Нервно-мышечный (мионевральный) синапс

Изучен наиболее полно. Для него характерно наличие большого числа изгибов на пре­синаптической и, особенно, на постсинаптической мембране. Благодаря этому возрастает

площадь контакта пресинапса с постсинапсом, что увеличивает вероятность взаимодейст­вия. Пресинапс заполнен везикулами ацетилхолина (АХ). Примерно каждый из них содер­жит до 1000—10000 молекул АХ. В основном везикулы расположены в определенных мес­тах пресинапса — около так называемых активных зон. В норме везикулы не подходят близко к пресинаптической мембране, вероятно, из-за того, что имеют такой же заряд, как и преси­напс, хотя возможно и наличие жесткой структуры, которая удерживает везикулы в подве­шенном состоянии. Постсинаптическая мембрана представлена в виде гребешков. Они сле­дуют с интервалом примерно в I мкм. На вершине гребешка концентрация холинорецепто-ров достигает максимальных значений (примерно 20000 рецепторов на 1 мкм²), а в устьях — т. е. в глубине — около 1000 рецепторов. Во внесинаптической зоне концентрация холи-норецепторов меньше — порядка 50 на 1 мкм^г. В синаптической щели расположен гликока-ликс — волокна, которые выполняют опорную функцию (связь механическая). Здесь рас­положена ацетилхолинэстераза (АХЭ), способная расщеплять ацетилхолин со скоростью 1 молекула/мс.

Холинорецепторы нервно-мышечного синапса относятся к Н-ХР (никотинчувствитель-ный холинорецептор), т. е. к рецептору, который помимо ацетилхолина способен возбуж­даться и под влиянием никотина. Его молекулярная масса, определенная с помощью мето­дики связывания рецептора бунгаротоксином (яд полосатой крайоты — вид змеи), равна 250.000. Молекула рецептора состоит из 5 субъединиц — 2 альфа, бета, гамма и дельта. Узнающая субьединица — это альфа. Внутри рецептора (его внешний вид — гриб) прохо­дит ионный канал, пропускающий натрий. При взаимодействии АХ с ХР вследствие кон-формационных изменений меняется состояние канала — он становится доступным для ио­нов натрия, что порождает вход их внутрь мышечного волокна в месте постсинаптической мембраны и, как результат, вызывает деполяризацию. В отличие от других синапсов, этот вид деполяризации получил название потенциала концевой пластинки (ПКП).

В условиях покоя, когда пресинаптическая мембрана не деполяризована, способность везикул выходить из пресинапса почти отсутствует. Однако с интервалом примерно в 1 с спонтанно одна из везикул открывается в синаптичёскую щель и выбрасывает квант медиа­тора. Этот вид активности получил название «миниатюрный потенциал концевой пластин­ки». Наличие МПКП свидетельствует о квантовой природе выделения медиатора.

Когда к пресинапсу приходит потенциал действия, он вызывает значительную деполя­ризацию мембраны. Это приводит к тому, что кальций извне поступает внутрь пресинапса и, вероятно, подобно ситуации в мышцах, вызывает сокращение структур синапса (актино-подобных волокон), в результате чего везикулы близко подходят к пресинаптической мем­бране и происходит экзоцитоз — выброс порции АХ. Если заблокировать кальциевые кана­лы, то процесс передачи возбуждения в синапсе прекращается. В целом, на 1 ПД выделяет­ся 100 (синапсы лягушки) или 200—300 (синапсы млекопитающих) везикул (квантов) меди­атора и в результате генерируется достаточно мощный постсинаптический потенциал (по­тенциал концевой пластинки), который достигает критического уровня деполяризации, вызывая генерацию полноценного потенциала действия, способного распространяться по обе стороны от постсинаптической области во внесинаптические ареалы. Вышедший в си­наптичёскую щель ацетилхолин мгновенно разрушается ацетилхолинэстеразой (АХЭ), превращаясь в холин (он вновь захватывается для последующего синтеза) и ацетат.

Как и все синапсы, нервно-мышечный синалс подвергается фармакологической модифи­кации: можно блокировать проведение ПД по пресинаптическому элементу (новокаином), блокировать высвобождение медиатора, например, за счет удаления из среды ионов каль­ция или добавления ионов марганца, или при помощи ботулинического токсина, можно заблокировать синтез АХ, угнетая захват холина. Наконец, что в практическом отношении чрезвычайно важно, можно блокировать сами рецепторы и, тем самым, полностью прекра­тить передачу возбуждения в синапсе. Это можно сделать, используя такие вещества, кото­рые при высоких концентрациях способны вытеснять ацетилхолин с ХР. Этим свойством обладают кураре и курареподобные вещества (д-тубокурарин, диплацин и т. д.). Эта про-

цедура находит широкое применение в хирурпш. Существует также возможность управ­лять активностью ацетилхолинэстеразы (АХЭ). Если ее активность уменьшить до опреде­ленной степени, то это будет способствовать накоплению АХ в синаптической щели. Такая ситуация при определенной патологии (миастения гравис, когда количество выбрасываемо­го медиатора резко снижено) является благоприятной. Если инактивация АХЭ достигает значительной величины, то это сопровождается развитием стойкой деполяризации в обла­сти синапса и приводит к блокаде проведения возбуждения через мионевральный синапс. В конечном итоге это может привести к гибели организма. На этом явлении основано при­менение ФОС (фосфороорганических соединений) в качестве отравляющих веществ (ОВ) или в качестве инсектицидов (дихлофос, хлорофос и т.д.).