1. Организм как сложная живая система.

Организм - любое живое существо. Он отличается от неживой природы определенной совокупностью свойств, присущих только живой материи: клеточная организация; обмен веществ по ведущей роли белков и нуклеиновых кислот, обеспечивающий гомеостаз организма - самовозобновление и поддержание постоянства его внутренней среды. Живым организмам присущи движение, раздражимость, рост, развитие, размножение и наследственность, а также приспособляемость к условиям существования - адаптация. Взаимодействуя с абиотической средой, организм выступает как целостная система, включающая в себя все более низкие уровни биологической организации. Все эти части организма (гены, клетки, клеточные ткани, целые органы и их системы) являются компонентами доорганизменного уровня. Изменение одних частей и функций организма неизбежно влечет за собой изменение других его частей и функций. Так, в изменяющихся условиях существования, в результате естественного отбора те или иные органы получают приоритетное развитие. Например, мощная корневая система у растений засушливой зоны (ковыль) или «слепота» в результате редукции глаз у животных, существующих в темноте (крот). Живые организмы обладают обменом веществ, или метаболизмом, при этом происходит множество химических реакций. Примером таких реакций могут служить дыхание, которое еще Лавуазе и Лаплас считали разновидностью горения, или фотосинтез, посредством которого зелеными растениями связывается солнечная энергия, а в результате дальнейших процессов метаболизма используется всем растением, и др. Как известно, в процессе фотосинтеза, кроме солнечной энергии, используются диоксид углерода и вода. Практически весь диоксид углерода (CO2) поступает из атмосферы и днем его движение направлено вниз, к растениям, где осуществляется фотосинтез и выделяется кислород. Дыхание - процесс обратный, движение CO2 ночью направлено вверх и идет поглощение кислорода. Некоторые организмы, бактерии, способны создавать органические соединения и за счет других компонентов, например, за счет соединений серы. Такие процессы называются хемосинтезом.

2. Особенности функционирования химического синапса.

Синапс (от греч. "соединение") - место контакта между двумя клетками каждая из которых заключена в собственную электрогенную мембрану.

Классификация синапсов

По расположению:

центральные:

аксосоматические;

аксоаксональные;

аксодендритные;

дендросоматические;

дендроаксональные;

дендродендритные;

соматосоматические;

периферические:

мионевральные;

нейроэпителиальные;

синапсы вегетативных ганглиев.

Физиологическая классификация - в основе процесс, возникающий на иннервируемой клетке:

возбуждающие (деполяризующие) - на иннервируемом органе возникает возбуждение в виде возбуждающего постсинаптического потенциала;

тормозные (гиперполяризующие) - на клетке возникает тормозной постсинаптический потенциал.

По способу передачи возбуждения через синапс:

электрические - с помощью электрического тока, расстояние между нервными волокнами и клетками очень мало;

химические -с помощью химических веществ, расстояние между волокном и клеткой - больше. Химические вещества - трансмиттеры (медиаторы). Таких синапсов - большинство.

В зависимости от медиатора химические синапсы подразделяются на:

холинэргические;

адренэргические;

гистаминэргические;

ГАМК-эргические.

Особенности строения синапсов

На примере мионеврального рассмотрим особенности строения синапсов. Компоненты: пресинаптическая мембрана, синаптическая щель, постсинаптическая мембрана.

Пресинаптическая мембрана - нервное окончание, которое подходя к мышце, лишается миелиновой оболочки и "погружается" внутрь мышечной ткани.

В пресинаптической области есть:

везикулы- замкнутая полость содержащая медиатор. Они находятся в постоянном движении. Когда подходят к мембране нервного окончания, они сливаются с ней, а медиатор поступает в синаптическую щель. Содержание одной везикулы - квант медиатора; митохондрии- основной источник энергии для синтеза медиатора (ацетилхолин синтезируется из холина и ацетилСоА под действием фермента ацетилхолинтрансферразы). Синаптическая щель- между пре- и постсинаптическими мембранами. Величина щели неодинакова в различных синапсах. Это пространство заполнено межклеточной жидкостью, в которой находится медиатор. Постсинаптическая мембрана- покрывает иннервируемую клетку в месте контакта с нервным окончанием. В мионевральном синапсе - концевая пластинка. В некоторых синапсах постсинаптическая мембрана образует складки, тем самым, увеличивая площадь контакта. На постсинаптической мембране есть следующие вещества.

Рецепторы (в мионевральном синапсе - холинорецепторы)- липопротеин, обладающий высоким сродством к ацетилхолину. Этот белок имеет анионную головку и электрофильный конец. Головка выступает в синаптическую щель и взаимодействует с катионной головкой ацетилхолина. В результате этого взаимодействия происходят структурные изменения постсинаптической мембраны, открываются потенциалзависимые Nа-каналы, происходит деполяризация. Деполяризация постсинаптической мембраны не является самоподкрепляющимся процессом. Потенциал на постсинаптической мембране - градуален (зависит от количества медиатора), т. е. потенциал характеризуется свойствами местного возбуждения;

Холинэстераза- белок, выполняющий ферментную функцию. По строению он сходен с холинорецептором, и обладает сродством к ацетилхолину. Холинэстераза разрушает ацетилхолин, в 1-ю очередь тот, что связан с холинорецептором. Под действием холинэстеразы холинорецептор освобождается от ацетилхолина, происходит реполяризация постсинаптической мембраны. Ацетилхолин расщепляется до холина и уксусной кислоты, необходимой для трофики мышечной ткани. С помощью активного транспорта холин выводится на пресинаптическую мембрану, где используется для синтеза нового медиатора. Под действием медиатора изменяется проницаемость постсинаптической мембраны, под действием холинэстеразы проницаемость и чувствительность возвращаются к исходной величине. Хеморецепторы готовы взаимодействовать с новой порцией медиатора.