Синапс: будова, функції
Синапс (грец. Synapsis - об'єднання) забезпечує односпрямовану передачу нервових імпульсів. Синапси є ділянками функціонального контакту між нейронами або між нейронами та іншими ефекторними клітинами (наприклад, м'язовими і залозистими).
Функція синапсу полягає в перетворенні електричного сигналу (імпульсу), переданого пресинаптичною кліткою, в хімічний сигнал, який впливає на іншу клітину, відому як постсинаптична клітина. Більшість синапсів передають інформацію, виділяючи нейромедіатори в ході процесу поширення сигналу.
Нейромедіатори - це хімічні сполуки, які, зв'язуючись з рецепторним білком, відкривають або закривають іонні канали або запускають каскади другого посередника. Нейромодулятора представляють собою хімічні посередники, які безпосередньо не діють на синапси, але змінюють (модифікують) чутливість нейрона до синаптичної стимуляції або до синаптичних гальмування.
Деякі нейромодулятора є нейропептидами або стероїдами і виробляються в нервової тканини, інші циркулюючими в крові стероїдами. До складу самого синапсу входять терміналь аксона (пресинаптическая терміналь), що приносить сигнал, ділянку на поверхні іншої клітини, в якому генерується новий сигнал (постсинаптична терміналь), і вузьке міжклітинний простір - сина птіческая щілину.
Якщо аксон закінчується на клітинному тілі. це - аксосоматіческій синапс, якщо він закінчується на дендрит, то такий синапс відомий як аксодендрітіческій, і якщо він утворює синапс на аксоні - це аксоаксональний синапс.
Велика частина синапсів - хімічні синапси, оскільки в них використовуються хімічні посередники, однак окремі синапси передають іонні сигнали через щілинні з'єднання, які пронизують пре- і постсинаптическую мембрани, тим самим забезпечуючи пряме проведення нейронних сигналів. Такі контакти відомі як електричні синапси.
Пресинаптическая терміналь завжди містить синаптичні пухирці з нейромедиаторами і численні мітохондрії.
Нейромедіатори зазвичай синтезуються в клітинному тілі; далі вони запасаються в бульбашках в пресинаптичної частини синапсу. В ході передачі нервового імпульсу вони виділяються в синаптичну щілину за допомогою процесу, відомого як екзоцитоз. Ендоцитоз сприяє поверненню надлишкової мембрани, яка накопичується в пресинаптичної частини в результаті екзоцитозу синаптичних пухирців.
Повернута мембрана зливається з гладкого ендоплазматичної мережею (аЕПС) пресинаптического компартмента і повторно використовується для утворення нових синаптичних пухирців.
Деякі нейромедіатори синтезуються в пресинаптическом компартменте при використанні ферментів і попередників, які доставляються механізмом аксонального транспорту.
Першими описаними нейромедиаторами були ацетилхолін і норадреналін. Аксони терміналь, що виділяє норадреналін, показана на малюнку. Велика частина нейромедіаторів є амінами, амінокислотами або дрібними пептидами (нейропептиди). Дією нейромедіаторів можуть володіти і деякі неорганічні речовини, такі, як оксид азоту. Окремі пептиди, які відіграють роль нейромедіаторів, використовуються в інших ділянках організму, наприклад в якості гормонів в травному тракті. Нейропептиди дуже важливі в регуляції відчуттів і спонукань, таких, як біль, задоволення, голод, спрага і статевий потяг.
Послідовність явищ при передачі сигналу в хімічному синапсі
Явища, що відбуваються під час передачі сигналу в хімічному синапсі, проілюстровані на малюнку. Нервові імпульси, швидко (протягом мілісекунд) пробігають по клітинній мембрані, викликають вибухоподібну електричну активність (деполяризацію), яка поширюється по мембрані клітини. Такі імпульси на короткий час відкривають кальцієві канали в пресинаптичної області, забезпечуючи приплив кальцію, який запускає екзоцитоз синаптичних пухирців.
У ділянках екзопітоза виділяються нейромедіатори. які реагують з рецепторами, розташованими на постсинаптическом ділянці, викликаючи транзиторну електричну активність (деполяризацію) постсинаптичної мембрани. Такі синапси відомі як збуджуючі, оскільки їх активність сприяє виникненню імпульсів в постсинаптичної клітинній мембрані. У деяких синапсах взаємодія нейромедіатор - рецептор дає протилежний ефект - виникає гиперполяризация, причому передача нервового імпульсу відсутня. Ці синапси відомі як гальмівні. Таким чином, синапси можуть або посилювати, або пригнічувати передачу імпульсів, тим самим вони здатні регулювати нервову активність.
Після використання нейромедіатори швидко видаляються внаслідок ферментного руйнування, дифузії або ендоцитозу, опосередкованого специфічними рецепторами на пресинаптичної мембрани. Таке видалення нейромедіаторів має важливе функціональне значення, оскільки воно запобігає небажану тривалу стимуляцію постсинаптичного нейрона.
