Что такое синапс расскажите о принципах его работы кратко
Обновлено: 04.07.2024
Таким образом, общение обычно происходит в одном направлении: от терминальной кнопки нейрона или клетки к мембране другой клетки, хотя, правда, есть некоторые исключения. Один нейрон может получать информацию от сотен нейронов.
Каждый отдельный нейрон получает информацию от терминальных кнопок других нервных клеток, а терминальные кнопки последних, в свою очередь, синапсируют с другими нейронами.
Основные концепции
Терминальные пуговицы нервных клеток могут синапсировать с сомой или дендритной мембраной.
Сома или тело клетки содержит ядро нейрона; В нем есть механизмы, которые позволяют поддерживать клетку. Вместо этого дендриты представляют собой древовидные ветви нейрона, которые начинаются от сомы.
Когда потенциал действия проходит через аксон нейрона, кнопки терминала выделяют химические вещества. Эти вещества могут оказывать возбуждающее или тормозящее действие на нейроны, с которыми они связаны. В конце всего процесса эффекты этих синапсов определяют наше поведение.
Потенциал действия - это продукт коммуникативных процессов внутри нейрона. В нем происходит набор изменений в мембране аксона, вызывающих выброс химических веществ или нейротрансмиттеров.
Нейроны обмениваются нейротрансмиттерами в своих синапсах как способ передачи информации друг другу.
Структура нейронального синапса
Пресинаптический неруон
Нейрон, который выпускает нейротрансмиттеры через свою терминальную кнопку, называется пресинаптическим нейроном. А информацию получает постсинаптический нейрон.
Когда последний захватывает нейротрансмиттеры, возникают так называемые синаптические потенциалы. То есть это изменения мембранного потенциала постсинаптического нейрона.
Чтобы общаться, клетки должны выделять химические вещества (нейротрансмиттеры), которые обнаруживаются специализированными рецепторами. Эти рецепторы состоят из специализированных белковых молекул.
Эти явления просто различаются расстоянием между нейроном, высвобождающим вещество, и рецепторами, которые его захватывают.
Постсинаптический нейрон
Таким образом, нейротрансмиттеры высвобождаются терминальными кнопками пресинаптического нейрона и обнаруживаются через рецепторы, расположенные на мембране постсинаптического нейрона. Оба нейрона должны находиться в непосредственной близости, чтобы произошла эта передача.
Синаптическое пространство
Однако, вопреки распространенному мнению, нейроны, образующие химические синапсы, физически не соединяются. Фактически, между ними есть пространство, известное как синаптическое пространство или синаптическая щель.
Это пространство, по-видимому, варьируется от синапса к синапсу, но обычно его ширина составляет около 20 нанометров. В синаптической щели существует сеть нитей, которая поддерживает выравнивание пре- и постсинаптических нейронов.
Потенциал действия
Для обмена информацией между двумя нейронами или нейронными синапсами сначала должен возникнуть потенциал действия.
Это явление происходит в нейроне, который посылает сигналы. Мембрана этой клетки имеет электрический заряд. В действительности мембраны всех клеток нашего тела электрически заряжены, но только аксоны могут запускать потенциалы действия.
Разница между электрическим потенциалом внутри нейрона и снаружи называется мембранным потенциалом.
Эти электрические изменения между внутренней и внешней частью нейрона опосредуются существующими концентрациями ионов, таких как натрий и калий.
Когда происходит очень быстрое изменение мембранного потенциала на противоположное, возникает потенциал действия. Он состоит из короткого электрического импульса, который аксон проводит от сомы или ядра нейрона к конечным кнопкам.
К этому следует добавить, что для возникновения потенциала действия мембранный потенциал должен превышать определенный порог возбуждения. Этот электрический импульс преобразуется в химические сигналы, которые передаются через кнопку терминала.
Как работает синапс?
Нейроны содержат мешочки, называемые синаптическими пузырьками, которые могут быть большими или маленькими. Все терминальные кнопки имеют небольшие пузырьки, которые несут внутри себя молекулы нейротрансмиттеров.
Когда потенциал действия передается по аксону, происходит деполяризация (возбуждение) пресинаптической клетки. Как следствие, кальциевые каналы нейрона открываются, позволяя ионам кальция проникать в них.
Эти ионы связываются с молекулами на мембранах синаптических пузырьков, которые находятся на терминальной кнопке. Упомянутая мембрана разрывается, слившись с мембраной клеммной кнопки. Это вызывает выброс нейротрансмиттера в синаптическое пространство.
Цитоплазма клетки захватывает оставшиеся части мембраны и переносит их в цистерны. Там они перерабатываются, создавая вместе с ними новые синаптические пузырьки.
Постсинаптический нейрон имеет рецепторы, которые захватывают вещества, находящиеся в синаптическом пространстве. Они известны как постсинаптические рецепторы, и при активации они вызывают открытие ионных каналов.
Когда эти каналы открываются, определенные вещества попадают в нейрон, вызывая постсинаптический потенциал. Это может иметь возбуждающее или тормозящее действие на клетку в зависимости от типа открытого ионного канала.
Обычно возбуждающие постсинаптические потенциалы возникают при попадании натрия в нервную клетку. В то время как ингибиторы производятся выходом калия или входом хлора.
Поступление кальция в нейрон вызывает возбуждающие постсинаптические потенциалы, хотя он также активирует специализированные ферменты, которые вызывают физиологические изменения в этой клетке. Например, он вызывает смещение синаптических пузырьков и высвобождение нейротрансмиттеров.
Это также способствует структурным изменениям в нейроне после обучения.
Завершение синапса
Постсинаптические потенциалы обычно очень непродолжительны и прекращаются с помощью специальных механизмов.
Один из них - это инактивация ацетилхолина ферментом ацетилхолинэстераза. Молекулы нейротрансмиттера удаляются из синаптического пространства путем обратного захвата или реабсорбции транспортерами на пресинаптической мембране.
Таким образом, как пресинаптические, так и постсинаптические нейроны имеют рецепторы, которые улавливают присутствие химических веществ вокруг них.
Существуют пресинаптические рецепторы, называемые авторецепторами, которые контролируют количество нейротрансмиттера, которое нейрон выделяет или синтезирует.
Типы синапсов
Электрические синапсы
Эти структуры позволяют изменениям электрических свойств одного нейрона напрямую влиять на другой и наоборот. Таким образом, два нейрона будут действовать, как если бы они были одним целым.
Химические синапсы
Химическая нейротрансмиссия происходит в химических синапсах. Пре- и постсинаптические нейроны разделены синаптическим пространством. Потенциал действия в пресинаптическом нейроне может вызвать высвобождение нейротрансмиттеров.
Они достигают синаптической щели и могут оказывать влияние на постсинаптические нейроны.
Возбуждающие синапсы
Примером возбуждающего синапса нейронов может быть рефлекс отмены, когда мы сгораем. Сенсорный нейрон обнаружит горячий объект, так как он будет стимулировать его дендриты.
Это заставит интернейрон посылать информацию по своему аксону. В свою очередь, терминальные кнопки интернейрона секретируют нейротрансмиттеры, которые возбуждают мотонейрон.
Тормозящие синапсы
Этот тип синапсов несколько сложнее. Это можно представить в следующем примере: представьте, что вы достаете из духовки очень горячий противень. Вы носите варежки, чтобы не обжечься, однако они несколько тонкие и тепло начинает их преодолевать. Вместо того, чтобы ронять поднос на пол, вы пытаетесь немного выдержать тепло, пока не поставите его на поверхность.
Реакция удаления нашего тела на болезненный стимул заставила бы нас отпустить объект, даже если мы контролировали этот импульс. Как возникает это явление?
Тепло, исходящее от лотка, воспринимается, увеличивая активность возбуждающих синапсов на мотонейронах (как объяснялось в предыдущем разделе). Однако этому возбуждению противодействует торможение, исходящее от другой структуры: нашего мозга.
Для этого аксон нейрона в головном мозге достигает спинного мозга, где его терминальные кнопки синапса с тормозным интернейроном. Он секретирует тормозящий нейромедиатор, который снижает активность мотонейрона, блокируя рефлекс отмены.
Важно отметить, что это всего лишь примеры. Процессы действительно более сложные (особенно тормозящие), в них задействованы тысячи нейронов.
Классы синапсов по месту их возникновения
- Аксодендритные синапсы: в этом типе терминальная кнопка соединяется с поверхностью дендрита. Или с дендритными шипами, которые представляют собой небольшие выступы, расположенные на дендритах в некоторых типах нейронов.
- Аксосоматические синапсы: в них терминальная кнопка синапса с сомой или ядром нейрона.
- Аксоаксонические синапсы: терминальная кнопка пресинаптической клетки соединяется с аксоном постсинаптической клетки. Эти типы синапсов функционируют иначе, чем два других. Его функция состоит в том, чтобы уменьшить или увеличить количество нейромедиатора, высвобождаемого кнопкой терминала. Таким образом, он стимулирует или подавляет активность пресинаптического нейрона.
Дендродендритные синапсы также были обнаружены, но их точная роль в коммуникации нейронов в настоящее время неизвестна.
Вещества, выделяемые в синапсе нейронов
Во время нейрональной коммуникации высвобождаются не только нейротрансмиттеры, такие как серотонин, ацетилхолин, дофамин, норэпинефрин и т. Д. Также могут выделяться другие химические вещества, такие как нейромодуляторы.
Они названы так, потому что они модулируют активность многих нейронов в определенной области мозга. Они секретируются в больших количествах и путешествуют на большие расстояния, распространяясь шире, чем нейротрансмиттеры.
Другой тип вещества - гормоны. Их выделяют клетки эндокринных желез, которые расположены в разных частях тела, таких как желудок, кишечник, почки и мозг.
Гормоны выделяются во внеклеточную жидкость (за пределы клеток), а затем поглощаются капиллярами. Затем они распределяются по телу через кровоток. Эти вещества могут связываться с нейронами, у которых есть специальные рецепторы, которые их принимают.
Таким образом, гормоны могут влиять на поведение, изменяя активность принимающих их нейронов. Например, тестостерон повышает агрессивность у большинства млекопитающих.
В двух словах, синапс – это место, где встречаются две нервные клетки. На первый взгляд, что в нем особенного? Однако в действительности синапс – это довольно сложное устройство, которое позволяет правильно работать всему механизму сбора и обработки информации.
Именно синапс позволяет нам преобразовывать простейшие сигналы и безусловные рефлексы в сложнейшие схемы мыслительной деятельности: представления, идеи, образы, произведения искусства, научные теории.
Что такое нейротрансмиттеры
Нейротрансмиттеры – это молекулы, которые действуют как химические сигналы, передавая электрические импульсы от одной клетки к другой. Они находятся в синапсах между синаптическими путями одного нейрона и дендритами другого. Химические вещества, обеспечивающие бесперебойную передачу импульсов по нейронам, называются возбуждающими нейротрансмиттерами. Подавляющие нейротрансмиттеры блокируют электрические импульсы.
Расширение возможностей или подавление электрических сигналов
После захвата нейротрансмиттеров постсинаптический нейрон отвечает на продолжение нервного сигнала генерацией возбуждающих или тормозных потенциалов, которые позволят или не позволят распространиться потенциалу действия (электрическому импульсу), сгенерированному в аксоне пресинаптического нейрона, путем изменения электрохимического баланса.
И эта синаптическая связь между нейронами не всегда предполагает прохождение нервного импульса от одного нейрона к другому, но также может привести к тому, что он не будет воспроизведен или погаснет, в зависимости от типа стимулируемой связи.
Чтобы лучше понять это, нужно вспомнить, что в нервных соединениях участвуют только два нейрона, но у нас есть бесчисленное множество соединенных цепей, которые могут вызвать блокировку сигнала, испускаемого цепью. Например, до травмы мозг посылает болевые сигналы в пораженную область, но через другую цепь ощущение боли временно блокируется, чтобы предотвратить выход вредных раздражителей.
Место синапсов в нервной системе
Одной из основных задач нейронов является хранение и обработка информации из внешнего мира. От органов чувств, мышц, связок и т.д. слабые электрические сигналы по нервным волокнам поступают в мозг, где они распределяются по нейронным цепям, образуя очаги возбуждения и связи между отдельными нейронами, центрами и участками мозга. Словом, так протекают все процессы в нашей психике: от простейших безусловных рефлексов до сложнейшей психической деятельности.
Распространение нервных импульсов происходит через процессы в нейронах. Короткие и сильно разветвленные дендриты специализируются на приеме сигналов от других нейронов. Одна нервная клетка может иметь до 1500 дендритов. С другой стороны, передающее нервное волокно, аксон, представляет собой одно нервное волокно, но длинное, его длина может достигать 1,5 метра. Соединяясь с ветвями дендритов, аксон передает сигнал от одного нейрона к другому.
Проблема, однако, заключается в том, что чаще всего импульс не может пройти напрямую, потому что между дендритными “ветвями” одной нервной клетки и аксоном другой существует зазор – пространство, заполненное межклеточным веществом.
Это происходит следующим образом: при движении импульса на стыке нервных волокон происходит биохимическая реакция, образуется белковая молекула – нейротрансмиттер или медиатор (посредник) – и закупоривает щель, образуя своеобразный мост, по которому может пройти сигнал. Это создает то, что английский физиолог К. Шеррингтон в 1897 году назвал синапсом.
Как работают синапсы
- Нервный импульс поступает в синаптическую колбочку нейрона.
- Нейротрансмиттеры высвобождаются в синапсе.
- Нейротрансмиттеры быстро проходят через щель, и молекулы достигают рецепторов на мембране постсинаптического нейрона.
- Это вызывает изменение проницаемости постсинаптической мембраны для ионов натрия, и его положительные ионы попадают в постсинаптический нейрон, вызывая деполяризацию. В результате нервный импульс передается следующему нейрону.
Объем памяти человека
Средний человеческий мозг насчитывает около 100 миллиардов нейронов (или нервных клеток) и нейроглии (или глиальных клеток), которые служат для поддержки и защиты нейронов.
Каждый нейрон может быть связан с 10 000 других нейронов, передающих друг другу сигналы через 1 000 триллионов синаптических связей, что по некоторым оценкам эквивалентно компьютеру с процессором, работающим со скоростью 1 триллион бит в секунду.
Оценки размера человеческого мозга варьируются в широких пределах – от 1 терабайта до 1 000 терабайт (для сравнения, 19 миллионов томов Библиотеки Конгресса США представляют собой около 10 терабайт данных).
Структура синапса
Учитывая, что размер нервной клетки редко превышает 100 мкм, связь между передающим и принимающим волокнами двух нейронов вообще микроскопическая. Однако синапс имеет сложную структуру, состоящую из трех основных частей:
- Нервное окончание “ответвляется” от дендрита, который представляет собой микроскопическое утолщение, называемое пресинаптической мембраной. Это очень важная часть синапса, отвечающая за синтез белковых молекул.
- Аналогичное утолщение обнаруживается на корешках аксонов. Он имеет специальные рецепторы, которые принимают сигналы от медиаторов. Это постсинаптическая мембрана.
- Синаптическая щель, в которой образуется медиатор – белковая молекула, проводящая импульс. Эта часть синапса как препятствует передаче сигнала, так и генерирует белковые молекулы, которые не только выполняют роль “мостиков”, но и участвуют в функционировании нервной системы и организма в целом.
Функции этих белковых соединений разнообразны, поскольку нейроны производят разные типы медиаторов, а их химический состав по-разному влияет на процессы в нервной системе. И это влияние настолько сильно, что в значительной степени контролирует психические реакции, а недостаток даже одного из белков может привести к серьезным заболеваниям, таким как болезнь Паркинсона или Альцгеймера.
В настоящее время открыто и изучено более 60 типов нейротрансмиттеров с различными свойствами. Вот примеры некоторых из них:
- Норэпинефрин – это гормон стресса. Он обладает возбуждающим действием, повышает активность всех систем организма и придает нашему эмоциональному состоянию чувство ярости.
- Серотонин. Его функции разнообразны: от помощи в пищеварении до влияния на уровень сексуального желания.
- Глутамат необходим для запоминания и хранения информации, но его избыток токсичен и может привести к гибели нервных клеток.
- Дофамин – это гормон счастья, источник положительных эмоций, дающий состояние блаженства. В то же время этот белок, как и многие другие, обеспечивает эффективность когнитивных процессов. А его недостаток может вызвать состояние депрессии и привести к слабоумию.
Это далеко не все белки, которые производятся нейронами, но даже этот пример позволяет оценить важность нейротрансмиттеров и роль синапсов в организации нормальной деятельности мозга. Нарушение нейронных связей в результате болезни или травмы также может привести к серьезным нарушениям психических функций.
Классификация синапсов
Существует несколько классификаций связей между нервными клетками. Первый, о котором мы говорили выше, – это разделение на химические, электрические и смешанные синапсы. Синапсы также можно разделить по характеру передаваемого сигнала: возбуждающие и тормозные. Синапсы также можно разделить по их расположению: центральные, расположенные в головном мозге, и периферические, расположенные в периферической нервной системе.
Синапсы также делятся в зависимости от вырабатываемых ими нейротрансмиттеров. Одни вырабатывают норадреналин, другие – ацетилхолин, серотонин, глутамат и другие. Всего существует около шестидесяти типов нейротрансмиттеров, каждый из которых выполняет определенную функцию. Например, норэпинефрин является стимулятором, активирует все системы организма и вызывает чувство ярости. Дофамин – это гормон счастья, который обеспечивает организму состояние блаженства, порождая положительные эмоции; он также отвечает за когнитивные процессы. Как избыток, так и недостаток нейротрансмиттеров приводит к различным нарушениям в нервной системе и во всем организме. Например, дефицит дофамина вызывает депрессию, потерю энергии и приводит к слабоумию. Избыток глутамата может привести к гибели нервных клеток.
Структура и функционирование биологической нервной системы позволили ученым создать ее искусственный эквивалент. В искусственной нейронной сети связи между отдельными “нейронами” также называются синапсами, и в них есть как “дендриты”, так и “аксоны”. Искусственные нейронные сети могут даже моделировать отдельные типы сигналов – так, существуют возбуждающие и тормозящие сигналы. Конечно, искусственная нейронная сеть – это упрощенная модель реальной, биологической сети, но по мере развития технологий модель становится все более и более детальной. В 2015 году, например, исследователи из Швеции создали один из самых совершенных на сегодняшний день аналогов искусственного нейрона. Устройство было создано на основе органической биоэлектроники. Такой искусственный нейрон наиболее полно повторяет работу естественной нервной клетки и даже может общаться с другими нейронами.
Нейронные сети
Через синаптические связи нейроны объединяются в функциональные единицы – нейронные сети. Нейронные сети могут быть образованы нейронами, расположенными в непосредственной близости друг от друга.
Такая нейронная сеть называется локальной. Кроме того, сеть может содержать удаленные нейроны из разных областей мозга. Самый высокий уровень организации нейронных связей отражает соединение нескольких областей центральной нервной системы.
Такая нейронная сеть называется путем или системой. Различают нисходящие и восходящие пути. Восходящие пути передают информацию от первичных областей мозга к вторичным (например, от спинного мозга к коре головного мозга).
Нисходящие пути соединяют кору головного мозга со спинным мозгом. Наиболее сложные сети называются распределительными системами. Они образованы нейронами в различных частях мозга, которые контролируют поведение всего тела.
Некоторые нейронные сети позволяют импульсам сходиться на ограниченном количестве нейронов. Нейронные сети также могут быть основаны на дивергенции (расхождении). Эти сети передают информацию на большие расстояния.
Нейронные сети также интегрируют (суммируют или обобщают) различные типы информации.
Синапсы на протяжении всей жизни
Человек как организм постоянно активен на протяжении всего жизненного цикла, будь то выполнение деятельности, ощущение, восприятие, мышление, обучение … Вся эта деятельность означает, что наша нервная система постоянно активирована, испуская нервные импульсы и передавая команды нейронов и информацию от одного к другому через синапсы.
Когда устанавливается связь, нейроны под воздействием нейротрофических факторов сближаются, облегчая притяжение и отталкивание друг друга, хотя и не касаясь друг друга. После соединения они оставляют небольшой промежуточный зазор – синаптическое пространство – благодаря модулирующему действию тех же нейротрофических факторов. Образование синапсов называется синаптогенезом, который особенно важен в период вынашивания плода и в раннем детстве. Однако синапсы формируются на протяжении всего жизненного цикла в результате непрерывного образования и сокращения связей между нейронами.
Сама жизнь и различные виды деятельности, которые мы выполняем, влияют на синаптическую активность: если активация цепи в значительной степени повторяется, она укрепляется, в то время как если она не выполняется в течение длительного времени, связь между нейронными цепями ослабевает.
Нервная система, как известно, состоит из нейронов. Эти особые клетки умеют принимать, хранить и обрабатывать информацию, они отвечают за связь организма с внешним миром и за работу всех систем этого организма. Память, внимание, мышление, воображение, творчество – всё это результаты работы нейронов. Однако вся эта многообразная деятельность не могла бы осуществиться, не будь у нейрона такого важного элемента, как синапс. В определённом смысле именно синапсы, а не сами нейроны, являются основой нервной системы.
Что такое синапс
Если сказать слишком упрощённо, то синапс – это место стыковки двух нервных клеток. Казалось бы, что здесь особенного? Но на самом деле синапс – это довольно сложное устройство, благодаря которому весь механизм сбора и обработки информации может исправно работать. Синапс – это то, что позволяет превратить простейшие сигналы и безусловные рефлексы в сложнейшие образцы мыслительной деятельности: представления, идеи, образы, произведения искусства, научные теории. Каково же строение синапса?
Строение синапса
Каждая нервная клетка имеет большое количество отростков. Все эти отростки, кроме одного, являются дендритами; это короткие и сильно разветвлённые образования, которые предназначены для приёма информации от других нейронов. Оставшийся длинный отросток называется аксоном; он отвечает за передачу информации от данной нервной клетки к следующей.
Соединяясь между собой отростками, нервные клетки образуют сложную сеть, по которой в разные стороны перемещаются сигналы. Разрозненные сигналы от периферической нервной системы попадают в центральную, где из них организм формирует целостную картину мира, решает, как ему поступать в дальнейшем, и посылает сигналы к нужным органам. Аксон нервной клетки может достигать внушительной длины – до полутора метров. И это только в организме человека. У жирафов аксоны в спинном мозге могут достигать и пяти метров. По-видимому, у более крупных вымерших животных, например, динозавров, аксоны нервных клеток в спинном мозге были ещё длиннее. Выходит, что нервные клетки являются самыми крупными клетками в организме.
Однако чаще всего напрямую от одной нервной клетки к другой сигнал пройти не может, потому что пространство между дендритами и аксоном заполнено межклеточным веществом. Чтобы нервная информация прошла от одного отростка к другому, нужно соорудить своеобразный мост. Такие мосты называются нейротрансмиттерами, или нейромедиаторами; образуются они в результате биохимических реакций и представляют собой белковые молекулы.
Сами нервные клетки очень маленькие – крупнейшие из них обычно не превышают длины 100 микрометров. Отростки нейронов, следовательно, имеют и вовсе микроскопические размеры. Однако даже на таком микроскопическом уровне строение синапса довольно сложное. Он состоит из трёх отделов. Первый – утолщение на конце аксона, называемое пресинапсической мембраной и необходимое для формирования нейромедиаторов. Второй отдел – аналогичное утолщение на конце дендрита, которое служит для приёма сигналов от нейромедиатора. Между ними находится третий отдел – сама синаптическая щель, в которой нейромедиаторы образуются.
Но строение синапса этим не ограничивается. На утолщении аксона имеются особые образования – синаптические пузырьки, которые содержат либо нейромедиатор, либо фермент, разрушающий нейромедиатор. А на утолщении дендрита имеются рецепторы, принимающие сигналы от конкретного нейромедиатора.
Данное строение синапса характерно для химического типа. Есть ещё электрические синапсы, имеющие несколько другую структуру. Нейромедиаторов они не образуют, поскольку электрические сигналы беспрепятственно проходят сквозь межклеточное вещество. При этом расстояние между мембранами в электрическом синапсе гораздо меньше, чем в химическом, благодаря чему давление межклеточного вещества более слабое. Кроме того, мембраны соединены так называемыми коннексонами – особыми белковыми образованиями.
Бывают ещё и смешанные синапсы, в которых химическая связь является фактором, усиливающим электрическую передачу сигнала.
Наиболее распространёнными являются химические синапсы, которые являются типовой разновидностью. Особенно велика их роль в нервной системе млекопитающих.
Аксоны и дендриты образуются в нервных клетках не сразу. Причём первым пробивается именно аксон, который начинает усиленно расти и прокладывать себе путь в окружающем пространстве. Так начинается рост самой нервной клетки. В конце концов аксон встречается с дендритами других нервных клеток и вместе с ними образует синапс.
Известно, что в нервной системе содержатся нейроны, не имеющие аксонов. Как работают такие клетки и для чего они нужны – пока никто не знает.
Интересно, что исследования работы нервных клеток учёные проводили на кальмарах. Их нервные клетки настолько большие, что видны невооружённым глазом. Это позволило вставлять в них электроды и измерять электрический потенциал в разных частях клетки. Исследователи Ходжкин, Элкс и Хаксли за такую работу в 1963 году удостоились Нобелевской премии.
Классификация синапсов
Существует несколько классификаций соединений нервных клеток. Первую из них мы рассмотрели выше – это деление на химические, электрические и смешанные синапсы. Также синапсы можно разделить по характеру передаваемого сигала: возбуждающие и тормозящие. Синапсы могут быть разделены и по месту расположения: центральные, находящиеся в головном мозге, и периферические, расположенные в периферической нервной системе.
Также синапсы делят в зависимости от производимых нейромедиаторов. Одни производят норадреналин, другие – ацетилхолин, серотонин, глутамат и другие. Всего существует около шестидесяти видов нейромедиааторов, каждый из которых несёт специфическую функцию. Так, норадреналин является возбуждающим веществом, он активизирует все системы организма, порождает чувство ярости. Дофамин – гормон счастья, который сообщает организму состояние блаженства, порождает позитивные эмоции; также он отвечает за познавательные процессы. Как переизбыток, так и недостаток нейромедиаторов приводит к различным нарушениям в нервной системе и организме в целом. Так, недостаток дофамина порождает депрессию, упадок сил, приводит к слабоумию. Переизбыток глутамата может привести к гибели нервных клеток.
Термин был введён в 1897 г. английским физиологом Чарльзом Шеррингтоном.
синапс—особая структура, обеспечивающая передачу нервного импульса с нервного волокна на какую-либо другую нервную клетку или нервное волокно, также с рецепторной клетки на нервное волокно(область соприкосновения нервных клеток друг с другом и другой нервной клеткой). Для образования синапса необходимы 2 клетки.
Содержание
Структура синапса
Типичный синапс — аксо-дендритический аксона передающей клетки и постсинаптической, представленной контактирующим участком дендрита). Синапс представляет собой пространство, разделяющее мембраны контактирующих клеток, к которым подходят нервные окончания. Передача импульсов осуществляется химическим путём с помощью медиаторов или электрическим путём посредством прохождения ионов из одной клетки в другую.
Между обеими частями имеется фермент, разрушающий этот медиатор. На постсинаптической и пресинаптической мембранах присутствуют рецепторы к тому или иному медиатору.
Классификации синапсов
В зависимости от механизма передачи нервного импульса различают
- деполяризует постсинаптическую мембрану типичного химического синапса, где пре- и постсинаптические мембраны не плотно прилегают друг к другу. Таким образом, в этих синапсах химическая передача служит необходимым усиливающим механизмом.
Наиболее распространён первый тип.
Химические синапсы можно классифицировать по их местоположению и принадлежности соответствующим структурам:
- периферические
- нервно-мышечные
- нейросекреторные (аксо-вазальные)
- рецепторно-нейрональные
- аксо-дендритические — с дендритами, в т. ч.
- аксо-шипиковые — с дендритными шипиками, выростами на дендритах;
При этом в синапсе не всегда вырабатывается только один медиатор. Обычно основной медиатор выбрасывается вместе с другим, играющим роль модулятора.
По знаку действия:
В случаях, когда с постсинаптической мембраной контактирует несколько синаптических расширений, образуются множественные синапсы.
Механизм функционирования химического синапса
При деполяризации пресинаптической терминали открываются потенциал-чувствительные кальциевые мембранного потенциала. Медиатор действует в течение очень короткого времени, после чего разрушается специфическим ферментом. Например, в холинэргических синапсах фермент, разрушающий медиатор в синаптической щели — нейроглии.
Открыты два механизма высвобождения: с полным слиянием везикулы с англ. kiss-and-run ), когда везикула соединяется с мембраной, и из неё в синаптическую щель выходят небольшие молекулы, а крупные остаются в везикуле. Второй механизм, предположительно, быстрее первого, с помощью него происходит синаптическая передача при высоком содержании ионов кальция в синаптической бляшке.
Следствием такой структуры синапса является односторонее проведение нервного импульса. Существует так называемая синаптическая задержка — время, необходимое для передачи нервного импульса. Длительность синаптической задержки составляет порядка — 0,5 мс .
Читайте также: