Межклеточная передача нервного возбуждения. Строение и функции синапсов

Переход возбуждения с нервного волокна на иннервируемую им клетку - нервную, мышечную, секреторную - осуществляется при участии синапсов (рис**).

РИС

Синапсы (от греч synapsis – соединение, связь) – особый тип прерывистых между клетками контактов, приспособленных для односторонней передачи возбуждения или торможения от одного элемента к другому.

Компоненты синапса: пресинаптическая часть (мембрана), обычно утолщенное окончание пресинаптического аксона: постсинаптическая часть (мембрана) - участок клетки, к которому подходит пресинаптическое окончание; разделяющая их синаптическа щель между двумя мембранами.

Пресинаптические окончания аксона содержат пузырьки (визикулы) с медиатором и образуют синаптические соединения со специализированной областью мышечной мембраны. Область мышечного волокна участвующего в образовании синапса, т.е. постсинаптическую часть контакта, называют концевой двигательной пластинкой или обозначают весь нервно-мышечный синапс.

Передатчиком возбуждении на мышечную клетку служит посредник (медиатор) – ацетилхолин (АХ). Под действием нервного импульса (потенциала действия) происходит деполяризация мембраны нервного окончания. Синаптические пузырьки (везикулы) сливаются с пресинаптической мембраной и их содержимое выбрасывается в синаптическую шель. Этому способствуют повышение внутри окончания ионов Са⁺⁺. Ацетил-холин выбрасывается в синаптическую щель порциями по 4•10⁴ молекул один нервный импульс, вызывает выделение 100-200 порций медиатора менее чем за 1 мс. Он является передатчиком возбуждения. Нервно-мышечный синапс является холинергическим. Токсин ботулизма в следовых количествах блокирует освобождение ацетилхолина в синапсах и вызывает мышечный паралич.

Молекулы ацетилхолина достигают внешней стороны постсинаптической мембраны, где связываются со специфическими рецепторами – молекулами липопротеиновой природы. Число рецепторов примерно 13000 на 1 мкм². Взаимодействие медиатора (АХ) с рецепторным белком (2 молекулы АХ с 1 молекулой рецептора) вызывает изменения конформации последнего и открытие ворот хемовозбудимых каналов. В результате происходит перемещение ионов: поток ионов натрия внутрь превышает поток калия наружу, в клетку поступают ионы кальция, происходит деполяризация постсинаптической мембраны от -75 до -10 мВ., возникает потенциал концевой пластинки (ПКП) или возбуждающий постсинаптический потенциал (ВПСП).

Между деполяризованной ацетилхолином постсинаптической мембраной и граничащей с ней мембраной скелетного мышечного волокна возникают местные токи, вызывающие потенциал действия, распространяющийся по всему мышечному волокну.

Для восстановления возбудимости постсинаптической мембраны необходимо исключить деполяризующий агент – АХ. Эту функцию выполняют фермент – ацетилхолинэстераза, разрушая АХ до ацетата и холина.