Как работает синапс кратко

Обновлено: 05.07.2024

Основным является сессионный cookie, обычно называемый MoodleSession. Вы должны разрешить использование этого файла cookie в своем браузере, чтобы обеспечить непрерывность и оставаться в системе при просмотре сайта. Когда вы выходите из системы или закрываете браузер, этот файл cookie уничтожается (в вашем браузере и на сервере).

Другой файл cookie предназначен исключительно для удобства, его обычно называют MOODLEID или аналогичным. Он просто запоминает ваше имя пользователя в браузере. Это означает, что когда вы возвращаетесь на этот сайт, поле имени пользователя на странице входа в систему уже заполнено для вас. Отказ от этого файла cookie безопасен - вам нужно будет просто вводить свое имя пользователя при каждом входе в систему.

Нервная ткань отличается от других тканей нашего организма тем, что обладает особыми свойствами — возбудимостью и проводимостью . Эти свойства нервной ткани обусловлены особенностями её строения.

В состав нервной ткани входят клетки двух видов. Основные функции выполняют нейроны, а клетки-спутники (клетки нейроглии) служат опорой и обеспечивают обмен веществ.

Функции нейронов: генерирование и передача нервных импульсов; обработка и хранение поступающей информации.

Нервный импульс — это волна возбуждения (биоэлектрическая волна), распространяющаяся по нервным клеткам.

Нейрон — основная клетка нервной ткани. Он имеет тело и отростки двух типов. В теле нейрона располагается ядро и органоиды, а по отросткам передаются нервные импульсы.

Дендриты — это отростки, по которым нервные импульсы передаются к телу нейрона. Эти отростки сильно ветвятся. У нейрона может быть несколько дендритов.

Аксон — это отросток, по которому импульсы передаются от тела клетки. Аксон обычно ветвится только на конце. У каждого нейрона всего один аксон.

Аксоны часто окружены оболочкой из жироподобного вещества миелина. Это вещество имеет белый цвет. Скопления миелинизированных аксонов образуют белое вещество головного и спинного мозга. Тела нервных клеток и дендриты не покрыты миелином. Они серого цвета, а их группы составляют серое вещество центральной нервной системы.

Главными элементами синапса являются мембраны двух клеток (пресинаптическая и постсинаптическая мембраны) и пространство между ними (синаптическая щель).

В аксоне пресинаптического нейрона вырабатывается медиатор — особое вещество, с помощью которого происходит передача нервного импульса.

Под действием нервного импульса медиатор выделяется в синаптическую щель. Рецепторы постсинаптической мембраны реагируют на его появление и генерируют возникновение нервного импульса в следующем нейроне. Так в синапсе происходит химическая передача возбуждения с одной клетки на другую.

Чувствительные ( сенсорные ) нейроны проводят информацию от органов в мозг. Тела таких нейронов находятся в нервных узлах вне центральной нервной системы.

Другая группа нейронов передаёт информацию от головного и спинного мозга к органам. Это двигательные ( моторные ) нейроны. Их тела находятся в сером веществе центральной нервной системы, а аксоны находятся за пределами ЦНС.

Третий вид нейронов осуществляет связь между чувствительными и двигательными нейронами. Это вставочные нейроны, они находятся в головном и спинном мозге.

Нерв — это орган, в состав которого входят пучки нервных волокон, покрытые соединительнотканной оболочкой.

Нервы выполняют проводниковую функцию. Они связывают головной и спинной мозг с кожей, органами чувств и с внутренними органами.

Чувствительные нервы проводят нервные импульсы от рецепторов в мозг. В их состав входят дендриты чувствительных нейронов.

Двигательные нервы состоят из аксонов двигательных нейронов. Их функция — проведение импульсов от мозга к рабочим органам.

Смешанные нервы образованы чувствительными и двигательными волокнами и способные проводить импульсы как к ЦНС, так и от ЦНС.

Нервные сплетения представлены сетчатыми скоплениями нервных волокон разных нервов, связывающих ЦНС с внутренними органами, скелетными мышцами и кожей.

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

1. Нервный импульс поступает в синаптическую колбочку нейрона.
2. Нейротрансмиттеры высвобождаются в синапсе.
3. Нейротрансмиттеры быстро проходят через щель, и молекулы достигают рецепторов на мембране постсинаптического нейрона.
4. 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.

Синапсом называют место контакта между двумя нейронами или между нейроном и эффектором (органом-мишенью). В синапсе нервный импульс "преобразуется" в химический: происходит выброс особых веществ - нейромедиаторов (наиболее известный - ацетилхолин) в синаптическую щель.

Разберем строение синапса на схеме. Его составляют пресинаптическая мембрана аксона, рядом с которой расположены везикулы (лат. vesicula — пузырек) с нейромедиатором внутри (ацетилхолином). Если нервный импульс достигает терминали (окончания) аксона, то везикулы начинают сливаться с пресинаптической мембраной: ацетилхолин поступает наружу, в синаптическую щель.

Попав в синаптическую щель, ацетилхолин связывается с рецепторами на постсинаптической мембране, таким образом, возбуждение передается другому нейрону, и он генерирует нервный импульс. Так устроена нервная система: электрический путь передачи сменяется химическим (в синапсе).

P.S. Мы нашли статью, которая относится к данной теме, изучите ее - Нервная ткань ;)

P.S.S. Для вас готов следующий случайный вопрос. Мы сами не знаем, но вас ждет что-то интересное!

Текст и опубликованные материалы являются интеллектуальной собственностью Беллевича Юрия Сергеевича. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов вопроса и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Си́напс [1] (греч. σύναψις , от συνάπτειν — обнимать, обхватывать, пожимать руку) — место контакта между двумя нейронами или между нейроном и получающей сигнал эффекторной клеткой. Служит для передачи нервного импульса между двумя клетками, причём в ходе синаптической передачи амплитуда и частота сигнала могут регулироваться.

Термин был введён в 1897 г. английским физиологом Чарльзом Шеррингтоном.

Содержание

Структура синапса

Типичный синапс — аксо-дендритический химический. Такой синапс состоит из двух частей: пресинаптической, образованной булавовидным расширением окончанием аксона передающей клетки и постсинаптической, представленной контактирующим участком цитолеммы воспринимающей клетки (в данном случае — 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 синаптическая щель — промежуток шириной 10—50 нм между постсинаптической и пресинаптической мембранами, края которой укреплены межклеточными контактами.

Часть аксолеммы булавовидного расширения, прилежащая к синаптической щели, называется пресинаптической мембраной. Участок цитолеммы воспринимающей клетки, ограничивающий синаптическую щель с противоположной стороны, называется постсинаптической мембраной, в химических синапсах она рельефна и содержит многочисленные рецепторы.

В синаптическом расширении имеются мелкие везикулы, так называемые синаптические пузырьки, содержащие либо медиатор (вещество-посредник в передаче возбуждения), либо фермент, разрушающий этот медиатор. На постсинаптической, а часто и на пресинаптической мембранах присутствуют рецепторы к тому или иному медиатору.

Классификации синапсов

В зависимости от механизма передачи нервного импульса различают

; — клетки соединяются высокопроницаемыми контактами с помощью особых коннексонов (каждый коннексон состоит из шести белковых субъединиц). Расстояние между мембранами клетки в электрическом синапсе — 3,5 нм (обычное межклеточное — 20 нм)

Так как сопротивление внеклеточной жидкости мало(в данном случае), импульсы проходят не задерживаясь через синапс. Электрические синапсы обычно бывают возбуждающими.

Для нервной системы млекопитающих электрические синапсы менее характерны, чем химические.

• смешанные синапсы: Пресинаптический потенциал действия создает ток, который 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 распространены химические синапсы.

Химические синапсы можно классифицировать по их местоположению и принадлежности соответствующим структурам:

• периферические
• нейросекреторные (аксо-вазальные)
• рецепторно-нейрональные

• аксо-дендритические — с дендритами, в т. ч.
  • аксо-шипиковые — с дендритными шипиками, выростами на дендритах;

  В зависимости от медиатора синапсы разделяются на

  • аминергические, содержащие биогенные амины (например, серотонин, дофамин);
    • в том числе адренергические, содержащие адреналин или норадреналин;

    При этом в синапсе не всегда вырабатывается только один медиатор. Обычно основной медиатор выбрасывается вместе с другим, играющим роль модулятора.

    По знаку действия:

    Если первые способствуют возникновению возбуждения в постсинаптической клетке (в них в результате поступления импульса происходит деполяризация мембраны, которая может вызвать потенциал действия при определённых условиях.), то вторые, напротив, прекращают или предотвращают его появление, препятствуют дальнейшему распространению импульса. Обычно тормозными являются глицинергические (медиатор — глицин) и ГАМК-ергические синапсы (медиатор — гамма-аминомасляная кислота).

    Тормозные синапсы бывают двух видов: 1) синапс, в пресинаптических окончаниях которого выделяется медиатор, гиперполяризующий постсинаптическую мембрану и вызывающий возникновение тормозного постсинаптического потенциала; 2) аксо-аксональный синапс, обеспечивающий пресинаптическое торможение. Синапс холинергический (s. cholinergica) — синапс, медиатором в котором является ацетилхолин.

    В некоторых синапсах присутствует постсинаптическое уплотнение — электронно-плотная зона, состоящая из белков. По её наличию или отсутствию выделяют синапсы асимметричные и симметричные. Известно, что все глутаматергические синапсы асимметричны, а ГАМКергические — симметричны.

    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 каналы, ионы кальция входят в пресинаптическую терминаль и запускают механизм слияния синаптических пузырьков с мембраной. В результате медиатор выходит в синаптическую щель и присоединяется к белкам-рецепторам постсинаптической мембраны, которые делятся на метаботропные и ионотропные. Первые связаны с G-белком и запускают каскад реакций внутриклеточной передачи сигнала. Вторые связаны с ионными каналами, которые открываются при связывании с ними нейромедиатора, что приводит к изменению мембранного потенциала. Медиатор действует в течение очень короткого времени, после чего разрушается специфическим ферментом. Например, в холинэргических синапсах фермент, разрушающий медиатор в синаптической щели — ацетилхолинэстераза. Одновременно часть медиатора может перемещаться с помощью белков-переносчиков через постсинаптическую мембрану (прямой захват) и в обратном направлении через пресинаптическую мембрану (обратный захват). В ряде случаев медиатор также поглощается соседними клетками нейроглии.

    Следствием такой структуры синапса является одностороннее проведение нервного импульса. Существует так называемая синаптическая задержка — время, нужное для передачи нервного импульса. Её длительность составляет около — 0,5 мс .

    Читайте также:

      
    • Используя дополнительную литературу и интернет узнайте какие из рыцарских орденов сохранились кратко
      
    • Мотивация работников в инновационной сфере деятельности кратко
      
    • Что такое консерватория кратко
      
    • Чем известен ломоносов кратко 5 класс
      
    • Какие идеи нашли отражение в декларации независимости какое значение имело ее принятие кратко