М олекулярные рецепторы синапсов
Агонисты – вещества, способные активировать рецептор. Медиатор – частный случай агониста. Антагонисты (блокаторы) – вещества, способные блокировать взаимодействие агониста с рецепторами. Модуляторы–сенсибилизаторы – вещества, повышающие эффективность активации рецептора агонистом. Лиганды - вещества, способные взаимодействовать с рецептором (т.е. это агонисты, антагонисты, модуляторы – сенсибилизаторы) При взаимодействии медиатора с рецептором меняется ионная проницаемость (ионотропные рецепторы) или состояние внутриклеточных эффекторов, например, ионных насосов (метаботропныен рецепторы). Рецептор постсинаптической мембраны имеет сайт (активный центр) для связывания медиатора (агониста). Рецептор может иметь сайты для связывания модуляторов или комедиаторов, благодаря чему сродство данного рецептора к медиатору может существенно изменяться. Так, в сыворотке крови и ликворе имеется эндогенный сенсибилизатор β-адренорецепторов (его функцию выполняют гистидин, триптофан, тирозин), повышающий в 10-100 раз чувствительность этих рецепторов к норадреналину и адреналину. Для активации большинства рецепторов необходимо более одной молекулы агониста (медиатора). Так, для активации одного холинорецептора нужны две молекулы ацетилхолина. Это объясняется наличием двух симметричных агонист-связывающих альфа-субъединиц в составе холинорецептора.
4 Пластичность синапсов
Краткое описание:
Пластичность - это способность объекта (например, синапса или другого нервного образования) изменять свою структуру и свойства под влиянием предыдущей деятельности таким образом, что изменяется его последующая деятельность.
Пластичность синапсов - это способность синапсов под влиянием своей деятельности изменять свою структуру, свойства и последующую деятельность, т.е. способность перестраиваться под влиянием нагрузки.
Пластичность синапсов подробно была изучена нобелевским лауреатом Э. Канделем в опытах на морской улитке аплизии.
Пластичность - это важнейшее свойство живых образований, которое принципиально отличает их от существующих технических устройств. Важнейшим механизмом пластичности является фосфорилирование белков, которое осуществляют специальные ферменты - киназы. Киназы (протеинкиназы) прицепляют к белкам ионных каналов фосфаты от АТФ - и от этого ионные каналы меняют свои свойства. Следовательно, меняется проницаемость синаптической мембраны для ионов и синапс начинает работать по-другому, не так, как прежде. Например, ионные каналы могут от этого фосфорилирования перейти в открытое состояние и тогда синапс будет сильнее деполяризоваться и будет находиться постоянно в состоянии повышенного возбуждения и повышенной возбудимости. Иными словами, спинапс изменится, а это и есть проявление пластичности.
С помощью разных вариантов стимуляции можно как усиливать, так и ослаблять одни и те же синапсы.
Пластичность синапсов обеспечивает важнейшие физиологические процессы нервной системы:
1. Научение.
2. Память.
3. Выработку рефлексов.
4. Доминанту.
Именно за счёт своей пластичности синапсы могут "учиться" и переходить в более возбуждённое состояние (сенситизация) или в более заторможенное (привыкание).
Эксперименты Эрика Канделя на нейронах морской улитки аплизии "наглядно показали, что синапитическая сила не является постоянной величиной: она может по-разному меняться под действием активности разного характера. Конкретнее - нейронные аналоги сенсибилизации и выработки классического условного рефлекса отвращения усиливали синаптическую связь, а аналог привыкания её ослаблял" (Kandel, E. R., 2007).
На рисунке справа, показывающем основные способы пластических перестроек сипнапсов, прошу вас обратить внимание на то, как синапсы "учатся" работать более эффективно. Если вначале они передавали только каждый четвёртый импульс на нейрон-мишень, то после "научения" они передают уже каждый второй или третий импульс. В результате частота срабатывания воспринимающего нейрона увеличивается.
Перестроенные за счёт пластичности синапсы формируют особо лёгкую траекторию для движения нервного возбуждения (потока импульсов) и заставляют это возбуждение двигаться в первую очередь по определённой цепочке нейронов. Все нейроны в такой цепи оказываются связанными друг с другом именно такими усиленными, пластически перестроенными синапсами. Такая облегчённая траектория движения возбуждения - это и есть память, это и есть условнорефлекторная дуга.
Вот что пишет на этот счёт обладатель Нобелевской премии по физиологии и медицине 2000 года за исследования физиологических основ памяти Эрик Кандель (2007):
"У нас ушёл год на осознание того, что нужно было понять с самого начала: клеточные механизмы обучения и памяти кроются не в особых свойствах самого нейрона, а в связях, которые он образует с другими клетками нейронной цепи, в состав которой входит".
Источник: Kandel, E. R. (2007), In Search of Memory: The Emergence of a New Science of Mind, New York: W. W. Norton & Company, ISBN 978-0-393-32937-7.