Медиаторы, их синтез, секреция, переход в синаптическую щель, взаимодействие с рецепторами постсинаптической мембраны. Постсинаптические потенциалы.
В пресинаптической части имеются агранулярные и гранулярные пузырьки. Пузырьки (кванты) содержат медиатор. В пресинаптическом расширении находятся митохондрии, обеспечивающие синтез медиатора, гранулы гликогена и др. При многократном раздражении пресинаптического окончания запасы медиатора в синаптических пузырьках истощаются. Считают, что мелкие гранулярные пузырьки содержат норадреналин, крупные- другие катехоламины. Агранулярные пузырьки содержат ацетилхолин. Медиаторами возбуждения могут быть также производные глутаминовой и аспарагиновой кислот.
В механизме синаптической передачи возбуждения выделяют 4 стадии:
1)Синтез медиатора
2)Секреция медиатора
3)Взаимодействие медиатора с постсинаптической мембраной
4) Инактивация медиатора
Синтез медиатора
Происходит в цитоплазме нейронов и нервных окончаний из компонентов внутри и внеклеточных жидкостей. В синапсах скелетной мыщцы вырабатывается только ацетилхолин, синтезирующийся из холина и уксусной кислоты при участии ферментов клетки, регулирующих активность метаболических процессов.
Секреция медиатора
При передаче возбуждения вначале выделяется медиатор из доступной фракции, а затем из депонированной фракции, которая, в свою очередь, переходит в доступную фракцию.
Синапс в состоянии покоя выделяет в синаптическую щель некоторое количество медиатора -1 квант в сек. В ответ на это возникает МПСП – миниатюрный постсинаптический потенциал. 1 Квант медиатора смещает заряд на постсинаптической мембране на 1мв, но он не способен вызвать ПД.
|
|
|
Освобождение из везикул медиатора носит квантовый характер.
Взаимодействие медиатора с постсинаптической мембраной.
Под влиянием медиатора происходит изменение проницаемости хемовозбудимых каналов мышечного волокна в области активных центров связывания с медиатором. При этом ацетилхолин взаимодействует с холин-рецептором натриевых каналов, в итоге холинрецептор претерпевает конформационные изменения, что ведет к повышению проницаемости постсинаптической мембраны для ионов Na+ и к последующей деполяризации ее. При этом образуется ПКП-поетнциал концевой пластинки. Это аналог локального ответа.
Между деполяризованной ацетилхолином постсинаптической мембраной и соседними участками электровозбудимой мембраной мышечного волокна возникают местные токи,ведущие к открытию поетнциалзависимых натриевых каналов электровозбудимой мембраны.
При это возникает деполяризация электровозбудимой мембраны. При достижении ПКП до пороговой виличины происходит критическая деполяризация электровозбудимой мембраны, ведущая к генерации ПД, который распространяется по всему мышечному волокну.
|
|
|
Инактивация медиатора
Инактивация медиатора необходима для реполяризации постсинаптической мембраны и восстановления исходного уровня мембранного потенциала. При этом происходит гидролитическое расщепоение медиатора с помощью ингибитораов. Ацетилхолин расщепляется холинэстеразой. Продукты распада медиатора вновь поступают в кровь и циркулируют как его предшественники.
Существует и другой путь инактивации медиатора-путем «обратного захвата» его пресинаптическим окончанием и обратного аксонного транспорта.
Особенности строения и функции нервно-мышечного синапса.
Нервное волокно непосредственно не контактирует с мышечным. Между ними очень узкая щель (20-50 нм). Нервное окончание, часть мышечного волокна, к которой прилегает это окончание, и щель между ними составляют нервно-мышечный синапс. Нервное волокно заканчивается синаптической бляшкой, в которой содержатся митохондрии и значительное количество (около 300 тыс.) пузырьков, где концентрируется медиатор –ацетилхолин- вещество, с помощью которой возбуждение распространяется с нерва на мышцу. Синтез ацетилхолина происходит в синаптической бляшке и требует энергетических затрат. Часть бляшки, прилегающей к щели, называется пресинаптической мембраной. С другой стороны щели расположен постсинаптическая мембрана, которая принадлежит мышечному волокну. Часть этой мембраны, которая непосредственно прилегает к бляшке, называется концевой пластинкой.
В состав постсинаптической мембраны входят рецепторные белки (молекулярная масса - около 275 000), которые реагируют на ацетилхолин и называются холинорецепторами. Они реагируют также на никотин, отсюда их название - Н-холинорецепторы. Реакция ацетилхолина с Н-холинорецепторами приводит к конформационным изменениям молекулы рецептора. Это влияет на рядом расположенный хемочуствительный ионный канал, который может пропускать Na +, К +, Са2 +. Белковые структуры этих каналов имеют отрицательный заряд, и поэтому анионы через них не проходят.
Передача информации через нервно-мышечный синапс происходит в такой последовательности:
1. Нервным волокном в бляшки приходит ПД.
2. Вследствие действия ПД на мембрану нервного окончания открываются Са2 +-каналы и эти ионы вступают в бляшку.
3. Повышение в бляшке концентрации Са2 + приводит (при участии кальмодулина) до выхода медиатора из пузырьков в синаптическую щель. Вследствие действия единичного ПД медиатор выходит примерно из 300 пузырьков.
4. Ацетилхолин диффундирует через щель.
5. Ацетилхолин реагирует с Н-холинорецепторы.
6. Открываются «ворота» хемочуствительных каналов и за концентрационным градиентом Na + переходит в мышечное волокно, а К + - наружу.
7. Происходит деполяризация концевой пластинки и развивается ее потенциал (ПКП). ПКП-один из видов местного возбуждения. Чем больше выделяется ацетилхолина, то в большей степени выражен этот потенциал.
8. Когда ЛКП достигает критической величины (ЕКС), деполяризуется колосинаптичная электровозбудимая мембрана и развивается
ПД мышечного волокна, которое распространяется по обе стороны синапса. В этом процессе участвуют потенциалзависимые ионные каналы.
|
|
|
|
|
|
Ацетилхолин выделяется в незначительном количестве даже тогда, когда ПД нервными волокнами не поступает. Даже в таком количестве (кванты медиатора) он обуславливает незначительную деполяризацию постсинаптической мембраны (доли мВ), которая имеет название миниатюрных потенциалов концевой пластинки (МПКП).
Ацетилхолин, выделивштйся в синаптическую щель, очень быстро разрушается ферментом ацетилхолинэстеразой. Вследствие этого образуется холин, который попадает в синаптическую бляшку и участвует в создании новых порций ацетилхолина.
Передача информации в нервно-мышечном синапсе происходит в одном направлении, с определенной задержкой (около 0,5 мс). При слишком частых и длительных раздражениях могут наступать истощение запасов ацетилхолина и усталость, являются методы усиления или ослабления нередачи импульсов нервно-мышечных синапсов. Так, усилить передачу их можно с помощью заменителей ацетилхолина-холиномиметическим средств (например, карбахолин) или путем инактивации ацетилхолинэстеразы (езерин, физостигмин). В этом случае медиатор не разрушается, его действие усиливается и продлевается.
Ослабить или прекратить передачу можно при введении курареподобных веществ - миорелаксантов (например тубокурарина, диплацина). Эти препараты связываются с холинорецепторами и блокируют действие ацетилхолина
Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 1070; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!