Механизм синаптической передачи.

Синапс – разновидность клеточного контакта. Термин ввел Чарльз Шеррингтон. В синапсе различают пресинаптический элемент – пресинаптическую мембрану, и постсинаптический – постсинаптическую мембрану, а также синаптическую щель (50 нм).

Этапы синапса:

· синтез нейромедиатора.

· Упаковка в везикулы

· Аксонный транспорт

· Выброс нейромедиатора (необходимо 4 иона кальция для того, чтобы везикула пришла в движение, плотно фиксировалась на пресинаптической мембране, потом происходит слияние с мембраной и выброс нейромедиатора.)

· Связывание с рецептором

· Инактивация – заключительный этап жизненного цикла медиатора. Смысл стадии – прекращение действия медиатора на рецептор (прерывание передачи сигнала). Процессы инактивации медиатора реализуются при участии специализированных ферментов и транспортных белков.

 

Электрические синапсы. представляет собой щелевидное образование (размеры щели до 2 нм) с ионными мостиками-каналами между двумя контактирующими клетками. Петли тока, в частности при наличии потенциала действия (ПД), почти беспрепятственно перескакивают через такой щелевидный контакт и возбуждают, т.е. индуцируют генерацию ПД второй клетки. В целом, такие синапсы обеспечивают очень быструю передачу возбуждения. Но в то же время с помощью этих синапсов нельзя обеспечить одностороннее проведение, т. к. большая часть таких синапсов обладает двусторонней проводимостью.

· Дендродендритный

· Дендросоматический

· Аксосоматический

· Аксодендритические

· Аксо-аксональный

Химические синапсы. По строению химические синапсы представляют собой окончания аксона или его варикозную часть, которая заполнена химическим веществом - медиатором. Функциональный, односторонний, спеифический. Требует присутствие нейромедиатора.

Синаптическая бляшка - это синапс между нейронами, концевая пластинка - это постсинаптическая мембрана мионеврального синапса, моторная бляшка - это пресинаптичсское окончание аксона на мышечном волокне.                                                                  

Типы рецепторов к медиаторам.

Рецептор – специализированная белковая структура,

· Ионотропный рецептор - рецептор, при котором чувствительная молекула содержит не только активный центр для связывания медиатора, но также ионный канал. Особенности: ионный канал и рецептор находятся в одной структуре, более быстрый путь проведения сигнала.

 

· Метаботропный рецептор – рецептор, возбуждение которого выражается в изменении внутреннего метаболизма. Особенности: ионный канал и рецептор удалены друг от друга. Влияют на состояние клетки опосредованно, а не прямо.

Роль. Рецепторы на пресинаптической мембране – для регуляции выброса нейромедиатора. Рецепторы на постсинаптической мембране – для прохождения сигнала.

Нейромедиаторы. Классификация нейромедиаторов. Дофаминергическая, норадренергическая, серотонинергическая системы мозга. Система опиоидных пептидов в нс: рецепторы, механизм действия, связь с наркотической зависимостью.

Нейромедиа́торы — биологически активные химические вещества, необходимое для передачи сигнала в синапсе. Нервный импульс, поступающий в пресинаптическое окончание, вызывает освобождение в синаптическую щель медиатора. Молекулы медиаторов реагируют со специфическими рецепторными белками клеточной мембраны, инициируя цепь биохимических реакций, вызывающих изменение трансмембранного тока ионов, что приводит к деполяризации мембраны и возникновению потенциала действия. Нейромедиаторы являются, как и гормоны, первичными посредниками, но их высвобождение и механизм действия в химических синапсах сильно отличается от такового гормонов. В пресинаптической клетке везикулы, содержащие нейромедиатор, высвобождают его локально в очень маленький объём синаптической щели. Высвобожденный нейромедиатор затем диффундирует через щель и связывается с рецепторами на постсинаптической мембране. Диффузия является медленным процессом, но пересечение такой короткой дистанции, которая разделяет пре- и постсинаптические мембраны (0,1 мкм или меньше), происходит достаточно быстро и позволяет осуществлять быструю передачу сигнала между нейронами или между нейроном и мышцей. Недостаток какого-либо из нейромедиаторов может вызывать разнообразные нарушения, например, различные виды депрессии. Также считается, что формирование зависимости от наркотиков и табака связано с тем, что при употреблении этих веществ задействуются механизмы производства нейромедиатора серотонина, а также других нейромедиаторов, блокирующие (вытесняющие) аналогичные естественные механизмы.

Классификация нейромедиаторов:

Ацетилхолин. Рецепторы – никотиновые (ионотропные), располагающиеся на постсин. мембране, мускариновые (метаботробные). Вторичные помредники: в парасинаптических синапсах ИДГ и ДАГ, в цнс – цГМФ. Место синтеза: в основном в пресинапт. окончаниях с пом. фермента АХ-трансферазы. В ЦНС: ретикулярная формация моста, интернейроны полосатого тела базальных ганглиев (с пом.АХ-трансферазы ). В ПНС: во всех преганглионарных клетках, в клетках парасимпатической части ПНС, двигательные ядра черепно-мозговых нервов. Роль – регуляция уровня бодрствования, системы памяти, двигательные системы. Является медиатором мотонейронов. Агонист – никотин, антагонист – для никотиновых – тубокурарин, для мускариновых – атропин. Инактивация в синапт. щели. Блокаторы – обратимые – прозерин, необратимые – фосфорорганические соединения, нейро-парасимпатические газы, нейротоксины змей.

Биогенные амины (моноамины)

Катехоламины: адреналин, норадреналин, дофамин – на основе тирозина. Норадреналин. Место синтеза – нейроны голубого пятна(мост) и межножкового ядра(ср.мозг), пресин. и пост. окончания. роль - гормон надпочечников, способен модулировать потоки информации и регулировать общее состояние цнс. Является медиатором большинства постганглионарных симпатических синапсов на периферии. Работает: α – сосуды (сужение), жкт, цнс, β – бронхи (расширение), сердце, жкт, цнс. Рецепторы: α и β – метаботропные. α – исп. в качестве втор.посредников – итф, даг, ионы кальция; Агонисты – у α рецепторов – фетанол, нафтизин, эфедрин, галазолин; у β – изадрин, эфедрин, норадреналин, антагонист у α – фентламин, у β – пропранолол. Инактивация – внутри митохондрии. Дофамин. Место синтеза: нейроны черной субстанции, покрышка среднего мозга, различные ядра гипоталамуса, пост и пре окончания. Роль – поддержание общего уровня двиг активности, обеспечение точности выполнения моторных программ, устранение непроизвольных движений. В случае дегенерации черной субстанции развивается болезнь Паркинсона. Работает – базальные ганглии: двиг активность; КБП – мышление, эмоции; гипоталамус – гормональные регуляция. Недостаток в базальных ганглиях – паркинсонизм, избыток в КБП – шизофрения. Рецепторы: метаботробные и связаны с адреналином D1 и D2. Агонисты - апоморфин, агонист D2-рецепторов – громкриптин. Антагонисты – ослабляют тремор – галоперидол, циклодол, фенамин, амфетамин, сиднокарб, кокаин, L-DOФА. Инактивация – обратный захват, затем повторная загрузка в везикулы либо разложение с пом. МАО. Блокаторы – кокаин, галоперидол.

Индоламины: серотонин, гистамин – на основе триптофана. Серотонин. Место синтеза: цнс – нейроны я ядрах шва(вдоль средней линии продол.мозга, моста и ср.мозга, пре окончанчания. Роль. Управление уровнем бодрствования, работа сенсорных систем, связан с обучением и эмоц-мотивационной сферой. Действие седативное, уменьшение аппетита. Является медиатором цнс, работает как тканевой гормон (повышение тонуса гладкой мускулатуры). Работает: капилляры, моторика, артерии, жкт, матка, бронхи, тромбоциты, корково-сенсорные зоны. Рецепторы: 5 HT.Агонисты – лизурид и суматриптан. Антагонисты – ЛСД. Инактивация – также как и у дофамина.

 

Аминокислоты:

Возбуждающие – глутамат, аспарат. Глутамат – рецептор ионотропный NMDA, синтез на пост.

Тормозные – ГАМК, глицин, таурин. Таурин принимает участие в проведении нервного импульса в процессе зрительного восприятия. Рецептор ГАМК – ГАМКа, ионотропный, синтез на пост. Глицин – тормозной медиатор, по вызываемым эффектам подобен ГАМК, рецептор ионотропный.

Пурины: Р1 – аденозин, Р2 – АТФ.

Пептиды

Пептиды. Имеют в своем составе от трех до нескольких десятков аминокислотных остатков. Функционируют только в высших отделах нервной системы.

Опиатоподобные пептиды (или пептиды обезболивания). К ним относят эндоморфины, энкефалины, эндорфины, динорфины. Образуются путем реакций ограниченного протеолиза белка-предшественника проопиокортина. Взаимодействуют с теми же рецепторами (рецепторы – морфины), что и опиаты (например, морфин), тем самым имитируют их действие. Общее название - эндорфины - вызывают обезболивание. Они легко разрушаются протеиназами, поэтому их фармакологический эффект незначителен; основной механизм действия опиоидов в ЦНС – пресинаптическое торможение выделения медиаторов. Морфин и сходные соединения – агонисты опиоидных рецепторов. Эти вещества вызывают очень сильное пресинаптическое торможение и могут привести к полному обезболиванию. Однако этот эффект носит временный характер, т.к. проводящий боль нейрон быстро нарабатывает доп. количество аденилатциклазы. В этом и состоит механизм привыкания к морфину,когда для достижения эффекта нужно вводить все больше препарата. Для опиоидов зависимость вырабатывается очень быстро (после 3-5 применений). При попытке отказа от морфина количество цАМФ в пресин окончании может оказаться гораздо выше нормы. Это приводит к более интенсивной передаче болевых и прочих сигналов. В таком случае можно говорить о зависимости, которая проявляется в абстинентном синдроме. Чтобы снять синдром, надо вводить морфин, и возникает замкнутый круг.

Комедиаторы – вещества, способные к передаче нервных сигналов. Обнаруживаются в очень небольших количествах и обычно находятся в везикулах, отличающихся по форме и размеру от пузырьков с основным медиатором.