Медиаторные процессы в нейроне имеют несколько стадий: 1) синтез нейромедиатора; 2) его хранение (депонирование); 3) секреция нейромедиатора.

Синтез нейромедиатора слагается из нескольких этапов. Вначале на грану­лярной ЭПС в перикарионе синтезируются ферменты, осуществляющие био­синтез медиатора. Далее эти ферменты поступают в комплекс Гольджи, где "дозревают" и упаковываются в транспортные пузырьки. Эти транспортные пузырьки с помощью антероградного аксотока движутся в пресинаптический полюс. После поступления в пресинаптическую терминаль ферменты начина­ют синтезировать медиатор из предшественников, которые содержатся как в терминали, так и поступают из внеклеточного пространства. Далее медиатор упаковывается в пузырьки, мембраны для которых за счет механизма, похоже­го на механизм эндоцитоза, поставляет пресинаптическая мембрана. В пу­зырьках заключено около 10 000 молекул медиатора, что составляет квант. Вместе с медиатором в пузырьках всегда хранятся АТФ и некоторые катионы. Один нейрон может синтезировать несколько медиаторов. Например, суще­ствуют пептидхолинергические, пептидадренергические, пептидсеро-тонинергические и др. синапсы. Особенно часто встречаются нейроны, син­тезирующие несколько видов медиаторов пептидной природы. В последнее время показано, что медиаторы, в первую очередь пептидные, могут синтези­роваться и в перикарионе, а также по всему нейрону, откуда в транспортных пузырьках аксотоком доставляются в пресинаптический полюс.

Депонирование медиатора осуществляется в пресинаптическом полюсе. Медиатор хранится в синаптических пузырьках. Секреция нейромедиатора осуществляется путем взаимодействия цитолеммы синаптических пузырьков и особых активных зон пресинаптической мембраны. Инициатором секре­ции является нервный импульс. В отсутствие последнего происходит секре­ция небольших доз медиатора, что вызывает в постсинаптической мембране спонтанные миниатюрные потенциалы. Их роль, очевидно, заключается в том, что при этом синапсы поддерживаются в состоянии постоянной го­товности к ответу.

На внутренней поверхности пресинаптической мембраны есть конусо­видные плотные возвышения. Они соединяются друг с другом при помощи филамептов, поэтому вся внутренняя поверхность пресинаптической мембра­ны разделена на ячейки треугольной формы. Это зоны цитолеммы (актив­ные зоны), через которые осуществляется секреция медиатора, выделяется со­держимое синаптических пузырьков. Распространение нервного импульса по прссинаптическому полюсу ведет к открытию нотенциалзависимых кальцие­вых каналов, что увеличивает содержание кальция в пресинаптическом полю­се. Под действием кальция происходит взаимодействие актиновых и миози-иовых филамептов, а также запускается работа кинезинового механизма, что ведет к проталкиванию синаптических пузырьков в ячейки пресинаптической мембраны. Мембрана пузырьков сливается с мембраной пресинаптического полюса, и медиатор выделяется в щель, а затем идет к постсинаптической мембране, которая содержит рецепторы медиатора.

Синаптическая щель имеет ширину около 30 нм. В ней содержатся осо­бые элементы гликокаликса, которые обеспечивают адгезию пре- и постсинапти-ческого полюсов, а также целенаправленную диффузию медиатора. Некото­рые авторы предполагают наличие в щели компонентов базальной мембраны.

Постсинаптический полюс. Постсинаптическая мембрана имеет постсинаптическое утолщение за счет скопления под ней плотного филаментозного материала. В ней содержатся рецепторы медиатора. Взаимодействие медиатора с рецептором ведет к открытию ионных каналов в постсинаптической мембра­не, перераспределению ионов, деполяризации мембраны и возникновению нервного импульса. В тормозных синапсах, напротив, медиатор вызывает ги­перполяризацию постсинаптической мембраны, что обеспечивает торможе­ние. Медиаторами тормозных синапсов являются ГАМК и глицин. Кроме того, установлено, что и другие медиаторы (например, ацетилхолин, выполня­ющий возбуждающую функцию) могут вызывать тормозной эффект. Следо­вательно, медиатор может выполнять двойную функцию, а конечный эффект обусловлен характером рецепторов медиатора.

После прекращения взаимодействия медиатора с рецептором он: 1) захва­тывается пресинаптической щелью и используется повторно (рециклинг медиатора); 2) поглощается окружающими глиальными клетками и разру­шается ими; 3) расщепляется специальными ферментами (не все, а неко­торые медиаторы, например, ацетилхолин, норадреналин).

Обратные связи в синапсе. В последнее время установлено, что в си­напсе существуют обратные связи, за счет которых обеспечивается посто­янный контроль его работы. Обратные связи в синапсе осуществляются за счет нескольких механизмов.

1) "Пре-пре"-механизм. Осуществляется обратный захват медиатора из синаптической щели пресинаптической терминалью (рециклинг). При этом не только передается определенная информация из синаптической щели в пресинаптический полюс, но и происходит повторное использование медиатора. 2) "Пост-пост"-взаимодействие. Молекулы, выделившиеся из одно­го участка постсинаптического полюса, воздействуют на молекулы соседних участков этого же полюса.

3) "Пре-пост-пост-пре"-взаимодействие. Неспецифические продукты пре- и постсинаптического происхождения воздействуют как на пре-, так и на постсинаптическую мембраны.

4) "Пост-пре"-взаимодействие. Постсииаптические факторы оказыва­ют действие на пресинаптическую мембрану.

Обратные связи существуют как в нервно-мышечных, так и в нейро-нейрональных синапсах, обеспечивают четкую и ритмическую работу си­напса, влияя на состояние как пре-, так и постсинаптического полюсов.

Функции химических синапсов. 1) Передача возбуждения с одной нервной клетки на другую, обеспечение тем самым их связи в рефлекторных дугах; 2) Синапс обеспечивает поляризацию рефлекторных дуг, т.е. переда­чу нервного импульса в одном направлении; 3) Синапс является местом регуляции функций нервной системы; 4) Синапс — место, где обеспечивает­ся и хранится нейрональная память; 5) Синапс играет важную роль в адаптивных перестройках нейрона.

МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ И КОМПЕНСАЦИИ НЕЙРОНОВ. В основе компенсаторно-приспособительных перестроек нейронов лежат механизмы внутриклеточной регенерации, в первую очередь, гипертрофия и гиперплазия органелл. При этом очень важная роль отводится процессам биосинтеза и секреции медиатора и перестройке работы синапсов. Можно выделить несколько основных позиций, определяющих протекание ком­пенсаторно-приспособительных перестроек нейрона, связанных с синапсами.

1. Усиление выработки ферментов биосинтеза медиатора.

2. Усиление аксонного транспорта.

3. Усиление рециклинга медиатора.

4. Изменение активности ферментов деградации медиатора.

5. Изменение обратной связи в синапсе (усиление, ослабление).

6. Увеличение количества рецепторов на постсинаптической мембране.

7. Увеличение зоны контакта частей нейронов в синапсе.

8. Увеличение количества шипикового аппарата.

9. Увеличение количества функционирующих синапсов.