АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология
|
Хімічна передача збудження і гальмування
Після відкриття електричних явищ в живих тканинах протягом майже 150 років у фізіології домінували теорії електричної передачі збудження і гальмування як по нервах, так і через синаптичні з`єднання. І тільки у 1921 році австрійському фармакологу О.Леві вдалося довести, що передача гальмівного впливу блукаючого нерва на серце відбувається з допомогою хімічної ечовини — медіатора (детальніше див. розд.3.2.3). Згодом медіаторна теорія передачі сигналів у нервовій системі стала загальновизнаною.
Будова хімічних синапсів. Такі синапси складаються з синаптичної бляшки, синаптичної щілини і субсинаптичної мембрани. Синаптична бляшка являє собою кінцеве розширення пресинаптичного нервового волокна. Мембрана синаптичної бляшки називається пресинаптичною, а та частина мембрани постсинаптичної структури, яка розташована під нею, — пост-, або субсинаптичною. У посмугованих м'язових волокнах ділянка мембрани, що знаходиться під синаптичною бляшкою називається кінцевою пластинкою. Субсинаптична мембрана є хемозбудливою завдяки наявності в ній численних рецепторів, які активуються медіаторами — речовинами, що виділюються нервовими закінченнями.
Типовим прикладом хімічного синапсу є міоневральний контакт (рис.10.28). Характерною особливістю хімічних синапсів є наявність у пресинаптичних закінченнях синаптичних пухирців (діаметр цих пухирців у ЦНС дорівнює 20-30 нм, а в міоневральному з'єднанні — 50 нм). Їх кількість в одному закінченні досягає 200-300 тисяч, і в кожному з них міститься від 1 до 20 тисяч молекул ацетилхоліну, який є медіатором у міоневральних синапсах. Вивільнення медіатора у синаптичну щілину відбувається шляхом екзоцитозу — злиттю мембран пухирця і пресинаптичного закінчення з наступним їхнім розривом та виходом медіатора у синаптичну щілину. в стані спокою синапса відбувається спонтанний розрив поодиноких пухирців і вивільнення з них кванту медіатора — майже всіх молекул ацетилхоліну, що містились у одному пухирці. При збудженні, у відповідь на один ПД вивільнюється 100—300 квантів ацетилхоліну. У пухирцях в ЦНС та периферичних вузлах містяться також інші медіатори: норадреналін, амінокислоти, пептиди тощо. За формою, розмірами, оптичною щільністю пухирців іноді вдається розрізняти їхній вміст.
Синаптична щілина на поперечно посмугованих м`язах має ширину 20-50 нм, а на непосмугованих — від 10 (сім`явиносна протока) і, навіть, до 4000 нм (легенева артерія). Вона вільно сполучається з міжклітинним простором і заповнена гелеподібною рідиною.
Субсинаптична мембрана є частиною мембрани постсинаптичної клітини, як правило, без будь-якої морфологічної спеціалізації. Щоправда, субсинаптична мембрана фазних м'язових волокон утворює численні складки, завдяки чому її поверхня значно збільшується, досягаючи 10000 мкм2 на один синапс. Субсинаптична мембрана містить іонні потенціалонезалежні, але хемочутливі канали, які активуються медіатором.
На зовнішній поверхні субсинаптичної мембрани міоневрального з'єднання, де медіаторну функцію виконує ацетилхолін, розташовані холінорецептори і фермент холінестераза, яка розщеплює ацетилхолін після його дії на рецептор. Холінорецепторами є білкові молекули, які мають два активних центри. Ці молекули не тільки впізнають ацетилхолін, а й забезпечують транспорт катіонів крізь мембрану. Тому їх також називають рецепторно-канальними молекулами.
Синаптична передача збудження. Згідно з сучасними уявленнями, передача збудження через хімічні синапси відбувається у такій послідовності: пресинаптичний ПД призводить до виділення нервовим закінченням збудливого медіатора, який дифундує крізь синаптичну щілину до субсинаптичної мембрани. Там відбувається його взаємодія з хеморецепторами, внаслідок чого відкриваються ворота іонного каналу та виникає зміна іонної проникності субси-наптичної мембрани (рис.10.29 В б). Іонні струми викликають деполяризацію цієї мембрани у вигляді збуджуючого постсинаптичного потенціалу (ЗПСП), який на кінцевій пластинці міоневрального синапсу називається потенціалом кінцевої пластинки (ПКП). ЗПСП та ПКП призводять до генерації постсинаптичного ПД.
Дифузія медіатора через синаптичну щілину, на що витрачається певний час, обумовлює так звану синаптичну затримку, яка у центральних і міоневральних синапсах ссавців дорівнює ~0,3 мс, а у непосмугованих м'язах — до 10 мс.
Синаптична передача гальмівних впливів. У хімічних синапсах відбувається передача і гальмівних впливів. Таке гальмування розвивається на постсинаптичній мембрані услід за збудженням пресинаптичної мембрани. Саме тому деякі автори вважають, що краще говорити про передачу через синапси гальмівних впливів, а не гальмування, якого позбавлена пресинаптична структура (П.Г.Богач, та ін.,1984).
Отже гальмівні синапси здійснюють своєрідну трансформацію збудження у гальмування. Таке постсинаптичне гальмування має місце у ЦНС і в тих збудливих ефекторних утворах, які мають подвійну іннервацію (непосмуговані і серцевий м'язи хребетних, соматичні м'язи безхребетних). У спинному та багатьох відділах головного мозку наявні спеціальні гальмівні нейрони, аксони яких утворюють аксо-дендритні та аксо-соматичні гальмівні синапси.
Механізм передачі гальмівного впливу у хімічних синапсах полягає в тому, що внаслідок дії пресинаптичного ПД вивільняється гальмівний медіатор, який дифундує до субсинаптичної мембрани. Це призводить до зміни іонної провідності мембрани та розвитку в ній гіперполяризації, яка дістала назву гальмівного постсинаптичного потенціалу (ГПСП).
Песимальне гальмування. При дуже частому подразненні нерва, що іннервує м'яз, виникаючі ПКП підсумовуються на кожний імпульс, оскільки в дуже короткий міжімпульсний інтервал холінестераза не встигає повністю розщепити виділюваний ацетилхолін. В результаті сумації багатьох ПКП постсинаптична мембрана все більше й більше деполяризується.
Ця деполяризація лежить в основі песимального гальмування Введенського, сутність якого полягає в тому, що при деякій оптимальній частоті стимуляції величина скорочення м'яза стає максимальною. Проте якщо далі збільшувати цю частоту, то поступово сила скорочення зменшується і при деякій високій частоті подразнення м'яз майже повністю розслаблюється (песимум). Зменшення частоти стимуляції у цей момент одразу ж призводить до відновлення оптимального рівня м'язового скорочення (оптимум).
Медіатори в хімічних синапсах. Ще у 30-і роки ХХ ст. було становлено, що медіатором у міоневральному з'єднанні є ацетилхолін. Він найбільш детально вивчений і досить поширений в нервовій системі: знаходиться також у закінченнях парасимпатичних постгангліонарних та прегангліонарних нейронів, симпатичних прегангліонарних нейронів та багатьох нейронів у ЦНС. Виділившись у синаптичну щілину при надходженні ПД до закінчення, ацетилхолін зв`язується з відповідним рецептором, активує його, а далі швидко розщеплюється ферментом ацетилхолінестеразою, щоб звільнити місце наступним молекулам медіатора.
Окрему групу медіаторних речовин становлять катехоламіни —адреналін, норадреналін і дофамін, які переважно є збуджуючими медіаторами у ЦНС. Медіаторну функцію виконують і деякі нейропептиди, наприклад, речовина Р у спинному мозку або нейропептид U у закінченнях симпатичних судинозвужуючих нервів.
Оскільки певні амінокисноти виявлені в ЦНС у значних кількостях, виникло припущення щодо їхньої медіаторної функції. Це перш за все стосується ГАМК, яка виявлена майже у всіх структурах ЦНС і є гальмівним медіатором пресинаптичного гальмування. Ще одним гальмівним медіатором, але вже постсинаптичного гальмування є гліцин. Збуджуючим медіатором у ЦНС є також глутамат.
Незабаром після відкриття медіаторної функції ацетилхоліну і норадреналіну виникло припущення, що кожний нейрон (з точки зору його метаболізму) становить цілісну систему і саме тому у всіх його пресинаптичних закінченнях виділюється один і тільки один медіатор (принцип моноергічності Дейла). Виходячи з цього положення всі нейрони з їхніми аксонами за вироблюваними медіаторами почали називати холінергічними, адренергічними, гістамінергічними і так далі. Проте уже в наш час завдяки розвитку високочутливих методів дослідження, таких як імунохімічний, радіоізотопний та ін., було встановлено, що майже у кожному нейроні та його закінченнях крім вже відомих медіаторів містяться і інші речовини, переважно пептиди, і що вони при збудженні виділюються у синаптичну щілину. Так, терміналі адренергічних нервових нейронів містять і виділюють поряд з норадреналіном пептид Y, а холінергічні нейрони ¾ речовину Р. Ці додаткові речовини, яких може бути у одному нейроні до 5, часто називають котрансмітерами (трансмітер ¾ передавач сигналу, медіатор). Деякі з них дійсно виконують медіаторну функцію, тобто передають збудження або гальмування на сусідні клітини, інші лише змінюють мембранний потенціал клітини та її збудливість; вони є модуляторами, а функції третіх ще й досі залишаються нез`ясованими.
Дата добавления: 2015-12-15 | Просмотры: 1336 | Нарушение авторских прав
|