаций синапсов.
1. По локализации:
1) центральные синапсы;
2) периферические синапсы.
Центральные синапсы лежат в пределах центральной нервной системы, а также находятся в ганглиях вегетативной нервной системы. Центральные синапсы – это контакты между двумя нервными клетками, причем эти контакты неоднородны и в зависимости от того, на какой структуре первый нейрон образует синапс со вторым нейроном, различают:
1) аксосоматический, образованный аксоном одного нейрона и телом другого нейрона;
Аксодендритный, образованный аксоном одного нейрона и дендритом другого;
Аксоаксональный (аксон первого нейрона образует синапс на аксоне второго нейрона);
Дендродентритный (дендрит первого нейрона образует синапс на дендрите второго нейрона).
Различают несколько видов периферических синапсов:
Мионевральный (нервно-мышечный), образованный аксоном мотонейрона и мышечной клеткой;
Нервно-эпителиальный, образованный аксоном нейрона и секреторной клеткой.
2. Функциональная классификация синапсов:
Возбуждающие синапсы;
Тормозящие синапсы.
3. По механизмам передачи возбуждения в синапсах:
Химические;
Электрические.
Особенность химических синапсов заключается в том, что передача возбуждения осуществляется при помощи особой группы химических веществ – медиаторов.
Различают несколько видов химических синапсов:
Холинэргические. В них происходит передача возбуждения при помощи ацетилхолина;
Адренэргические. В них происходит передача возбуждения при помощи трех катехоламинов;
Дофаминэргические. В них происходит передача возбуждения при помощи дофамина;
Гистаминэргические. В них происходит передача возбуждения при помощи гистамина;
ГАМКэргические. В них происходит передача возбуждения при помощи гаммааминомасляной кислоты, т. е. развивается процесс торможения.
Особенность электрических синапсов заключается в том, что передача возбуждения осуществляется при помощи электрического тока. Таких синапсов в организме обнаружено мало.
Синапсы имеют ряд физиологических свойств:
Клапанное свойство синапсов, т. е. способность передавать возбуждение только в одном направлении с пресинаптической мембраны на постсинаптическую;
Свойство синаптической задержки, связанное с тем, что скорость передачи возбуждения снижается;
Свойство потенциации (каждый последующий импульс будет проводиться с меньшей постсинаптической задержкой). Это связано с тем, что на пресинаптической и постсинаптической мембране остается медиатор от проведения предыдущего импульса;
4) низкая лабильность синапса (100–150 имульсов в секунду).
Механизм передачи возбуждения в синапсах на примере мионеврального синапса
Мионевральный (нервно-мышечный) синапс – образован аксоном мотонейрона и мышечной клеткой.
Нервный импульс возникает в тригерной зоне нейрона, по аксону направляется к иннервируемой мышце, достигает терминали аксона и при этом деполяризует пресинаптическую мембрану. После этого открываются натриевые и кальциевые каналы, и ионы Ca из среды, окружающей синапс, входят внутрь терминали аксона. При этом процессе броуновское движение везикул упорядочивается по направления к пресинаптической мембране. Ионы Ca стимулируют движение везикул. Достигая пресинаптическую мембрану, везикулы разрываются, и освобождается ацетилхолин (4 иона Ca высвобождают 1 квант ацетилхолина). Синаптическая щель заполнена жидкостью, которая по составу напоминает плазму крови, через нее происходит диффузия АХ с пресинаптической мембраны на постсинаптическую, но ее скорость очень мала. Кроме того, диффузия возможна еще и по фиброзным нитям, которые находятся в синаптической щели. После диффузии АХ начинает взаимодействовать с хеморецепторами (ХР) и холинэстеразой (ХЭ), которые находятся на постсинаптической мембране.
Холинорецептор выполняет рецепторную функцию, а холинэстераза выполняет ферментативную функцию. На постсинаптической мембране они расположены следующим образом:
ХР—ХЭ—ХР—ХЭ—ХР—ХЭ.
ХР + АХ = МПКП – миниатюрные потенциалы концевой пластины.
Затем происходит суммация МПКП. В результате суммации образуется ВПСП – возбуждающий постсинаптический потенциал. Постсинаптическая мембрана за счет ВПСП заряжается отрицательно, а на участке, где нет синапса (мышечного волокна), заряд положительный. Возникает разность потенциалов, образуется потенциал действия, который перемещается по проводящей системе мышечного волокна.
ХЭ + АХ = разрушение АХ до холина и уксусной кислоты.
В состоянии относительного физиологического покоя синапс находятся в фоновой биоэлектрической активности. Ее значение заключается в том, что она повышает готовность синапса к проведению нервного импульса. В состоянии покоя 1–2 пузырька в терминале аксона могут случайно подойти к пресинаптической мембране, в результате чего вступят с ней в контакт. Везикула при контакте с пресинаптической мембраной лопается, и ее содержимое в виде 1 кванта АХ поступает в синаптическую щель, попадая при этом на постсинаптическую мембрану, где будет образовываться МПКН.
Существует ряд веществ, также обладающих сродством к холинорецептору, но образующих с ним более прочную связь чем ацетилхолин. К числу таких веществ относятся кураре, и некоторые другие соединения( т-тубокурарин, диплацин, флакседил). После их воздействия на мышцу холинорецептор оказывается заблокированным и ни нервный импульс, ни искусственно введенный ацетилхолин не способны вызвать возбуждение мышечного волокна. Исключительно прочную связь с холинорецептором образует токсин из яда змеи – альфа – бунгоротоксин.