Химический синапс

Химический синапс

Представления о химическом синапсе имеют важное практическое значение для использования психотропних лекарственных препаратов для лечения психический заболеваний.

Химический синапс – сложное творение эволюции, которым природа одарила животных. У всех живых существ, которые имеют нервную систему, она состоит из специализированных клеток – нейронов. Нервные клетки состоят из самого клеточного тела и двух типов отростков: дендритов, которые принимают входящие сигналы, и аксонов, которые передают сигналы другим клеткам. Сама же передача информации между нейронами осуществляется через контакты, образованные ими, которые называются синапсы. Существует много вариантов классификации синапсов, которые основываются на разных параметрах, к примеру, на способе передачи сигнала. По этому принципу их делят на электрические, химические и смешанные синапсы (оба вида передачи сигналов).

Впервые термин «синапс» ввел известный английский физиолог Шеррингтон в 1897 году. По определению, синапс – это та структура, благодаря которой возможна передача сигнала от одного нейрона к другому.

Для удобства изучения синапсы классифицируют по некоторым параметрам, среди которых – его расположение, способ передачи и, конечно, характер действия. По расположению их делят на межнейронные, центральные, нейро-железистые и нервно-мышечные клетки. Синапсы могут выполнять всего две функции: возбуждение и торможение; соответственно по характеру действия их выделяют в эти две группы. Передача сигнала между синапсами может происходить тремя путями: электрическим, химическим и смешанным, что также послужило поводом для разделения их на три группы.

И, наконец, последний способ деления синапсов – по медиатору, который передает сигнал. К примеру, это холинергические, дофаминергические, серотонинергические, норадренергические и другие виды синапсов.

Отличительная черта электрических синапсов в том, что в них имеется контакт между мембранами двух нейронов, соприкосновение которых и порождает передачу электрического сигнала. Смешанные синапсы имеют свойства электрических и химических синапсов. Часть синапса имеет непосредственные контакты между мембранами, а другая часть имеет синаптическую щель.

Распространенность типов синапсов у разных существ отличается. К примеру, у низших позвоночных и беспозвоночных преобладает передача сигналов электрическими синапсами, которые превалируют в их нервной системе. У млекопитающих же электрические синапсы только изредка встречаются в некоторых зонах мозга. разметкаА вот с химическими синапсами совсем наоборот.

Химический синапс

Количество синапсов в нервной системе огромноеразметка. На каждом нейроне локализируются десятки тысяч синаптических окончаний. А если учесть, что в нашем мозге находится около 80 миллиардов нейронов, то число возможных соединений просто поражает воображение.

Строение химического синапса

В данной статье мы подробнее разберем строение химического синапса и его особенности. Базовую структуру синапса можно описать тремя составляющими: пресинаптическая мембрана, из которой выделяются нейромедиаторы, синаптическая щель и постсинаптическая мембрана, снабженная рецепторами для контакта с медиаторами (которая их принимает). Конечно, кроме этих основных составляющих есть еще множество деталей синаптического окончания, таких как микротрубочки, синаптические пузырьки и рецепторы, которые также принимают участие в обмене информацией между нейронами.

Передача сигнала между нейронами включает внутринейронную и межнейронную. Мы говорили только о межнейронной предаче.

Некоторые составляющие компоненты строения химических синапсов называют по-другому. К примеру, межнейронный синапсы также известны как синаптические бляшки, постсинаптическую мембрану синапса между нейроном и мышцей называют концевой пластинкой, а окончания аксона на мышце называется моторная бляшка.

Итак, что такое синаптическая щель, пресинаптическая и постсинаптическая мембраны? Из названия пресинаптической мембраны становится понятно, что она находится перед синаптической щелью. Она покрывает расширенное окончание аксона, из которого, собственно, и выделяются нейротрансмиттеры (нейромедиаторы). В этой области находятся органеллы (митохондрии и гранулы), благодаря которым синтез нейротрансмиттеров становится возможным. Сами же трансмиттеры находятся в гранулах.

Постсинаптическая мембрана находится после синаптической щели. Благодаря наличию в этой мембране специализированных белковых структур, рецепторов, становится возможным восприятие нейроном переданного ему при помощи нейромедиаторов сигнала.

Сама же синаптическая щель не является пустым пространством. Она заполнена некой жидкостью, которая по составу очень напоминает плазму крови и отделяет пресинаптическую и постсинаптическую мембраны.

Передача возбуждения в химическом синапсе

Передачу возбуждения в химическом синапсе осуществляют химические вещества – нейротрансмиттеры и нейрорегуляторы. Они выделяются из пресинаптической мембраны (часть передающего нейрона) и воспринимаются постсинаптической мембраной (часть принимающего нейрона).

Процесс выделения нейротрансмиттеров через пресинаптическую мембрану в химическом синапсе возможен благодаря особому механизму с участием ионов кальция (Са), когда они поступают в нервную клетку, нейротрансмиттеры через пресинаптическую мембрану выбрасываются из нейрона. Этот процесс также действует и в обратную сторону.

У каждого нейротрансмиттера есть своя специализация и основные задачи. Они находятся в разных участках мозга и за каждым закреплена своя функция. Эти вещества могут влиять на поведение, движения, ощущения и другие функции организма. Основными нейротрансмиттерами являются норадреналин, серотонин, дофамин и ацетилхолин.

Наибольшая часть синаптических контактов в нашей нервной системе происходит благодаря химическим синапсам. Они играют очень важную роль в организме, к тому же считается, что одним из ключевых патогенетических факторов возникновения психических нарушения является изменение в обмене нейротрансмиттеров. К примеру, при таком расстройстве, как депрессия, ключевая роль принадлежит патологии обмена серотонина и норадреналина, а также пониженной их концентрации в синаптической щели. Особенности шизофрении немного другие – при этой болезни наблюдается повышение уровня дофамина в синаптической щели и проблемы с его обменом.

Благодаря различным психотропным препаратам, мы имеем возможность влиять на уровень концентрации нейротрансмиттеров в синапсе.

Для этого существует множество механизмов действия препарата, среди которых – стимуляция или блокирование выброса нейротрансмиттера в синаптическую щель, блокирование разлагающих нейротрансмиттер ферментов, блокирование обратного захвата трансмиттера, коррекция синтеза и передвижения внутри нервных клеток трансмиттеров и другие.

Механизм передачи возбуждения в химическом синапсе

Как уже говорилось, механизм передачи в химическом синапсе происходит при помощи нейротрансмиттеров (они же – нейромедиаторы). Трансмиттеры – это именно те химические вещества, которые могут обеспечить качественную передачу сигнала от одного нейрона к другому. Говоря по-другому, они принимают активное участие в передаче возбуждения или торможения между клетками.

Выделение нейротрансмиттеров происходит благодаря поступлению в клетку ионов кальция. Остановимся на этом механизме подробнее. Для того, чтобы в клетку начали проходить ионы Са из межклеточного пространства через специальные каналы, должна произойти деполяризация синаптической мембраны. Такой процесс возможен только в случае возбуждения терминалей аксона, которое и запускает весь механизм. Ионы кальция, которые появляются в внутриклеточном пространстве, приводят в движение гранулы с нейротрансмиттерами и направляют трансмиттеры к выходу в синаптическую щель. разметкаС момента попадания в синаптическую щель нейротрансмиттер попадает на постсинаптическую мембрану, которая благодаря наличию рецепторов поддается влиянию трансмиттера и также деполяризируется, передавая дальше постсинаптический потенциал.

Химический синапс

То, что поляризованные участки постсинаптической мембраны находятся рядом с деполяризованными, приводит к тому, что между полярными участками появляются токи, что критически деполяризирует мембрану и приводит к генерации потенциала действияразметка. Это легко понять на примере передачи сигнала мышечным волокнам. В этом случае клеточный потенциал путем распространения на все мембраны приводит к мышечному сокращению.

Активация постсинаптической мембраны не заканчивает весь процесс. Трансмиттер, который передал сигнал постсинаптической мембране, расщепляется под действием определенных ферментов в зависимости от типа самого нейротрансмиттера. Например, трансмиттер ацетилхолин расщепляется ферментом холинэстеразой. После расщепления продукты распада возвращаются в пресинаптическую мембрану, где из них снова синтезируется необходимый медиатор.

Как известно, химические синапсы не ограничиваются передачей лишь возбуждающих сигналов, они могут передавать и тормозящие. У этих двух типов сигналов очень схожи пути передачи, но они отличаются в некоторых моментах. Передавая возбуждающий сигнал на постсинаптическую мембрану, нейротрансмиттер запускает процесс активации каналов для ионов кальция в постсинаптической мембране. Во время же передачи тормозного сигнала, в постсинаптической мембране активируются каналы ионов хлора. Данные ионы проникают в клетку и запускают процесс гиперполяризации мембраны, что в свою очередь приводит к возникновению тормозящего потенциала.

Исследования доказывают, что один и тот же нейротрансмиттер может взаимодействовать с различными рецепторами и запускать разные реакции.

Общие принципы работы химического синапса

Рассуждая о синапсах, необходимо вспомнить некоторые общие принципы работы химического синапса. Очевидно, что сигнал передается только в одном направлении, что обусловлено строением синаптических структур, ведь гранулы с трансмиттерами выделяются только через пресинаптическую мембрану и реагируют с постсинаптической. Еще одна особенность синапса состоит в том, что сигнал через него идет несколько медленнее, чем по нервным волокнам; это явлене называют синаптической задержкой. Также синапсы имеют свойство, так сказать, утомляться, и они очень чувствительны к нехватке кислорода и различным веществам.

Несмотря на то, что сигнал по химическому синапсу проходит несколько медленнее, чем по нервному волокну, эта задержка не настолько существенна, чтобы на нее обращать внимание за пределами лабораторных стен, так как она находится в пределах от 0,5 до 2 мс. Такие затраты по времени на передачу сигнала вызваны тем, что процесс выброса трансмиттера в синаптическую щель, его путь к постсинаптической мембране, деполяризация и все другие процессы занимают некоторое время и не могут произойти мгновенно.

Также, как говорилось, химические синапсы имеют свойство утомляться. За одну секунду они могут проводить не больше 100 сигналов. По сравнению с нервными волокнами, которые без проблем проводят в 5-10 раз больше сигналов. Это имеет вполне обоснованные причины, которые продиктованы особенностями функционирования химических синапсов. Им нужно некоторое время на синтез нейротрансмиттеров, восстановление ресурсов и другие процессы.

Известно, что синапсы имеют повышенную чувствительность к химическим веществам. Есть множество примеров того, как различные яды блокируют работу синапсов. К примеру, такой яд, как стрихнин, вступает в контакт с чувствительными рецепторами постсинаптической мембраны и блокирует функцию синапсов. Столбнячный токсин не позволяет нейротрансмиттерам выделятся из пресинаптической мембраны, таким образом влияя на тормозные синапсы.

Мозг – удивительно сложная и многогранная структура. Синапсы – важнейшая часть этой системы, так как благодаря им, возможен контакт между клетками внутри мозга и передача сигналов к другим частям тела. Поскольку остается еще много недостаточно изученных вопросов, исследование нервной системы и синапсов в частности, это огромное поле для будущих открытий.


Мы постоянно выявляем плагиат на наши материалы без указания кликабельной follow ссылки на них. В таком случае без предупреждения мы обращаемся в DMCA Google, что приводит к пессимизации плагиатора. 
Наоборот, мы приветствуем популяризацию наших материалов, но с обязательной активной follow ссылкой на эту страницу psyhosoma.com/ximicheskij-sinaps/.

  

Светлана Нетрусова
Кандидат медицинских наук, доцент, врач психиатр высшей категории, психотерапевт.


Ваш комментарий

Напишите сообщение

Ваш email не будет опубликован