Слайд 1
Физиология синапсов
Дралина О.И.
кандидат медицинских наук
Слайд 2План
Определение синапса. Виды синапсов.
Строение химического синапса.
Механизм передачи возбуждения в химическом
синапсе.
Особенности работы ионотропных и метаботропных рецепторов
Основные возбуждающие и тормозные медиаторы
Слайд 3Структурной и функциональной единицей
нервной ткани является нервная клетка –
нейрон.
Слайд 4Нейроны образуют различные
функциональные объединения
ядра
нервные ганглии (узлы)
нервные
центры
рефлекторные дуги
колонки в коре мозга
Слайд 5Нейроны спинного мозга, мозжечка, гиппокампа и коры мозга
Слайд 6Синапс – место контакта нейронов, через которое импульсы передаются только
в одном направлении
Слайд 7Клетка Пуркинье – рекордсмен по числу синаптических контактов
Слайд 8Синапс
это структурно-функциональное образование, обеспечивающее переход возбуждения или торможения с окончания
нервного волокна на иннервирующую клетку.
Слайд 10Классификация синапсов
1. По расположению:
центральные (аксосоматические; аксодендритные; соматодендритные
и т.д.)
периферические (нервно-мышечные; нейро-секреторные; рецепторно-нейрональные).
2. По процессу, возникающему в
иннервируемой клетке: тормозные и возбуждающие.
3. По способу передачи возбуждения: электрические и химические.
4. По типу медиатора: адренергические; холинергические; ГАМК-ергические и т.д.
Слайд 11Типы синапсов
Аксо-дендритный
Аксо-соматический
Аксо-аксональный
Слайд 12Функциональная классификация синапсов
возбуждающие синапсы
тормозящие синапсы
Слайд 14Особенность химических синапсов заключается в том, что передача возбуждения осуществляется
при помощи особой группы химических веществ – медиаторов.
Слайд 15Виды химических синапсов
холинэргические (в них происходит передача возбуждения при помощи
ацетилхолина);
адренэргические (в них происходит передача возбуждения при помощи трех катехоламинов);
дофаминэргические
(в них происходит передача возбуждения при помощи дофамина);
гистаминэргические (в них происходит передача возбуждения при помощи гистамина);
ГАМК-эргические (в них происходит передача возбуждения при помощи гаммааминомасляной кислоты, т.е. развивается процесс торможения).
Слайд 16Химические синапсы
Электрические синапсы
Слайд 17Особенность электрических синапсов заключается в том, что передача возбуждения осуществляется
при помощи электрического тока.
Таких синапсов в организме обнаружено мало.
Слайд 18Физиологические свойства синапсов
клапанное свойство синапсов, т.е. способность передавать возбуждение только
в одном направлении с пресинаптической мембраны на постсинаптическую;
свойство синаптической задержки,
связанное с тем, что скорость передачи возбуждения снижается;
свойство потенциации (каждый последующий импульс будет проводиться с меньшей постсинаптической задержкой). Это связано с тем, что на пресинаптической и постсинаптической мембране остается медиатор от проведения предыдущего импульса;
низкая лабильность синапса (100-150 имульсов в секунду).
Слайд 19Медиатор
это группа химических веществ, которая принимает участие в передаче возбуждения
или торможения в химических синапсах с пресинаптической на постсинаптическую мембрану.
Слайд 20Критерии, по которым вещество относят к группе медиаторов
вещество должно выделяться
на пресинаптической мембране, терминали аксона;
в структурах синапса должны существовать ферменты,
которые способствуют синтезу и распаду медиатора, а также должны быть рецепторы на постсинаптической мембране, которые взаимодействуют с медиатором;
вещество должно при очень низкой своей концентрации передавать возбуждение с пресинаптической мембраны на постсинаптическую мембрану.
Слайд 21Классификация медиаторов
химическая, основанная на структуре медиатора;
функциональная, основанная на функции медиатора.
Слайд 22Химическая классификация
1. Сложные эфиры – ацетилхолин (АХ).
2. Биогенные амины:
– катехоламины
(дофамин, норадреналин (НА), адреналин (А));
– серотонин;
– гистамин.
3. Аминокислоты:
– гаммааминомасляная кислота
(ГАМК);
– глютаминовая кислота;
– глицин;
– аргинин.
Слайд 234. Пептиды:
– опиоидные пептиды:
а) метэнкефалин;
б) энкефалины;
в) лейэнкефалины;
– вещество «P»;
– вазоактивный
интестинальный пептид;
– соматостатин.
5. Пуриновые соединения: АТФ.
6. Вещества с минимальной молекулярной
массой:
– NO;
– CO.
Слайд 24Функциональная классификация
1. Возбуждающие медиаторы, вызывающие деполяризацию постсинаптической мембраны и образование
возбуждающего постсинаптического потенциала:
– АХ;
– глютаминовая кислота;
– аспарагиновая кислота.
2. Тормозящие медиаторы
Слайд 252. Тормозящие медиаторы, вызывающие гиперполяризацию постсинаптической мембраны, после чего возникает
тормозной постсинаптический потенциал, который генерирует процесс торможения:
– ГАМК;
– глицин;
– вещество
«P»;
– дофамин;
– серотонин;
– АТФ.
Слайд 26Норадреналин, изонорадреналин, адреналин, гистамин являются как тормозными, так и возбуждающими
медиаторами.
Слайд 27Ацетилхолин – первый открытый медиатор нервной системы
1914 г. - Дейл
Г. (Англия)
опубликовал обзор по действию
Ацетилхолина
1920 г. - Леви
О. (Австрия)
показывает тормозное влияние
ацетилхолина на деятельность
сердца
1929 г. Дейл получает
ацетилхолин из селезенки и
показывает, что он выделяется
из кончиков нервов и в нервно-
мышечных препаратах
1936 г. Дейл Г. и Леви О. –
Нобелевская премия за
открытие механизма
синаптической передачи
Слайд 28Ультраструктура
химического синапса
1 - пресинаптичекая область
2 - синаптическая щель
3 -
постсинаптическая область
4 - синаптические пузырьки
5 - митохондрии
6 - синаптопора
7
- субсинаптическая зона
Слайд 29
Общая схема синаптической передачи
Возбуждение пре-СМ, открытие Са2+-каналов, вход Са2+
в синаптосому
Са2+-зависимое взаимодействие СП с пре-СМ
Экзоцитоз молекул медиатора
Диффузия молекул к
пост-СМ
Взаимодействие молекул медиатора с рецепторами пост-СМ, образование медиатор-рецепторного комплекса (лиганд-рецептор)
Открытие ионных каналов пост-СМ
Формирование ВПСП или ТПСП
Инактивация медиатора (ферментативное расщепление, захват синаптосомой или астроцитами)
Восстановительные процессы в синаптосоме
Слайд 30Physiology of behavior, Neil R. Carlson
Возбуждающий постсинаптический ток = ВПСТ
Тормозный
постсинаптический ток = ТПСТ
Na+/K+
Ca2+
каналы
K+
каналы
Cl –
каналы
Сl –
каналы
Слайд 31Пресинаптический компонент большинства синапсов является аксональным
Слайд 32Рецепторы
Ионотропные
Имеют сложный субъединичный состав, выполняют рецепторную и
каналообразующую функции. При их активации происходит быстрое изменение активности нейронов.
Примеры:
глутаматные рецепторы (NMDA-рецепторы, AMPA-рецепторы); ГАМКа-рецепторы; Н-холинорецепторы
Метаботропные
Их функционирование сопряжено с G-белками мембраны. При их активации включается каскад биохимических механизмов с участием вторичных мессенджеров. Происходит модуляция деятельности различных белков (ионных каналов, ферментативных).
Примеры: глутаматные рецепторы (mGlu-R1,5; mGlu-R2,3); ГАМКв-рецепторы; М-холинорецепторы; дофаминовые, серотониновые рецепторы
Слайд 33Схема работы ионного канала
ионотропного рецептора
СЛЕВА: ионный канал в закрытом
состоянии до принятия нейромедиатора.
СПРАВА: ионный канал в закрытом состоянии
после принятия нейромедиатора.
Слайд 36Организация каналообразующих субъединиц различных ионных каналов
Слайд 37 Вторичные посредники и протеинкиназный каскад
Адреналин связывается с рецептором,
который активирует гетеротримерный G-белок. G-белок активирует аденилатциклазу, которая превращает ATФ
в цAMФ, выполняющую роль вторичного посредника
Слайд 38Схема секретосомы
Состав секретосомы:
докированный СП
белки экзоцитоза
Са2+-канал
при открытии Са2+-каналов формируется
Са2+-микродомен
Слайд 39Этапы подготовки к экзоцитозу нейромедиатора
Слайд 41Белки экзоцитоза
синаптобревин
синаптотагмин
синапсин
синтаксин
SNAP
NSF
цитоскелет
Слайд 42Участие нейроглии в регуляции
глутаматергической передачи
NMDA-R
гомоцистеиновая
ксилота
Слайд 43Метод patch clamp
Метод локальной фиксации потенциала, patch-clamp (англ. Patch –
фрагмент, clamp здесь – фиксация) – электрофизиологическая методика для изучения
свойств ионных каналов