Struktur, klasifikasi dan sifat fungsi sinaps. Ciri morfologi dan fungsi sinaps elektrik dan kimia

2 Istilah sinaps dicadangkan oleh Ch.
Sherrington pada tahun 1897
Diterjemah dari bahasa Yunani bermaksud - menutup.
Sinaps ialah
struktur,
melalui mana
dipastikan
penghantaran maklumat
antara gugup
sel, saraf dan
berotot
sel.

3 KLASIFIKASI SINAP

1. Mengikut lokasi:
a.) pusat (otak dan saraf tunjang)
- axosomatic, axoaxonal, axodendretic;
- dendrosomatik, dendrodendretik.
b.) periferal (neuromuskular, neurosecretory).
2. Mengikut sifat tindakan:
a.) mengujakan
b.) brek
3.) Mengikut kaedah penghantaran isyarat:
a.) elektrik;
b.) kimia;
c.) bercampur.
4.) Dengan perkembangan dalam ontogenesis:
a.) stabil (sinaps arka refleks tanpa syarat);
b.) dinamik (muncul dalam proses perkembangan individu).

4 Penyetempatan pelbagai jenis sinaps

6 Sinaps

kimia
elektrik

6

7 Struktur sinaps kimia:

1. presinaptik
membran;
2. postsynaptic
membran;
3. celah sinaptik.
Prinsip Dale:
satu neuron dipancarkan
satu orang tengah.
Pada masa ini
disemak semula.

8 Struktur sinaps kimia

Presynaptic
selaput
dibentuk oleh axonal
berakhir, yang kehilangan sarung myelin di tempat ini.
Ia mengandungi vesikel sinaptik dengan diameter 30-50 nm dan
banyak mitokondria. Vesikel sinaptik mengandungi
mediator dan ATP (membentuk kuantum mediator), mempunyai
cas negatif dan
ditolak oleh presinaptik
membran, vesikel tertumpu di "zon aktif".
Setiap vesikel mengandungi beribu-ribu molekul mediator (contohnya,
asetilkolin) dan molekul ATP.
Vesikel sinaptik terdapat dalam beberapa pecahan -
rizab dan kolam edaran semula.
Diperuntukkan dalam bahagian -
kuanta.
Lebar celah sinaptik ialah 20-50 nm. Dia
dipenuhi dengan cecair antara sel dan mengandungi struktur
unsur: membran bawah tanah, yang terdiri daripada gentian berserabut,
yang menghubungkan pra-dan pascasinaptik
selaput. Terdapat juga enzim yang memecahkan molekul.
pengantara.

9

Membran postsynaptic (atau plat hujung) mempunyai
banyak
lipatan,
semakin meningkat
segi empat sama
dia
interaksi dengan pengantara. Tiada voltan bergantung voltan pada membran
saluran ion, tetapi ketumpatan saluran berpagar reseptor adalah tinggi (selektiviti ionnya rendah).
Bilangan reseptor pada permukaan membran postsynaptic
mungkin berbeza-beza. Jadi, dengan peruntukan yang panjang yang besar
kuantiti mediator - desensitisasi reseptor berlaku. AT
khususnya, bilangan reseptor pada
membran postsynaptic (penghapusan reseptor).
Kecuali
Ini mengurangkan sensitiviti mereka kepada pengantara.
Sebaliknya, semasa denervation, apabila pelepasan mediator secara mendadak
berkurangan, bilangan reseptor boleh meningkat dengan mendadak.
Oleh itu, sinaps adalah struktur yang sangat dinamik,
yang menentukan keplastikannya.

10. 10 PLASTIK SINAPSE

Perubahan berlaku pada semua peringkat: ia adalah perubahan
bilangan reseptor neurotransmitter dalam postsinaps,
perubahan
dalam
mereka
berfungsi
mampu
dan
pengubahsuaian selepas terjemahan.
Yang paling dikaji daripada ini ialah fosforilasi.
Ini adalah proses perubahan pantas dalam bentuk reseptor,
di mana enzim dipanggil kinase
melekatkan sisa asid fosforik pada salah satu
asid amino dalam rantai polipeptida reseptor. Ia memimpin
kepada perubahan yang sangat kuat dalam konformasi reseptor dan
boleh menjejaskan prestasinya dengan serius.
Kecuali
Untuk pergi,
fosforilasi
terdedah
banyak sasaran molekul lain yang terdapat dalam
pascasinaps. Terdapat perubahan dalam sitoskeleton, sintesis
protein tambahan secara umum dalam sel dan dalam
tulang belakang.

11. 11 Unsur sinaps neuromuskular

12.

12
ultrast
ructura
dengan gugup-
berotot
ke
sinaps

13. Pembebasan mediator dalam sinaps berlaku dalam bahagian (quanta). Kuantum pemancar terletak di vesikel sinaptik dan dilepaskan daripada

13 Teori kuantum-vesikular.
Pelepasan mediator dalam sinaps berlaku dalam bahagian
(kuanta).
Kuantum pemancar terletak dalam vesikel sinaptik dan
dibebaskan dari hujung saraf oleh eksositosis.
Pada tahun 1954 Del Castillo dan Katz
menerangkan PEP dan MEPP secara terperinci
di persimpangan neuromuskular.
Mereka mencadangkan bahawa orang tengah
dibebaskan
pasti
bahagian - quanta.
Pada tahun 1955 Pali,
pallas,
De
Robertis dan Bennett ditemui
sinaptik
vesikel
Dengan
menggunakan
elektronik
mikroskop.

14. 14 Potensi plat hujung

Potensi pascasinaptik pengujaan (EPSP) wujud
hanya secara tempatan pada membran postsynaptic. Nilainya
ditentukan oleh bilangan kuanta mediator yang dipancarkan. Berkaitan dengan
ini:
1) EPSP, tidak seperti PD, tidak tertakluk kepada undang-undang "Semua atau Tiada", tetapi
mematuhi peraturan penjumlahan:
Lebih banyak mediator dilepaskan, lebih besar nilai EPSP.
2) Perbezaan kedua antara EPSP dan PD ialah elektrotonik
pengedaran, i.e. potensi pereputan dengan jarak dari terminal
pinggan.
Daripada pengujaan - pada plat akhir direkodkan
miniatur
potensi
terminal
rekod
(MPKP),
yang merupakan gelombang kecil penyahkutuban, 0.5
mV. Asal mereka dikaitkan dengan pelepasan spontan quanta
pengantara
daripada
presinaptik
membran,
disebabkan oleh
lekatan spontan vesikel sinaptik ke membran (~1
kuantum sesaat).
Untuk kejadian EPSP, pelepasan serentak daripada
beberapa ratus kuanta pengantara.

15. 15

16. 16

Potensi dan
arus terminal
rekod pada
berbeza
jarak dari
dia

17. 17

Jika sinaps adalah rangsangan, maka ia meningkat
kebolehtelapan membran postsinaptik
natrium dan kalium. EPSP berlaku. Dia wujud
secara tempatan hanya pada membran postsynaptic. Tetapi
jika magnitud depolarisasi postsynaptic
membran mencapai tahap kritikal, kemudian EPSP
berubah menjadi potensi tindakan
sel eferen.
Jika sinaps adalah perencatan, maka neurotransmitter yang dikeluarkan
meningkatkan kebolehtelapan postsynaptic
membran untuk kalium dan klorin. Membangunkan
hiperpolarisasi (TPSP) meluas ke
membran sel eferen, meningkatkan ambang
keseronokan dan mengurangkan keterujaan.

18. 18 Potensi pasca sinaptik

19. 19 Mekanisme transformasi vPKP/EPSP kepada sel PD

19
MEKANISME TRANSFORMASI
VPKP/EPSP DALAM SEL PD
Selepas permulaan VPKD, antara depolarized
membran plat hujung dan dalam keadaan rehat
sebahagian daripada membran rangsang elektrik bagi gentian otot
bersebelahan dengan plat hujung - terdapat tempatan
semasa. Arus ini disebabkan oleh pengagihan semula ion Na+,
masuk
melalui
kemosensitif
saluran
- antara
plat hujung dan sarcolemma.
Jika magnitud arus tempatan membenarkan penyahkutuban
membran gentian otot
sebelum ini
Ekr kemudian membuka
saluran Ca 2+ yang bergantung kepada voltan pada sarcolemma, input
ion kalsium melengkapkan depolarisasi - PD berlaku,
yang kemudiannya merebak di sepanjang gentian otot.
Jadi
Jalan
VPKP
membesar
(atau
diubah) menjadi PD gentian otot.

20. 20 Sinaps neuromuskular

21. 21 Lokasi saluran kendalian reseptor dan saluran berpagar voltan pada membran sel otot.

Ca yang bergantung kepada potensi
saluran
PP= -80 mV
pascasinaptik
selaput
-80 mV
Didorong oleh reseptor
saluran
Ca yang bergantung kepada potensi
saluran
PP= -80mV

22.

22
Penghantaran pengujaan kepada saraf
- sinaps otot
persimpangan neuromuskular
penghujung presinaptik
membran postsinaptik
Konjugasi electrosecretory
Pembebasan asetilkolin
Acetylcholinesterase
H - reseptor ACh
EPSP
PD sarcolemma
Pengurangan
otot

23. 23 Metabolisme mediator: ACh

24. 24 Metabolisme mediator: ON

25. 25 Mengikut kesan yang dikenakan oleh mediator pada membran pascasinaptik, sinaps kimia dibahagikan kepada:

1. Ionotropik
2. Metabotropik

26. 26 Penghantaran pengujaan dalam sinaps kimia

1. Molekul neurotransmitter
memasuki membran
vesikel sinaptik,
bertempat di
terminal presinaptik
dan menumpukan perhatian kepada
zon aktif
membran presinaptik.
2. AP datang sepanjang akson
depolarizes
membran presinaptik.
3. Disebabkan depolarisasi
buka
bergantung kepada voltan
saluran Ca2+ dan Ca2+
memasuki terminal.
4. Peningkatan dalam intrasel
[Ca2+] mencetuskan pelakuran
vesikel sinaptik dengan
membran presinaptik
dan pelepasan neurotransmitter
celah sinaptik
(eksositosis).

27. 27 Penghantaran pengujaan dalam sinaps kimia

5. Neurotransmitter quanta,
memasuki sinaptik
celah, meresap di dalamnya.
Sebahagian daripada molekul neurotransmitter
dikaitkan dengan khusus
reseptor untuk mereka
membran postsinaptik.
6. Neurotransmitter terikat
reseptor diaktifkan
membawa kepada perubahan
polarisasi
membran postsinaptik
atau secara langsung (pembekalan ion
melalui reseptor ionotropik)
atau secara tidak langsung
pengaktifan saluran ion
melalui sistem G-protein
(reseptor metabotropik).
7. Menyahaktifkan neurotransmitter
berlaku sama ada melalui
degradasi enzimatik, atau
molekul neurotransmitter
diambil oleh sel.

28. 28 Sinaps ionotropik

28
Ionotropik
sinaps ke

29. 29 Sinaps metabotropik

30. 30 Reseptor pascasinaptik

Ionotropik
1. Cepat
2. Kompleks tunggal dengan
saluran ion
3. Bekerja untuk
pembukaan saluran
4. Nikotin
reseptor kolinergik,
reseptor GABA,
glisin
Metabotropik
1. Lambat
2. Pengaktifan
lata enzim
3. Seterusnya boleh
buka atau
dekat
(secara tidak langsung) saluran
4. Muscarinic
reseptor kolinergik,
reseptor
majoriti
neuropeptida,
majoriti
reseptor
katekolamin dan
serotonin

31. 31

32. 32

Ciri fisiologi
sinaps kimia:
- pengaliran sehala
- kelewatan sinaptik
- sifat kuantum pembebasan mediator
- pengurangan neurotransmitter dengan rangsangan yang berpanjangan
(keletihan sinaps)
- labiliti sinaps adalah kurang daripada saraf
- transformasi irama pengujaan
- sensitiviti tinggi terhadap kekurangan O2 dan racun

33. 33 Klasifikasi penyekat neuromuskular

33 Klasifikasi penyekat neuromuskular
1.) Anestetik tempatan, menghalang pengaliran pengujaan ke
membran presinaptik (novocaine, lidocaine, dll.).
2.) Penyekat yang menghalang pelepasan mediator
daripada hujung presinaptik (toksin botulinum, Mn,
prostaglandin).
3.)
penyekat,
melanggar
belakang
tangkap
presinaptik
selaput
produk
hidrolisis
pengantara (kolin),
dengan itu menghalang sintesis semulanya
(hemokolin).
4.)
Penghalang
Reseptor ACh
pada
pascasinaptik
membran:
a.) tindakan persaingan - tubocurarine.
b.) tindakan bukan persaingan - prestonal, α-bungarotoxin.
5.) Penyekat tindakan antikolinergik - menekan
cholinosterase, yang menyebabkan depolarisasi yang mendalam dan
penyahaktifan reseptor. Ini termasuk organophosphorus
sebatian: dichlorvos, karbofos.

34. 34 Sinaps elektrik.

Ciri-ciri CNS, tetapi juga terdapat dalam
pinggir (jantung, otot licin
kain itu).
Mewakili hubungan rapat
membran dua sel.
Lebar celah sinaptik ialah susunan magnitud
kurang daripada dalam sinaps kimia.
Membran kedua-dua sel berkongsi persamaan
protein integral yang terbentuk
saluran ion antara sel (nexus).
Kewujudan mereka berkurangan secara drastik
rintangan antara sel, yang membuat
kemungkinan pengagihan dua hala
depolarisasi antara sel.

35.

35
sinaps elektrik
1
3
1 - presinaptik
selaput
2 - postsynaptic
selaput
3 - perhubungan
2
3

36. 36 Ultrastruktur nexus (sentuhan celah)

37. 37 Struktur dan operasi sinaps elektrik

- lebar sinaptik
jurang 5 nm
- diameter liang 1 nm
- penurunan semasa dalam 2-4
kali
- menahan kelewatan
0.1 ms

38.

39
Perbezaan antara sinaps elektrik dan
kimia:
- ketiadaan
-
-
kelewatan sinaptik
pegangan dua hala
keghairahan
merujuk kepada mengujakan
sinaps
kurang sensitif terhadap perubahan
suhu
lebih kurang keletihan

44. 44 Hierarki komponen kontraktil struktur otot rangka

45 Sifat fisiologi otot
Keterujaan
Kekonduksian
Labiliti
Penginapan
Kontraktiliti

45. 45 Sifat fisiologi otot

46
Sifat fizikal otot
1.Extensibility - pertambahan saiz
di bawah pengaruh beban luaran.
2. Keanjalan - kembali kepada asal
keadaan selepas memunggah.
3. Keplastikan - mengekalkan yang diberikan
beban luaran, panjang.
4.Kelikatan - kekuatan tegangan.

46. ​​46 Sifat fizikal otot

47
Fungsi Otot Rangka
(membentuk sehingga 40% daripada berat badan)
1. Menggerakkan badan di angkasa
2. Menggerakkan bahagian badan masing-masing
relatif kepada kawan
3. Penyelenggaraan postur (fungsi statik)
4. Pergerakan darah dan limfa
5. Termoregulasi
6. Penyertaan dalam pernafasan
7. Perlindungan organ dalaman
8. Depot air, glikogen, protein dan garam
9. Reseptor (proprio-, baro-, nilai-,
termoreceptor).

47. 47 Fungsi otot rangka (membentuk sehingga 40% daripada berat badan)

48
Jenis gentian rangka
fasa
gentian cepat
dengan jenis glikolitik
pengoksidaan (putih)
Mereka mempunyai
luka yang kuat,
gentian cepat
jenis pengoksidaan
Laksanakan dengan pantas
luka yang kuat dan
tapi cepat penat
lemah letih
gentian perlahan
jenis pengoksidaan
Melaksanakan fungsi penyelenggaraan
postur seseorang. unit neuromotor
otot ini mengandungi paling banyak tikus. gentian
tonik
perlahan,
dengan berkesan
bekerja dalam isometrik
mod.
berotot
gentian
bukan
menjana PD
dan tidak
mematuhi undang-undang “Semua atau
tiada apa-apa".
Akson neuron motor mempunyai
banyak sinaptik
kenalan
Dengan
selaput
gentian otot

48. 48 Jenis gentian rangka

49
Mod pengecutan otot
1. bujang
2. penjumlahan (penuh dan tidak lengkap)
tetanus kemek dan licin
3. kekerapan optimum dan pesimum
luka
4. kenalan

49. 49 Mod pengecutan otot

50.

51
Teori penjumlahan kontraksi otot
1. Helmholtz - prinsip superposisi:
penambahan amplitud pengecutan tunggal.
2. Vvedensky - nilai penjumlahan
bergantung kepada keadaan berfungsi
fabrik, i.e. dari fasa mana (pengiraan
atau refraktori) digunakan seterusnya
kerengsaan.
3. Babsky - mengaitkan nilai penjumlahan dengan
pengumpulan ATP dan Ca 2+ yang tertinggal daripada
potongan sebelumnya.
4. Teori moden - dengan peningkatan
pembentukan jambatan actomyosin.

Sinaps - struktur khusus yang menyediakan pemindahan pengujaan dari satu sel yang boleh dirangsang ke yang lain. Konsep SINAPSE diperkenalkan ke dalam fisiologi oleh C. Sherrington (sambungan, hubungan). Sinaps menyediakan komunikasi berfungsi antara sel individu. Mereka dibahagikan kepada saraf neuron, neuromuskular dan sinaps sel saraf dengan sel rembesan (neuro-glandular). Terdapat tiga bahagian berfungsi dalam neuron: soma, dendrit, dan akson. Oleh itu, terdapat semua kemungkinan kombinasi hubungan antara neuron. Contohnya, axo-axonal, axo-somatic dan axo-dendritic.

Pengelasan.

1) mengikut lokasi dan kepunyaan struktur yang berkaitan:

- persisian(neuromuskular, neurosecretory, reseptor-neuronal);

- pusat(axo-somatic, axo-dendritic, axo-axonal, somato-dendritic, somato-somatic);

2) mekanisme tindakan - merangsang dan menghalang;

3) kepada cara penghantaran isyarat - kimia, elektrik, campuran.

4) bahan kimia dikelaskan mengikut mediator, dengan bantuan pemindahan dijalankan - kolinergik, adrenergik, serotonergik, glisinergik. dan lain-lain.

Struktur sinaps.

Sinaps terdiri daripada elemen utama berikut:

Membran presinaptik (dalam sinaps neuromuskular - ini adalah plat akhir):

membran postsynaptic;

celah sinaptik. Celah sinaptik dipenuhi dengan tisu penghubung yang mengandungi oligosakarida, yang memainkan peranan sebagai struktur sokongan untuk kedua-dua sel yang menghubungi.

Sistem sintesis dan pelepasan mediator.

sistem penyahaktifannya.

Dalam sinaps neuromuskular, membran presinaptik adalah sebahagian daripada membran saraf yang berakhir di kawasan hubungannya dengan serat otot, membran postsynaptic adalah sebahagian daripada membran serat otot.

Struktur sinaps neuromuskular.

1 - gentian saraf bermielin;

2 - ujung saraf dengan vesikel mediator;

3 - membran subsinaptik serat otot;

4 - celah sinaptik;

Membran 5-postsynaptic gentian otot;

6 - myofibrils;

7 - sarkoplasma;

8 - potensi tindakan gentian saraf;

9 - potensi plat hujung (EPSP):

10 - potensi tindakan gentian otot.

Bahagian membran postsinaptik yang bertentangan dengan presinaptik dipanggil membran subsinaptik. Ciri membran subsinaptik ialah kehadiran di dalamnya reseptor khas yang sensitif kepada mediator tertentu dan kehadiran saluran kemodependen. Dalam membran pascasinaptik, di luar subsinaptik, terdapat saluran berpagar voltan.

Mekanisme penghantaran pengujaan dalam sinaps pengujaan kimia. Pada tahun 1936, Dale membuktikan bahawa apabila saraf motor dirangsang, asetilkolin dilepaskan dalam otot rangka pada hujungnya. Dalam sinaps dengan penghantaran kimia, pengujaan dihantar dengan bantuan mediator (perantara) Mediator ialah bahan kimia yang memastikan penghantaran pengujaan dalam sinaps. Pengantara dalam sinaps neuromuskular ialah asetilkolin, dalam sinaps saraf saraf rangsangan dan perencatan - asetilkolin, katekolamin - adrenalin, norepinefrin, dopamin; serotonin; asid amino neutral - glutamin, aspartik; asid amino berasid - glisin, asid gamma-aminobutyric; polipeptida: bahan P, enkephalin, somatostatin; bahan lain: ATP, histamin, prostaglandin.

Pengantara, bergantung pada sifat mereka, dibahagikan kepada beberapa kumpulan:

Monoamines (acetylcholine, dopamine, norepinephrine, serotonin.);

Asid amino (asid gamma-aminobutyric - GABA, asid glutamat, glisin, dll.);

Neuropeptida (bahan P, endorfin, neurotensin, ACTH, angiotensin, vasopressin, somatostatin, dll.).

Pengumpulan mediator dalam pembentukan presinaptik berlaku kerana pengangkutannya dari kawasan perinuklear neuron dengan bantuan axstock yang cepat; sintesis mediator yang berlaku dalam terminal sinaptik daripada produk belahannya; pengambilan semula neurotransmitter dari celah sinaptik.

Ujung saraf presinaptik mengandungi struktur untuk sintesis neurotransmitter. Selepas sintesis, neurotransmitter dibungkus ke dalam vesikel. Apabila dirangsang, vesikel sinaptik ini bergabung dengan membran presinaptik dan neurotransmitter dilepaskan ke dalam celah sinaptik. Ia meresap ke membran postsynaptic dan mengikat di sana kepada reseptor tertentu. Hasil daripada pembentukan kompleks neurotransmitter-reseptor, membran postsynaptic menjadi telap kepada kation dan depolarizes. Ini menghasilkan potensi pascasinaptik yang menggembirakan dan kemudian potensi tindakan. Pengantara disintesis dalam terminal presinaptik daripada bahan yang dibekalkan di sini oleh pengangkutan akson. Pengantara "tidak aktif", i.e. sama ada dibelah atau dikeluarkan dari celah sinaptik oleh mekanisme pengangkutan terbalik ke terminal presinaptik.

Nilai ion kalsium dalam rembesan mediator.

Rembesan mediator adalah mustahil tanpa penyertaan ion kalsium dalam proses ini. Apabila depolarisasi membran presinaptik, kalsium memasuki terminal presinaptik melalui saluran kalsium berpagar voltan tertentu dalam membran ini. Kepekatan kalsium dalam axoplasma ialah 110 -7 M, dengan kemasukan kalsium dan meningkatkan kepekatannya kepada 110 - Rembesan mediator 4 M berlaku. Kepekatan kalsium dalam axoplasma selepas penghujung pengujaan dikurangkan oleh kerja sistem: pengangkutan aktif dari terminal, penyerapan oleh mitokondria, mengikat oleh sistem penimbal intraselular. Semasa rehat, pengosongan vesikel yang tidak teratur berlaku, dengan pembebasan bukan sahaja molekul tunggal pengantara, tetapi juga pembebasan bahagian, kuanta pengantara. Kuantum asetilkolin merangkumi kira-kira 10,000 molekul.

Sinaps ialah tempat hubungan sel saraf dengan neuron atau organ eksekutif yang lain. Semua sinaps dibahagikan kepada kumpulan berikut:

1. Dengan mekanisme penghantaran:

a. Elektrik. Di dalamnya, pengujaan dihantar melalui medan elektrik. Oleh itu, ia boleh dihantar dalam kedua-dua arah. Terdapat sedikit daripada mereka dalam CNS.

b. bahan kimia. Pengujaan melalui mereka dihantar dengan bantuan FAV - neurotransmitter. Kebanyakan mereka berada dalam CNS.

dalam. bercampur.

2. Mengikut penyetempatan:

a. Pusat, terletak di Ts.N.S.

b. Periferi, di luarnya. Ini adalah sinaps neuromuskular dan sinaps bahagian periferi sistem saraf autonomi.

3. Mengikut fisiologi:

a. Mengujakan

b. Brek

4. Bergantung kepada neurotransmitter yang digunakan untuk penghantaran:

a. Kolinergik - mediator acetylcholine (ACh).

b. Adrenergik - norepinephrine (NA).

dalam. Serotonergik - serotonin (ST).

d. Glycinergic - asid amino glycine (GLI).

e. GABAergic - asid gamma-aminobutyric (GABA).

e. Dopaminergik - dopamin (DA).

dan. Mediator peptidergik adalah neuropeptida. Khususnya, peranan neurotransmitter dilakukan oleh bahan P, peptida opioid β-endorphin, dsb.

Diandaikan bahawa terdapat sinaps di mana fungsi mediator dilakukan oleh histamin, ATP, glutamat, aspartat.

5. Mengikut lokasi sinaps:

a. Axo-dendritic (antara akson satu dan dendrit neuron kedua).

b. Axo-axonal

dalam. Axo-somatik

Dendro-somatik

e. Dendro-dendritik

Tiga jenis pertama adalah yang paling biasa.

Struktur semua sinaps kimia mempunyai persamaan asas. Sebagai contoh, sinaps axo-dendritik terdiri daripada unsur-unsur berikut:

1. Penghujung presinaptik atau terminal (hujung akson).

2. Plak sinaptik, penebalan hujungnya.

3. Membran presinaptik yang meliputi penghujung presinaptik.

4. Vesikel sinaptik dalam plak yang mengandungi neurotransmitter.

5. Membran postsynaptic yang meliputi kawasan dendrit bersebelahan dengan plak.

6. Celah sinaptik yang memisahkan membran pra dan selepas sinaptik, lebar 10-50 nM.

7. Kemoreseptor, protein yang dibina ke dalam membran postsynaptic dan khusus untuk neurotransmitter. Sebagai contoh, dalam sinaps kolinergik, ini adalah reseptor kolinergik, sinaps adrenergik adalah adrenoreceptor, dsb. nasi.

Neurotransmiter mudah disintesis dalam penghujung presinaptik, neurotransmitter peptida disintesis dalam soma neuron, dan kemudian diangkut sepanjang akson ke penghujung.

J Mekanisme penghantaran pengujaan dalam sinaps kimia

Mediator yang terkandung dalam vesikel sinaptik terbentuk sama ada dalam badan neuron (dan memasuki penghujung sinaptik, setelah melalui seluruh akson), atau dalam plak sinaptik itu sendiri. Untuk sintesis mediator, enzim diperlukan yang terbentuk dalam badan sel pada ribosom. Dalam plak sinaptik, molekul mediator terkumpul dan "dibungkus" ke dalam vesikel, di mana ia disimpan sehingga dibebaskan. Didapati (A. Fett dan B. Katz, 1952) bahawa satu vesikel mengandungi 3 hingga 10 ribu molekul asetilkolin . Kuantum ini dipanggil kuantum pengantara. Apabila saraf teriritasi di bahagian presinaptik sinaps, dari 250 hingga 500 vesikel dimusnahkan. Kedatangan impuls saraf (PD) dalam plak sinaptik menyebabkan depolarisasi membran presinaptik dan peningkatan kebolehtelapannya untuk ion Ca2+. Ion Ca2+ yang memasuki plak sinaptik menyebabkan percantuman vesikel sinaptik dengan membran presinaptik dan pelepasan kandungannya (eksositosis) ke dalam celah sinaptik. Selepas pembebasan mediator, bahan vesikel digunakan untuk membentuk vesikel baru. Molekul pemancar meresap melalui celah sinaptik dan mengikat kepada reseptor yang terletak pada membran pascasinaptik, yang mampu mengenali struktur molekul mediator. Resapan mediator melalui celah sinaptik mengambil masa kira-kira 0.5 ms. Apabila molekul reseptor mengikat kepada mediator, konfigurasinya berubah, yang membawa kepada pembukaan saluran ion dan kemasukan ion ke dalam sel pascasinaptik, menyebabkan depolarisasi atau hiperpolarisasinya. membran, bergantung pada sifat mediator yang dilepaskan dan struktur reseptor molekul. Molekul mediator, selepas bertindak ke atas reseptor, segera dikeluarkan dari celah sinaptik sama ada melalui penyerapan semula oleh membran presinatik, atau melalui resapan, atau oleh enzimatik. hidrolisis. Acetylcholine dihidrolisiskan oleh enzim acetylcholinesterase yang terletak pada membran postsynaptic. Kemudian produk belahan diserap semula ke dalam plak dan sekali lagi ditukar di sana menjadi asetilkolin. Nor-adrenalin dihidrolisiskan oleh enzim monoamine oxidase. Potensi postsynaptic yang merangsang dan menghalang. Dalam sinaps pengujaan, saluran natrium dan kalium tertentu terbuka di bawah tindakan asetilkolin. Dan ion Na + masuk ke dalam sel, dan ion K + meninggalkannya mengikut kecerunan kepekatannya. Akibatnya, depolarisasi membran postsynaptic berlaku. Ia dipanggil potensi postsynaptic excitatory (EPSP). Amplitudnya kecil, tetapi tempohnya lebih lama daripada potensi tindakan. Dalam sinaps perencatan, pelepasan mediator meningkatkan kebolehtelapan membran pascasinaptik dengan membuka saluran khusus untuk ion K+ dan SG. Bergerak mengikut kecerunan kepekatan, ion-ion ini menyebabkan hiperpolarisasi membran, dipanggil potensi pascasinaptik perencatan (IPSP).

sinaps elektrik

Sinaps elektrik mempunyai struktur khas. Lebar celah sinaptik ialah 2-3 nm, dan jumlah rintangan kepada arus dari sisi membran dan cecair yang mengisi celah adalah sangat kecil. Ion yang membawa arus elektrik tidak boleh melalui membran lipid, jadi ia dihantar melalui protein saluran. Sambungan antara sel sedemikian dipanggil nexuses, atau "gap junctions" (Rajah 42). Dalam setiap dua membran sel bersebelahan diedarkan secara tetap pada selang waktu yang kecil<<коннексоны>> menembusi keseluruhan ketebalan membran. Mereka terletak sedemikian rupa sehingga pada titik sentuhan sel mereka bertentangan antara satu sama lain, dan jurang mereka berada pada baris yang sama. Saluran yang terbentuk dengan cara ini mempunyai diameter besar, yang bermaksud kekonduksian tinggi untuk ion; molekul yang agak besar pun boleh melaluinya. Persimpangan jurang adalah perkara biasa dalam CNS dan cenderung untuk menyambung kumpulan sel yang berfungsi secara serentak.

Impuls melalui sinaps tanpa berlengah-lengah, boleh dijalankan dalam kedua-dua arah, dan penghantarannya tidak terjejas oleh ubat atau bahan kimia lain

ke-22 Sinaps neuromuskular

Persimpangan neuromuskular ialah sejenis sinaps khusus antara hujung neuron motor (motoneuron) dan endomisium gentian otot. Setiap gentian otot mempunyai kawasan khusus - plat hujung motor, di mana akson cabang neuron motor, membentuk cawangan tidak bermielin yang berjalan dalam alur cetek di sepanjang permukaan membran otot. Membran sel otot - sarcolemma - membentuk banyak lipatan dalam yang dipanggil lipatan postsynaptic. Sitoplasma hujung neuron motor adalah serupa dengan kandungan plak sinaptik. Mekanisme pemindahan pengujaan adalah sama. Akibat pengujaan neuron motor, depolarisasi permukaan sarcolemma berlaku, dipanggil potensi plat akhir (EPP). Magnitud potensi ini mencukupi untuk menjana potensi tindakan yang merambat sepanjang sarcolemma jauh ke dalam serat dan menyebabkan pengecutan otot.

Neuron ke-23 adalah unit struktur dan fungsi utama sistem saraf. Neuron adalah sel yang sangat khusus disesuaikan untuk menerima, pengekodan, pemprosesan, penyepaduan, penyimpanan dan penghantaran maklumat. Neuron terdiri daripada badan dan proses dua jenis: dendrit bercabang pendek dan proses panjang - akson (Rajah 42). Badan sel mempunyai diameter 5 hingga 150 mikron. Ia adalah pusat biosintetik neuron, di mana proses metabolik yang kompleks berlaku. Tubuh mengandungi nukleus dan sitoplasma, yang mengandungi banyak organel yang terlibat dalam sintesis protein selular (protein). Akson. Proses berfilamen panjang akson berlepas dari badan sel, yang melaksanakan fungsi menghantar maklumat. Akson ditutup dengan sarung myelin khas yang mewujudkan keadaan optimum untuk penghantaran isyarat. Hujung akson bercabang kuat, cawangan terminalnya membentuk hubungan dengan banyak sel lain (saraf, otot, dll.). Kelompok akson membentuk gentian saraf.
Dendrit ialah proses bercabang tinggi yang meluas dalam jumlah besar dari badan sel. Sehingga 1000 dendrit boleh berlepas dari satu neuron. Badan dan dendrit ditutup dengan satu membran dan membentuk permukaan reseptif (reseptif) sel. Ia mengandungi kebanyakan kenalan dari sel saraf lain - sinaps. Dinding sel - membran - adalah penebat elektrik yang baik. Pada kedua-dua belah membran terdapat perbezaan potensi elektrik - potensi membran, tahap yang berubah apabila kenalan sinaptik diaktifkan. Sinaps mempunyai struktur yang kompleks (lihat Rajah 42). Ia dibentuk oleh dua membran: presinaptik dan postsinaptik. Membran presinaptik terletak di hujung akson yang menghantar isyarat; postsynaptic - pada badan atau dendrit yang dihantar isyarat. Dalam sinaps, apabila isyarat tiba, dua jenis bahan kimia dibebaskan daripada vesikel sinaptik - pengujaan (acetylcholine, adrenaline, norepinephrine) dan perencatan (serotonin, asid gamma-aminobutyric). Bahan-bahan ini - mediator, bertindak pada membran postsynaptic, mengubah sifatnya di kawasan hubungan. Dengan pembebasan mediator pengujaan, potensi pascasinaptik rangsangan (EPSP) timbul di kawasan sentuhan, dengan tindakan mediator perencatan, potensi pascasinaptik perencatan (IPSP), masing-masing timbul. Penjumlahan mereka membawa kepada perubahan dalam potensi intraselular ke arah depolarisasi atau hiperpolarisasi. Apabila depolarisasi, sel menjana impuls yang dihantar sepanjang akson ke sel lain atau organ yang berfungsi. Semasa hiperpolarisasi, neuron memasuki keadaan perencatan dan tidak menghasilkan aktiviti impuls (Rajah 43). Kepelbagaian dan kepelbagaian sinaps memberikan kemungkinan sambungan interneuronal yang luas dan penyertaan neuron yang sama dalam persatuan fungsi yang berbeza.

Pengelasan

Klasifikasi struktur

Berdasarkan bilangan dan susunan dendrit dan akson, neuron dibahagikan kepada neuron bukan akson, unipolar, neuron pseudo-unipolar, neuron bipolar, dan neuron multipolar (banyak batang dendritik, biasanya eferen).

Neuron tanpa akson- sel-sel kecil, dikumpulkan berhampiran saraf tunjang dalam ganglia intervertebral, yang tidak mempunyai tanda-tanda anatomi pemisahan proses menjadi dendrit dan akson. Semua proses dalam sel adalah sangat serupa. Tujuan fungsi neuron tanpa akson kurang difahami.

Neuron unipolar- neuron dengan satu proses, terdapat, sebagai contoh, dalam nukleus deria saraf trigeminal di otak tengah.

neuron bipolar- neuron dengan satu akson dan satu dendrit, terletak dalam organ deria khusus - retina, epitelium penciuman dan mentol, ganglia auditori dan vestibular.

Neuron berbilang kutub- Neuron dengan satu akson dan beberapa dendrit. Jenis sel saraf ini mendominasi sistem saraf pusat.

Neuron pseudo-unipolar- unik dalam jenis mereka. Satu proses berlepas dari badan, yang segera membahagi dalam bentuk T. Keseluruhan saluran tunggal ini ditutup dengan sarung mielin dan secara struktur mewakili akson, walaupun di sepanjang salah satu cabang, pengujaan bukan dari, tetapi ke badan neuron. Dari segi struktur, dendrit adalah akibat pada penghujung proses (periferal) ini. Zon pencetus adalah permulaan percabangan ini (iaitu, ia terletak di luar badan sel). Neuron sedemikian terdapat dalam ganglia tulang belakang.

Walaupun ciri-ciri utama organisasi mempunyai persamaan, sinaps kimia berbeza dalam mediator yang digunakan, sifat tindakan dan lokasi. Atas sebab ini, terdapat banyak cara untuk mengklasifikasikan sinaps kimia.

Oleh jenis mediator sinaps dibahagikan kepada cholinergik (mediator - ACh), glutamatergik (mediator - glutamat), adrenergik (mediator - norepinephrine), dopaminergik (mediator - dopamine), dll.

Oleh kesan sinaps dibahagikan kepada rangsangan dan perencatan.

Oleh lokasi dalam sistem saraf sinaps dibahagikan kepada pusat (terletak dalam sistem saraf pusat) dan periferi (terletak dalam sistem saraf periferal).

Sinapsis periferal adalah hubungan akson dengan semua jenis otot, serta dengan sel kelenjar. Sinaps periferi lebih besar daripada yang tengah dan mencapai saiz 50-100 mikron (Rajah 3.26). Jadi, pada setiap gentian otot rangka yang matang terdapat hanya satu sinaps neuromuskular yang dibentuk oleh terminal saraf akson neuron motor.

nasi. 3.26.

Penghantaran sinaptik pada plat akhir berlaku dengan penyertaan pengantara ACh dan membawa kepada penjanaan PCR amplitud tinggi (30-40 mV). PPP sedemikian adalah 2-3 kali lebih tinggi daripada ambang untuk penjanaan AP. Oleh itu, setiap AP presinaptik tunggal, menyebabkan penjanaan PEP amplitud tinggi, dalam 100% kes membawa kepada penjanaan AP otot dan penguncupan gentian otot seterusnya.

Sinaps dengan organ dalaman (sel otot licin, kardiomiosit, atau sel kelenjar) membentuk akson neuron simpatis dan parasimpatetik pascaganglionik. Sebagai peraturan, dalam akson sedemikian, pengelompokan vesikel dan pembebasan mediator tidak berlaku dari tunas tunggal terakhir, seperti dalam sinaps neuromuskular, tetapi sepanjang perjalanan akson dari banyak vena varikos. Terdapat sehingga 250-300 sambungan sedemikian setiap 1 mm panjang akson. Jarak antara membran iresynaptic dan postsynaptic dalam sinaps tersebut adalah besar, dari 80 hingga 250 nm, dan neurotransmitter yang dikeluarkan mengarahkan tindakannya ke reseptor iostsynatik metabotropik.

11a rajah. 3.27 menunjukkan contoh sinaps yang dibentuk oleh gentian parasimpatetik iostganglionik dalam tisu otot licin perut. Ia boleh dilihat bahawa sepanjang perjalanan akson parasimpatetik postganglionik terdapat banyak varises yang mengandungi vesikel sinaptik dengan mediator ACh. Saluran Ca 2+ terletak di sini sebagai sebahagian daripada membran presinaptik. Oleh itu, di bawah pengaruh AP yang merambat sepanjang akson dan disebabkan oleh depolarisasi, kemasukan ion kalsium ke dalam vena varikos berlaku di dalamnya, eksositosis vesikel berlaku, i.e. pelepasan quanta mediator.

nasi. 3.27.

Apabila ACh berinteraksi dengan mChR metabotropik membran pascasinaptik, selepas kelewatan sinaptik yang lama (1.5-2 ms berbanding 0.3-0.5 ms dalam sinaps pantas), EPSP yang berlangsung selama 20-50 ms berlaku. Untuk berlakunya AP dalam sel otot licin, adalah perlu untuk mencapai amplitud ambang EPSP 8-25 mV. Sebagai peraturan, isyarat presinaptik tunggal (AP tunggal) tidak mencukupi untuk menyebabkan ion kalsium memasuki vena varikos dan mencetuskan eksositosis vesikel. Oleh itu, pembebasan mediator dari vena varikos akson postganglionik dijalankan hanya di bawah tindakan jumlah tertentu (tampar) AP presinaptik berturut-turut. Penggerakan penghantaran dalam sentuhan tersebut menyebabkan perubahan dalam nada gentian otot di dinding organ dalaman atau menyebabkan rembesan dalam sel kelenjar.

sinaps pusat mempunyai kepelbagaian struktur yang sangat besar. Yang paling banyak ialah sinaps axodendritic dan axosomatic - hubungan antara terminal saraf akson satu sel dan dendrit atau badan sel lain (Rajah 3.28).

nasi. 3.28.

Walau bagaimanapun, terdapat semua pilihan lain: dendro-dendritik, somatodendritik, axo-axonal dan jenis sinaps lain. Ultrastruktur terminal saraf dalam CYS menunjukkan ciri ciri sinaps kimia: kehadiran vesikel sinaptik, zon aktif dalam tunas presinaptik, dan reseptor postsynaptic pada membran sel sasaran. Perbezaannya ialah saiz kecil sinaps pusat. Oleh itu, dalam CNS, dalam sinaps kimia dalam tunas presinaptik, bilangan zon aktif tidak melebihi 10, dan dalam majoriti ia dikurangkan kepada 1-2. Ini disebabkan oleh saiz tunas presinaptik yang kecil (1–2 μm).

Bersama-sama dengan sinaps mudah, yang terdiri daripada satu pengakhiran pra dan satu pascasinaps, sinaps kompleks juga wujud dalam sistem saraf pusat. Mereka dibahagikan kepada beberapa kumpulan. Dalam satu kumpulan sinaps kompleks, penghujung presinaptik akson membentuk beberapa cabang - pertumbuhan membran yang berakhir dengan tunas kecil. Dengan bantuan mereka, akson menghubungi dendrit beberapa neuron sekaligus. Dalam kumpulan sinaps kompleks yang lain, penghujung presinaptik akson yang berbeza menumpu pada pertumbuhan kecil seperti cendawan dendrit (tulang belakang dendritik). Penghujung ini menutup rapat zon postsynaptic - kepala tulang belakang. Glomeruli sinaptik, kumpulan padat proses neuron berbeza yang membentuk sejumlah besar sinaps bersama, mempunyai struktur yang lebih kompleks. Biasanya glomeruli tersebut dikelilingi oleh sarung sel glial (lihat Rajah 3.28).

Sinaps boleh dianggap sebagai unit berfungsi tisu saraf, yang memastikan penghantaran maklumat dalam sistem saraf. Walau bagaimanapun, interaksi sinaps kerja bersebelahan adalah keadaan yang sama penting untuk pemprosesan maklumat dalam sistem saraf pusat. Ia adalah kehadiran sinaps kompleks (terutamanya glomeruli sinaptik) yang menjadikan proses ini sangat cekap. Oleh itu, adalah jelas mengapa bilangan sinapsis kompleks terbesar terletak tepat di kawasan otak di mana pemprosesan isyarat paling kompleks berlaku - dalam korteks serebrum otak depan, korteks serebelum, dan talamus.

Bilangan sinaps pada membran satu neuron pusat berkisar secara purata dari 2-5 ribu hingga 15 ribu atau lebih. Lokasi kenalan sangat berubah-ubah. Sinaps terdapat pada badan neuron, dendritnya, dan pada tahap yang lebih rendah pada akson. Yang paling penting untuk aktiviti sel saraf adalah hubungan dengan soma mereka, pangkal dendrit, serta titik cawangan pertama dendrit. Fungsi presinaptik paling kerap dilakukan oleh ramifikasi terminal akson (tunas presinantik) atau sambungan varikos di sepanjang akson. Kurang kerap, cawangan dendritik nipis boleh bertindak sebagai struktur bukan sinaptik.

Seperti yang telah kita nyatakan, potensi postsynaptic dalam sinaps kimia boleh sama ada depolarizing dan excitatory (VISI) atau hyperpolarizing and inhibitory (TPSP).

• pengenalan
• Klasifikasi sinaps
• Hipotesis porositosis
• Kesimpulan
• Bibliografi

pengenalan

Sehingga kini, beberapa teknologi untuk implantasi pelbagai organ buatan telah dicipta, yang untuk masa yang lama tidak ditolak oleh badan. Salah satu masalah yang menghalang perkembangan industri ini ialah integrasi sistem saraf dan peranti sibernetik. Ringkasnya, dalam mewujudkan hubungan antara saraf dan pemproses prostesis.

Jalan keluar dari masalah ini - anggun, dan tidak memerlukan pengenalan kasar elektrod ke dalam tisu saraf - adalah untuk mewujudkan sambungan sinaptik. Sinaps - produk semula jadi itu sendiri - adalah satu bentuk integrasi yang ideal bagi kerja kedua-dua pelbagai hujung saraf dan organ efektor (otot, tisu rembesan).

Untuk melakukan ini, adalah perlu untuk mengkaji struktur dan fisiologi pelbagai sinaps.

fisiologi impuls saraf sinaps

Peruntukan am dan sejarah penemuan

Sinaps ialah titik hubungan antara dua neuron atau antara neuron dan sel efektor penerima. Ia berfungsi untuk menghantar impuls saraf antara dua sel, dan semasa penghantaran sinaptik, amplitud dan kekerapan isyarat boleh dikawal. Penghantaran impuls dilakukan secara kimia dengan bantuan mediator atau elektrik melalui laluan ion dari satu sel ke sel yang lain. Sebagai peraturan, sinaps difahami sebagai sinaps kimia di mana isyarat dihantar menggunakan neurotransmitter. Sinaps biasa ialah pembentukan yang dibentuk oleh terminal akson satu neuron dan dendrit yang lain (sinaps axo-dendritic). Tetapi terdapat jenis lain: axosomatic, axo-axonal dan dendro-dendritic. Sinaps antara akson neuron motor dan gentian otot rangka dipanggil plat hujung motor, atau persimpangan neuromuskular. Terdapat dua jenis sinaps dalam sistem saraf: sinaps rangsangan dan perencatan. Dalam sinaps rangsang, satu sel menyebabkan pengaktifan sel yang lain. Dalam kes ini, pengantara pengujaan menyebabkan depolarisasi - aliran ion Na + tergesa-gesa ke dalam sel. Dalam sinaps perencatan, satu sel menghalang pengaktifan sel lain. Ini disebabkan oleh fakta bahawa mediator perencatan menyebabkan aliran ion bercas negatif ke dalam sel, jadi penyahkutuban tidak berlaku.

Impuls saraf memasuki sinaps melalui penghujung presinaptik, yang dihadkan oleh membran presinaptik (bahagian presinaptik) dan dirasakan oleh membran postsynaptic (bahagian postsynaptic). Celah sinaptik terletak di antara membran. Penghujung presinaptik mengandungi banyak mitokondria dan vesikel presinaptik yang mengandungi neurotransmitter. Impuls saraf memasuki hujung presinaptik menyebabkan mediator dilepaskan ke celah sinaptik. Molekul mediator bertindak balas dengan protein reseptor spesifik membran sel, mengubah kebolehtelapannya untuk ion tertentu, yang membawa kepada kemunculan potensi tindakan. Bersama-sama dengan sinaps kimia, terdapat sinaps elektrotonik, di mana penghantaran impuls berlaku secara langsung dengan cara bioelektrik, antara sel yang menghubungi.

Bergantung pada sifat isyarat yang melalui sinaps, sinaps dibahagikan kepada sinaps elektrik dan sinaps kimia. Sinaps kimia ialah sinaps di mana penghantaran dilakukan dengan bantuan bahan aktif secara biologi, dan bahan yang menjalankan penghantaran adalah neurotransmitter.

· Pada tahun 1897, Sherrington merumuskan konsep sinaps.

· Untuk kajian sistem saraf, termasuk penghantaran sinaptik, pada tahun 1906 Hadiah Nobel telah dianugerahkan kepada Golgi dan Ramon y Cajal.

· Pada tahun 1921, saintis Austria O. Loewi (O. Loewi) menubuhkan sifat kimia penghantaran pengujaan melalui sinaps dan peranan asetilkolin di dalamnya. Menerima Hadiah Nobel pada tahun 1936 bersama G. Dale (N. Dale).

· Pada tahun 1933, saintis Soviet A.V. Kibyakov mewujudkan peranan adrenalin dalam penghantaran sinaptik.

· 1970 - B. Katz (V. Katz, UK), U. von Euler (U. v. Euler, Sweden) dan J. Axelrod (J. Axelrod, Amerika Syarikat) menerima Hadiah Nobel kerana menemui peranan norepinephrine dalam sinaptik penularan.

Klasifikasi sinaps

Mengikut mekanisme penghantaran impuls saraf:

kimia - ini adalah tempat hubungan rapat antara dua sel saraf, untuk penghantaran impuls saraf melalui mana sel sumber melepaskan bahan khas, neurotransmiter, ke dalam ruang antara sel, kehadirannya dalam celah sinaptik merangsang atau menghalang sel penerima.

elektrik (ephaps) - tempat yang lebih rapat bagi sepasang sel, di mana membran mereka disambungkan menggunakan pembentukan protein khas - connexons (setiap connexon terdiri daripada enam subunit protein). Jarak antara membran sel dalam sinaps elektrik ialah 3.5 nm (antara sel biasa ialah 20 nm). Oleh kerana rintangan cecair ekstraselular adalah kecil (dalam kes ini), impuls melalui sinaps tanpa berlengah-lengah. Sinaps elektrik biasanya merangsang.

sinaps bercampur - potensi tindakan presinaptik menghasilkan arus yang menyahkutub membran postsinaptik sinaps kimia biasa, di mana membran pra dan pascasinaptik tidak sesuai dengan rapat. Oleh itu, dalam sinaps ini, penghantaran kimia berfungsi sebagai mekanisme pengukuhan yang diperlukan.

Sinaps kimia yang paling biasa. Untuk sistem saraf mamalia, sinaps elektrik adalah kurang ciri daripada kimia.

Oleh lokasi dan aksesori struktur :

persisian

neuromuskular

neurosecretory (axo-vasal)

reseptor-neuron

pusat

axo-dendritic - dengan dendrit, termasuk

axo-spiky - dengan duri dendritik, hasil pada dendrit;

axo-somatik - dengan badan neuron;

axo-axonal - antara akson;

dendro-dendritik - antara dendrit;

Oleh neurotransmitter :

· aminergik, mengandungi amina biogenik (contohnya, serotonin, dopamin);

Termasuk adrenergik, mengandungi adrenalin atau norepinefrin;

kolinergik, mengandungi asetilkolin;

Purinergic, mengandungi purin;

peptidergik yang mengandungi peptida.

Pada masa yang sama, hanya satu pengantara tidak selalu dihasilkan dalam sinaps. Biasanya pengantara utama dikeluarkan bersama-sama dengan yang lain, yang memainkan peranan sebagai modulator.

Mengikut tanda tindakan

Mengujakan

brek.

Sekiranya yang pertama menyumbang kepada kemunculan pengujaan dalam sel postsynaptic (akibat penerimaan impuls, membran depolarize di dalamnya, yang boleh menyebabkan potensi tindakan dalam keadaan tertentu.), Kemudian yang terakhir, sebaliknya, hentikan atau cegah kejadiannya, cegah penyebaran impuls selanjutnya. Biasanya perencatan adalah glisinergik (pengantara - glisin) dan sinaps GABAergik (pengantara - asid gamma-aminobutirik).

Terdapat dua jenis sinaps perencatan:

1) sinaps, di hujung presinaptik yang mana mediator dilepaskan, hiperpolarisasi membran pascasinaptik dan menyebabkan kemunculan potensi pascasinaptik yang menghalang;

2) sinaps axo-axonal, menyediakan perencatan presinaptik. Sinaps kolinergik (s. cholinergica) - sinaps di mana asetilkolin adalah perantara.

Dalam sesetengah sinaps, pemadatan postsynaptic hadir - zon padat elektron yang terdiri daripada protein. Mengikut kehadiran atau ketiadaannya, sinaps asimetri dan simetri dibezakan. Adalah diketahui bahawa semua sinaps glutamatergik adalah tidak simetri, manakala sinaps GABAergik adalah simetri.

Dalam kes di mana beberapa sambungan sinaptik bersentuhan dengan membran pascasinaptik, berbilang sinaps terbentuk.

Radas berduri, di mana tonjolan pendek tunggal atau berbilang membran pascasinaptik dendrit bersentuhan dengan pengembangan sinaptik, adalah bentuk khas sinaps. Radas berduri dengan ketara meningkatkan bilangan hubungan sinaptik pada neuron dan, akibatnya, jumlah maklumat yang diproses. Sinaps "bukan tulang belakang" dipanggil "sessile". Sebagai contoh, semua sinaps GABAergik adalah sessile.

Struktur sinaps kimia

Sebilangan besar sinaps dalam sistem saraf kerajaan haiwan adalah sinaps kimia. Mereka dicirikan oleh kehadiran beberapa ciri biasa, walaupun, bagaimanapun, saiz dan bentuk komponen pra dan pascasinaptik berbeza-beza secara meluas. Sinaps dalam korteks serebrum mamalia mempunyai akson praterminal kira-kira 100 nanometer tebal dan tunas presinaptik dengan diameter purata kira-kira 1 mikrometer.

Sinaps kimia terdiri daripada dua bahagian: presinaptik, dibentuk oleh sambungan berbentuk kelab pada hujung akson sel pemancar, dan postsynaptic, diwakili oleh kawasan sentuhan membran plasma sel penerima. Di antara kedua-dua bahagian terdapat jurang sinaptik - jurang 10-50 nm lebar antara membran postsynaptic dan presinaptik, yang tepinya diperkuat dengan hubungan antara sel.

Bahagian axolemma sambungan berbentuk kelab bersebelahan dengan celah sinaptik dipanggil membran presinaptik. Bahagian sitolemma sel perceiving, yang mengehadkan celah sinaptik pada bahagian yang bertentangan, dipanggil membran postsynaptic; dalam sinaps kimia ia melegakan dan mengandungi banyak reseptor.

Dalam pengembangan sinaptik, terdapat vesikel kecil, yang dipanggil vesikel presinaptik atau sinaptik, yang mengandungi sama ada mediator (pengantara dalam penghantaran pengujaan) atau enzim yang memusnahkan mediator ini. Pada postsynaptic, dan selalunya pada membran presinaptik, terdapat reseptor untuk satu atau satu mediator lain.

Saiz vesikel presinaptik yang sama dalam semua sinaps yang dikaji (40-50 nanometer) pertama kali dianggap sebagai bukti bahawa setiap vesikel adalah kelompok minimum yang pelepasannya diperlukan untuk menghasilkan isyarat sinaptik. Vesikel terletak bertentangan dengan membran presinaptik, yang disebabkan oleh tujuan fungsinya untuk pembebasan mediator ke dalam celah sinaptik. Juga berhampiran vesikel presinaptik terdapat sejumlah besar mitokondria (menghasilkan adenosin trifosfat) dan struktur gentian protein yang teratur.

Celah sinaptik ialah ruang selebar 20 hingga 30 nanometer antara vesikel presinaptik dan membran pascasinaptik, yang mengandungi struktur pengikatan pra dan pascasinaps yang dibina daripada proteoglycan. Lebar jurang sinaptik dalam setiap kes individu adalah disebabkan oleh fakta bahawa pengantara yang diekstrak daripada presinaps mesti melalui postsynaps dalam masa yang jauh kurang daripada frekuensi isyarat saraf ciri neuron membentuk sinaps (masa ia mengambil pengantara untuk melepasi dari pra-ke membran pascasinaptik adalah dalam urutan beberapa mikrosaat) .

Membran postsynaptic tergolong dalam sel yang menerima impuls saraf. Mekanisme penterjemahan isyarat kimia pengantara ke dalam potensi tindakan elektrik pada sel ini adalah reseptor - makromolekul protein yang tertanam dalam membran postsynaptic. Dengan bantuan teknik ultramikroskopik khas, sejumlah besar maklumat mengenai struktur terperinci sinaps telah diperolehi dalam beberapa tahun kebelakangan ini.

Oleh itu, struktur tersusun lekukan seperti kawah berdiameter 10 nanometer, ditekan ke dalam, ditemui pada membran presinaptik. Pada mulanya ia dipanggil sinaptopori, tetapi kini struktur ini dipanggil tapak lampiran vesikel (VSP). Bekas itu disusun dalam kumpulan tersusun enam ceruk berasingan di sekeliling apa yang dipanggil tonjolan padat. Oleh itu, tonjolan padat membentuk struktur segi tiga biasa pada bahagian dalam membran presinaptik, dan SSV adalah heksagon, dan merupakan tapak di mana vesikel terbuka dan mengeluarkan neurotransmitter ke dalam celah sinaptik.

Struktur sinaps elektrik

Tidak seperti sinaps kimia, celah sinaptik dalam sinaps elektrik adalah sangat sempit (kira-kira 3.5 nanometer). Melalui celah sinaptik jenis sinaps ini, saluran protein tersusun mengikut ruang dengan laluan liang hidrofilik, setiap satu diameter kira-kira 5 nanometer, yang menebuk membran pra dan selepas sinaptik dan dipanggil penghubung. Dalam protostom (nematod, moluska, arthropoda), connexons dibentuk oleh protein pannexins atau innexins); dalam deuterostomes (ascidian, vertebrata), connexons dibina daripada protein jenis yang berbeza - connexins, yang dikodkan oleh kumpulan gen yang berbeza. Pannexin mahupun connexin belum ditemui dalam echinoderms; mereka mungkin mempunyai keluarga protein lain yang membentuk simpang jurang dan sinaps elektrik.

Vertebrata mempunyai kedua-dua pannexin dan connexin. Tetapi setakat ini, tiada sinaps elektrik tunggal telah dikenal pasti dalam vertebrata, di mana saluran antara sel akan dibentuk oleh pannexin.

Ion dan molekul kecil, termasuk pewarna pendarfluor yang dimasukkan secara buatan ke dalam sel, melalui penghubung (atau pannexin) yang menghubungkan neuron pra dan pascasinaptik. Laluan pewarna ini melalui sinaps elektrik boleh dirakam walaupun dengan mikroskop cahaya.

Sinaps elektrik membenarkan pengaliran elektrik dalam kedua-dua arah (berbanding dengan yang kimia); bagaimanapun, membetulkan sinaps elektrik, iaitu, yang membenarkan laluan isyarat saraf hanya dalam satu arah, telah ditemui baru-baru ini dalam beberapa krustasea.

Mekanisme penghantaran impuls saraf

Kedatangan impuls elektrik ke membran presinaptik mencetuskan proses penghantaran sinaptik, peringkat pertamanya ialah kemasukan ion Ca 2+ ke dalam presinaps melalui membran melalui saluran kalsium khusus yang terletak berhampiran celah sinaptik. Ion Ca 2+, dengan mekanisme yang tidak diketahui sama sekali, mengaktifkan vesikel yang sesak di tapak perlekatan mereka, dan mereka melepaskan neurotransmitter ke dalam celah sinaptik. Ion Ca 2+ yang memasuki neuron, selepas mengaktifkan vesikel dengan mediator, dinyahaktifkan dalam masa urutan beberapa mikrosaat kerana pemendapan dalam mitokondria dan vesikel presinaps.

Molekul mediator yang dilepaskan daripada presinaps mengikat kepada reseptor pada membran pascasinaptik, akibatnya saluran ion terbuka dalam makromolekul reseptor (dalam kes reseptor saluran, yang merupakan jenis yang paling biasa; apabila jenis reseptor lain berfungsi, mekanisme penghantaran isyarat adalah berbeza). Ion yang mula memasuki sel pascasinaptik melalui saluran terbuka mengubah cas membrannya, yang merupakan polarisasi separa (dalam kes sinaps perencatan) atau depolarisasi (dalam kes sinaps pengujaan) membran ini dan, sebagai akibatnya, membawa kepada perencatan atau provokasi penjanaan oleh potensi tindakan sel pascasinaptik.

Hipotesis kuantum-vesikular

Popular sehingga baru-baru ini sebagai penjelasan untuk mekanisme pelepasan neurotransmitter dari presinaps, hipotesis eksositosis kuantum-vesikular (QVE) membayangkan bahawa "pakej", atau kuantum, mediator terkandung dalam satu vesikel dan dilepaskan semasa eksositosis ( dalam kes ini, membran vesikel bercantum dengan membran presinaptik selular). Teori ini telah menjadi hipotesis yang lazim untuk masa yang lama - walaupun pada hakikatnya tiada korelasi antara tahap pelepasan neurotransmitter (atau potensi pascasinaptik) dan bilangan vesikel dalam presinaps. Di samping itu, hipotesis CBE mempunyai kelemahan ketara yang lain.

Asas fisiologi bagi pelepasan pengantara yang terkuantasi dengan tepat haruslah jumlah pengantara ini yang sama dalam setiap vesikel. Hipotesis TBE dalam bentuk klasiknya tidak sesuai untuk menerangkan kesan kuanta dengan saiz yang berbeza (atau jumlah pengantara yang berbeza) yang boleh dikeluarkan semasa satu tindakan eksositosis. Dalam kes ini, seseorang mesti mengambil kira bahawa vesikel dengan saiz yang berbeza boleh diperhatikan dalam putik presinaptik yang sama; di samping itu, tiada korelasi ditemui antara saiz vesikel dan jumlah mediator di dalamnya (iaitu, kepekatannya dalam vesikel juga boleh berbeza). Lebih-lebih lagi, dalam sinaps neuromuskular yang berdenervasi, sel-sel Schwann menjana lebih banyak potensi pascasinaps kecil daripada yang diperhatikan dalam sinaps sebelum denervasi, walaupun ketiadaan lengkap vesikel presinaptik yang disetempat di kawasan butang presinaptik dalam sel-sel ini.

Hipotesis porositosis

Terdapat bukti eksperimen yang ketara bahawa neurotransmitter dirembeskan ke dalam celah sinaptik disebabkan oleh pengaktifan segerak kumpulan heksagon MPV (lihat di atas) dan vesikel yang melekat padanya, yang menjadi asas untuk merumuskan hipotesis porositosis. Hipotesis ini berdasarkan pemerhatian bahawa vesikel yang melekat pada SSV, apabila menerima potensi tindakan, mengecut secara serentak dan pada masa yang sama merembeskan jumlah mediator yang sama ke dalam celah sinaptik setiap kali, melepaskan hanya sebahagian daripada kandungan setiap satu daripada enam vesikel. Istilah "porocytosis" sendiri berasal dari perkataan Yunani poro (bermaksud liang) dan sitosis (menggambarkan pengangkutan bahan kimia merentasi membran plasma sel).

Kebanyakan data eksperimen tentang fungsi persimpangan antara sel monosinaptik telah diperoleh daripada kajian persimpangan neuromuskular terpencil. Seperti dalam sinaps interneuronal, dalam sinaps neuromuskular SSV, struktur heksagon tersusun terbentuk. Setiap struktur heksagon ini boleh ditakrifkan sebagai "synaptomer" - iaitu struktur yang merupakan unit asas dalam proses rembesan mediator. Sinaptomer mengandungi, sebagai tambahan kepada ceruk liang sebenar, struktur berfilamen protein yang mengandungi vesikel tersusun secara linear; kewujudan struktur yang serupa juga telah dibuktikan untuk sinaps dalam sistem saraf pusat (CNS).

Seperti yang dinyatakan di atas, mekanisme porositik menghasilkan kuantum neurotransmitter, tetapi tanpa membran vesikel individu bergabung sepenuhnya dengan membran presinaptik. Pekali variasi kecil (kurang daripada 3%) untuk nilai potensi pascasinaptik adalah penunjuk bahawa dalam sinaps tunggal terdapat tidak lebih daripada 200 sinaptomer, setiap satunya merembeskan satu kuantum pemancar sebagai tindak balas kepada satu potensi tindakan. 200 tapak pelepasan (iaitu sinaptomer yang membebaskan neurotransmitter) yang terdapat pada gentian otot kecil membenarkan had kuantum maksimum satu tapak pelepasan bagi setiap mikrometer panjang simpang sinaptik untuk dikira, pemerhatian ini menolak kemungkinan kuanta neurotransmitter berlaku dalam isipadu satu vesikel.

Perbandingan porositosis dan hipotesis kuantum-vesikular

Perbandingan hipotesis TBE yang diterima baru-baru ini dengan hipotesis porositosis boleh dilakukan dengan membandingkan pekali variasi teori dengan eksperimen yang dikira untuk amplitud potensi elektrik pascasinaptik yang dijana sebagai tindak balas kepada setiap pelepasan neurotransmitter individu daripada presinaps. Dengan mengandaikan bahawa proses eksositosis berlaku dalam sinaps kecil yang mengandungi kira-kira 5,000 vesikel (50 untuk setiap mikron panjang sinaps), potensi pascasinaps harus dijana oleh 50 vesikel yang dipilih secara rawak, yang memberikan pekali variasi teori sebanyak 14%. Nilai ini adalah kira-kira 5 kali lebih besar daripada pekali variasi potensi pascasinaptik yang diperolehi dalam eksperimen, oleh itu, boleh dikatakan bahawa proses eksositosis dalam sinaps tidak rawak (tidak bertepatan dengan taburan Poisson) - yang mustahil jika dijelaskan dari segi hipotesis TBE, tetapi konsisten dengan hipotesis porositosis. Hakikatnya ialah hipotesis porositosis mengandaikan bahawa semua vesikel yang berkaitan dengan membran presinaptik mengeluarkan mediator pada masa yang sama; pada masa yang sama, jumlah pengantara yang berterusan yang dikeluarkan ke dalam celah sinaptik sebagai tindak balas kepada setiap potensi tindakan (kemampanan dibuktikan oleh pekali variasi yang rendah bagi tindak balas postsinaptik) boleh dijelaskan dengan pembebasan sejumlah kecil mediator oleh sejumlah besar vesikel - pada masa yang sama, lebih banyak vesikel terlibat dalam proses, pekali korelasi menjadi lebih kecil, walaupun ini kelihatan agak paradoks dari sudut pandangan statistik matematik.

Apa yang dipanggil "prinsip Dale" (satu neuron - satu pengantara) diiktiraf sebagai salah. Atau, seperti yang kadangkala dipercayai, ia diperhalusi: bukan satu, tetapi beberapa mediator boleh dilepaskan dari satu hujung sel, dan setnya adalah malar untuk sel tertentu.

Kesimpulan

Oleh itu, persoalan struktur dan prinsip operasi sinaps kimia telah dipertimbangkan. Dan walaupun masih terdapat soalan yang memerlukan penjelasan, namun, pengetahuan tentang sambungan sinaptik antara tisu saraf adalah langkah besar dalam bidang neurosains. Dialah yang membenarkan operasi yang hampir mustahil - untuk memulihkan aktiviti saraf, integrasi terbaik mesin dan tisu hidup, dan pada masa akan datang - simbiosis sebenar hidup dan alam buatan yang dicipta oleh manusia.

Bibliografi

1. Saveliev TAPI.AT. Sumber variasi dalam sifat dinamik sistem saraf pada tahap sinaptik // tiruan kecerdasan. - NAS Ukraine, Donetsk, 2006. - No. 4. - P.323-338.

2. Saveliev TAPI.AT. Metodologi penyusunan diri sinaptik dan masalah sinaps distal neuron // Majalah masalah evolusi buka sistem. - Kazakhstan, Almaty, 2006. - V.8. - No. 2. - S.96-104.

3. Eccles D.KEPADA. Fisiologi sinaps. - M.: Mir, 1966. - 397 hlm.

Dokumen Serupa

Fisiologi neuron dan strukturnya. Jauh, bersebelahan dan interaksi hubungan mereka. Intipati mekanisme penghantaran impuls elektrik dari satu sel saraf ke sel saraf yang lain melalui sinaps kimia. Faktor utama yang melaksanakan fungsi mediator.

kertas penggal, ditambah 02/10/2015


Kerengsaan sebagai harta utama sel hidup. Fisiologi sel mudah terangsang. Struktur dan sifat asas membran sel dan saluran ion. Fisiologi tisu saraf dan sinaps. Klasifikasi ubat antiadrenergik, mekanisme tindakannya.

kertas penggal, ditambah 03/02/2014


Mekanisme penghantaran pengujaan dalam sinaps kimia, ciri strukturnya. Jenis dan sifat mediator. Sinaps elektrik dan perencatan, ciri penghantaran isyarat. Cara peraturan farmakologi berlakunya pengujaan sinaptik.

pembentangan, ditambah 12/09/2014


Neuron sebagai unit struktur dan fungsi sistem saraf, ciri-ciri struktur sel ini, fungsi dan pengkhususannya. Pembentukan sarung myelin. Serat bukan mielin. Prinsip dan pengesahan pengaliran impuls saraf.

pembentangan, ditambah 09/30/2013


Teori kemunculan dan penyelenggaraan potensi membran rehat. Struktur sinaps kimia, pemindahan maklumat. Pengantara kimia, penjanaan potensi tindakan di dalamnya. Klasifikasi ubat mengikut penyetempatan tindakan. Kaedah untuk mendapatkan bahan.

kertas penggal, ditambah 03/02/2014


Jenis otot manusia. Sifat fizikal dan fisiologi otot rangka. Amplitud penguncupan tetan. Tahap tekanan darah dan bekalan darah ke organ. Sistem saraf autonomi dan mediatornya. Pengujaan sel otot licin badan.

abstrak, ditambah 03/10/2013


fisiologi biasa. fisiologi patologi. Jadual kronologi. Pengelasan mengikut kumpulan dan subkumpulan. Struktur kimia, mekanisme tindakan. Sumber asal, dsb. Mekanisme aktiviti biologi ubat dalam kumpulan ini.

kertas penggal, ditambah 07/03/2008


Prinsip asas berfungsi sistem saraf pusat. Terdapat dua jenis peraturan utama: humoral dan saraf. Fisiologi sel saraf. Jenis sambungan neuron. Struktur sinaps ialah tempat hubungan antara neuron dan sel efektor yang menerima isyarat.

pembentangan, ditambah 04/22/2015


Hubungan antara sistem saraf dan endokrin. Hubungan humoral antara sel. Kumpulan mediator dan pengawal selia kimia. Klasifikasi jenis hormon. Mekanisme peraturan neuroendokrin sel. Fisiologi sistem hipotalamus-pituitari.

pembentangan, ditambah 01/26/2014


Penerangan tentang kaedah implantasi sokongan tiruan untuk gigi palsu boleh tanggal dan tidak boleh tanggal. Kajian keperluan asas untuk implantasi. Jenis salutan dan kaedah untuk memproses dan mencipta permukaan implan yang kasar. Arkitektonik tulang.