Материал: Механизмы синаптической передачи возбуждения

В возбуждающих синапсах под действием ацетилхолина открываются специфические натриевые и калиевые каналы, и ионы Na+ входят в клетку, а ионы K+ выходят из нее в соответствии с их концентрационными градиентами. В результате происходит деполяризация постсинаптической мембраны. Эту деполяризацию называют возбудительным постсинаптическим потенциалом (ВПСП). Амплитуда ВПСП меняется ступенчатым образом, и это позволяет предполагать, что медиатор освобождается порциями или «квантами», а не в виде отдельных молекул. Каждый квант соответствует освобождению медиатора из одного синаптического пузырька. Деполяризирующие эффекты нескольких ВПСП складываются. Это явление носит название суммации. Два или более ВПСП, возникших одновременно в разных синапсах одного и того же нейрона могут сообща вызвать деполяризацию, достаточную для возбуждения потенциала действия в постсинаптическом нейроне - пространственная суммация. Быстро повторяющееся высвобождение медиатора из пузырьков одной и той же синаптической бляшки под действием интенсивного стимула вызывает отдельные ВПСП, которые следуют так часто один за другим во времени, что их эффекты тоже суммируются, вызывая в постсинаптическом нейроне потенциал действия - временная суммация. Таким образом, импульсы могут возникать в одиночном постсинаптическом нейроне либо как результат слабой стимуляции нескольких связанных с ним пресинаптических нейронов, либо как результат повторной стимуляции одного из его пресинаптических нейронов. В тормозных синапсах высвобождение медиатора повышает проницаемость постсинаптической мембраны за счет открытия специфических каналов для ионов K+ и Cl-. Перемещаясь, эти ионы вызывают гиперполяризацию мембраны, называемую тормозным постсинаптическим потенциалом (ТПСП).

Медиаторы не всегда обладают только возбуждающими или тормозящими свойствами. Например, ацетилхолин оказывает возбуждающее действие в большинстве нервно-мышечных соединений и других синапсов, но вызывает торможение в нервно-мышечных соединениях сердца и висцеральной мускулатуры. Эти противоположные эффекты обусловлены теми событиями, которые разворачиваются на постсинаптической мембране. От молекулярных свойств рецептора зависит, какие ионы будут входить в постсинаптический нейрон, эти ионы и определяют характер изменения постсинаптических потенциалов.

Процессы возбуждения как основа деятельности нервной системы

Важнейшей характеристикой нервной системы являются процессы возбуждения и торможения. Хотя один и тот же химический медиатор, действуя на разные рецепторы постсинаптической мембраны в различных нервных клетках, может вызывать как возбуждающие, так и тормозящие процессы. В ЦНС можно выделить синапсы, которые выполняют однозначную функцию (возбуждающие синапсы). Так, центральные отростки первичных афферентных нейронов всегда оказывают возбуждающее действие на нейроны спинного мозга. В нервно-мышечных синапсах также передается лишь возбуждение.

Возбуждение - это активный процесс, возникающий в рецепторе при его раздражении, т.е. при воздействии на него раздражителей достаточной силы. Это приводит к изменению заряда на поверхности нервной клетки, которое передается по отросткам как «волна возбуждения». При этом в мышечных тканях происходит сокращение, а в железистых - секреция.

Существуют общие закономерности в проведении возбуждения. Нормальное проведение возбуждения по нервному волокну возможно только при его анатомической и физиологической, целостности, обеспечивающей сохранность механизмов проведения возбуждения. Все нервные волокна в нервном стволе проводят возбуждение изолированно друг от друга, в любом направлении, однако благодаря односторонней проводимости синапсов возбуждение всегда распространяется в одном направлении: от дендритов или тела нейрона по аксону к эффектору или к другому нейрону.

Поступление многочисленных возбуждений от нейронов разных отделов или от разных рецепторов к одному нейрону центральной нервной системы обозначается как конвергенция. Наиболее изученной и широко представленной в ЦНС является мультисенсорная конвергенция, которая характеризуется одновременным взаимодействием на нейроне двух или более афферентных возбуждений различной сенсорной модальности (зрительных, слуховых, тактильных, температурных). Особенно отчетливо мультисенсорная конвергенция проявляется в ретикулярной формации, на нейронах которой конвергируют и взаимодействуют возбуждения, возникающие при соматических, висцеральных, слуховых, зрительных, вестибулярных, кортикальных и мозжечковых раздражениях. Центральной нервной системе присущи такие свойства, отражающие особенности распространения возбуждения и взаимосвязи между нейронами, как: иррадиация (распространение процесса возбуждения с одного участка ЦНС в другие), мультипликация (умножение), пролонгирование (удлинение времени действия).

Нервная система является наиболее интегрированной системой организма, представляющей и в структурном, и в функциональном отношении единое целое, одним из основных процессов функционирования которого, и является процесс возбуждения.

Заключение

Изучив тему «Механизмы синаптической передачи возбуждения» в этой работе мы рассмотрели строение нейрона, структуру и принцип работы синапса, функциональные особенности синаптической передачи возбуждения. Мы разобрали сами механизмы синаптической передачи, показали, что такое возбуждение, как оно формируется в нервной системе, при помощи каких процессов оно передается от одной нервной клетки к другой.

В результате проделанной работы, рассмотрев механизмы синаптической передачи возбуждения, приходим к следующим выводам:

.Большинство синапсов в нервной системе являются химическими.

.Основными свойствами синаптической передачи являются однонаправленность передачи, усиление, адаптация, дискриминация и торможение.

.Процесс передачи сигнала в химическом синапсе осуществляется посредством освобождения нейромедиаторов из пресинаптических нервных окончаний.

.Высвобождение медиатора из синаптических пузырьков имеет квантовый характер.

.Синапсы делятся: по расположению - на центральные и периферические. Центральные, в свою очередь, подразделяются по виду контактов на: аксосоматические, аксоаксональные, аксодендритные, дендросоматические, дендроаксональные, дендродендритные и соматосоматические. По физиологическому процессу, протекающему в иннервируемой клетке, синапсы делятся на деполяризующие (возбуждающие) и гиперполяризующие (тормозные). В зависимости от медиатора, химические синапсы подразделяются на холинэргические, адренэргические, гистаминэргические, серотонинэргические и др.

.Импульсы в постсинаптическом нейроне возникают либо как результат стимуляции нескольких связанных с ним пресинаптических нейронов, либо как результат повторной стимуляции одного из его пресинаптических нейронов.

.Особенностями распространения возбуждения в центральной нервной системе являются иррадиация, мультипликация и пролонгирование.

Список литературы

1. Анатомия нервной системы: Учебное пособие для студентов/ В.И.Козлов, Т.А. Цехмистренко. - М.: Мир: ООО «Издательство ACT», 2004.

. Анатомия центральной нервной системы. Хрестоматия. Учеб. пособие для студ./Авт.-сост. Т.Е. Россолимо, И.А. Москвина-Тарханова, Л.Б. Рыбалов. - 4-е изд.,стер. - М.: Издательство МПСИ; Воронеж: Издательство НПО «МОДЭК», 2009.

. Недопасов В.О. Физиология центральной нервной системы. - М.: УМК «Психология», 2002.

. Основы физиологии человека. Агаджанян Н.А. 2-е издание. - М.: РУДН, 2001.

. Физиология центральной нервной системы и сенсорных систем. Хрестоматия. Учеб. пособие для студ./Авт.-сост. Т.Е.Россолимо, И.А. Москвина-Тарханова, Л.Б. Рыбалов. - 4-е изд.,стер. - М.: Издательство МПСИ; Воронеж: Издательство НПО «МОДЭК», 2009.

. Щербатых Ю.В., Туровский А.Я. Анатомия центральной нервной системы для психологов. - СПб.: Питер, 2006.

. Щербатых Ю.В., Туровский А.Я. Физиология центральной нервной системы для психологов. - СПб.: Питер, 2007.