40 Вопрос Взаимодействие медиатора с рецепторами постсинаптической мембраны

Рецептор – в общем случае любая молекула, на которую направлено действие хим агента. В частном случае рецептор – это большая молекула, часть клетки, которая воспринимает действие химического агента и передаёт полученный сигнал далее.

Агонист – это химический агент, который «садится» на рецептор, чем запускает цепочку нужных организму событий.

Антагонист – это химический агент, который «садится» на рецептор и блокирует действие агониста. Т.е. рецептор переходит в состояние «занято» и не может передавать сигналы от агониста далее в нужном направлении.

Агонисты и антагонисты – вещ-ва,поступающие в организм извне. Многие из них – токсины которые возникли в ходе эволюции растений для защиты от животных. Как следует разбавив их, человек получает лекарственные препараты; не разбавив – яды и наркотики.

С ледует отметить, что нейрорецепторы расположены как на мембранах нейронов, так и на мембранах глиальных клеток (НО тут огр набор и число + не генерируют потенциалов действия). глиальные клетки реализуют свое действие через метаболизм нейрон-глия.

Несмотря на огромное разнообразие клеточных рецепторов на мембране нейрона, их можно подразделять на два основных класса, которые различаются по механизмам действия и скорости проведения сигналов. Существуют быстродействующие ионотропные и медленнодействующие метаботропные рецепторы.

Существуют еще три особые группы рецепторов: 1) переносяшие свои лиганды через мембрану (никотиновые рецепторы ацетилхолина, рецепторы ГАМК-А, глицина, а также часть рецепторов глутамата и аспарагиновой кислоты), 2) обладающие собственной тирозинкиназной активностью (рецепторы катехоламинов, серотонина, ГАМК-В и ряда пептидных соединений и др) и 3) при взаимодействии с лигандом претерпевает частичное протеолитическое расщепление.

Фундаментальным свойством всех нейрорецепторов является их лабильность и высокая скорость синтеза самого рецептора. Нейрорец. обладают высокой скоростью обновления.

ФУНКЦИЯ: созданию специфических информационных входов, организующих единый функциональный ансамбль нейронов. Именно совокупность рецепторов определяет лицо клетки и ее реакции на поступление разнообразных химических сигналов.

Структурными элементами мембранного рецептора являются два белковых функциональных центра связывания молекул медиатора и пронизывающий мембрану ионоселективный канал. Связь между рецептором и ионоселективным каналом заключается в том, что при изменении первого осуществляется «запуск» работы второго.

Вследствие процессов в области белковых ионоселективных каналов изменяется их проницаемость для различных ионов. При увеличении проницаемости натриевых каналов усиливается поступление этих ионов в клетку с последующей деполяризацией химически возбудимых участков мембраны и возникновением возбуждающих постсинаптических потенциалов (ВПСП), величина которых пропорциональна количеству выделившегося медиатора. Из множества ВПСП вследствие их суммации возникает распространяющееся возбуждение. Такие синапсы называют возбуждающими.

Если повышается проницаемость калиевых каналов и каналов для хлора, наблюдается избыточный выход калия из клетки с одновременной диффузией в нее хлора, что приводит к гиперполяризации мембраны, снижению ее возбудимости и развитию тормозных постсинаптических потенциалов (ТПСП). Передача нервных импульсов затрудняется или совсем прекращается. Такие синапсы называют тормозными.

Однако не все медиаторы действуют таким путем. Например, дофамин и норадреналин, связываясь с рецептором, вызывают активацию вторичного посредника.

Медиаторы обладают свойством амбивалентности. Так, один и тот же медиатор (например, ацетилхолин) может активировать как натриевые (в скелетных мышцах), так и калиевые (в сердце) каналы.

ВЫВОД: характер изменения проницаемости постсинаптической мембраны (деполяризация и гиперполяризация) зависит не столько от химической природы медиатора, сколько от особенностей строения клеточных рецепторов разных органов, сложившихся в процессе эволюции.

Общее начало для 39, 42, 43, 45. Реверберационная гипотеза природы кратковременной памяти. Круг Папеца.

Консолидация памяти.

Механизм образования кратковременной и долговременной памяти

Механизмы памяти

Память-способность к воспроизведению прошлого опыта, одно из основных свойств нервной системы, выражающееся в способности длительно хранить информацию о событиях внешнего мира и реакциях организма и многократно вводить её в сферу сознания и поведения. Выделяют произвольную и непроизвольную память. Виды памяти классифицируют по форме проявления (образная, эмоциональная, логическая, или словесно-логическая), по временной характеристике, или продолжительности (мгновенная (сенсорная), кратковременная, долговременная).

видовую память, обусловленную генетическими факторами, и индивидуальную, приобретаемую каждым отдельным организмом в процессе его жизни.

39.Реверберационная гипотеза природы кратковременной памяти допускает наличие замкнутых кругов циркуляции импульсного возбуждения как внутри коры большого мозга, так и между корой и подкорковыми образованиями (в частности, таламокортикальные нервные круги), содержащими как сенсорные, так и гностические (обучаемые, распознающие) нервные клетки. Внутрикорковые и таламокортикальные реверберационные круги как структурная основа нейрофизиологического механизма краткосрочной памяти образованы корковыми пирамидными клетками V—VI слоев преимущественно лобных и теменных областей коры большого мозга.

Участие структур гиппокампа и лимбической в краткосрочной памяти связано с реализацией этими нервными образованиями функции различения новизны сигналов и считывания поступающей афферентной информации на входе бодрствующего мозга.

Реализация феномена краткосрочной памяти НЕ СВЯЗАНА с существенными химическими и структурными изменениями в нейронах и синапсах, так как для соответствующих изменений в синтезе матричных (информационных) РНК требуется большее время.

К руг Папеца лег в основу лимбической системы. Он идет от гиппокампа через свод к мамиллярным телам, затем к передним ядрам таламуса, далее в поясную извилину и через парагиппокампову извилину обратно в гиппокамп. Деятельность гиппокампа необходима для консолидации памяти – перехода кратковременной памяти в долговременную. Также гиппокамп обладает способностью в ответ на стимуляцию отвечать очень длительной потенциацией, которая лежит в основе механизма формирования памяти.

Круг Папеца (а) и его упрощенная структура (б): 1 — гиппокамп; 2 — свод; 3 — мамиллярное тело; 4 — передние ядра таламуса; 5 — поясная извилина; 6 — зубчатая извилина; • — синапсы, содержащие NMDA-рецепторы

  На ней из всего множества структур круга Папеца оставлены лишь две ключевые — гиппокамп, обладающий NMDA-рецепторами, и поясная извилина, для которых характерны множественные связи с самыми разными отделами коры и подкорки

Как происходит фиксация информации с помощью этой системы? Представим себе человека ранним утром, его мозг полностью отдохнул. Можно считать, что при этом структуры круга Папеца находятся в «очищенном» состоянии, все пути передачи информации пока закрыты и магниевые пробки располагаются на своих местах — в каналах NMDA-рецепторов. Далее начинается обычный рабочий день: человек встает, умывается, завтракает, совершая обычный утренний ритуал. Если при этом ничего необычного не происходит, то уровень возбуждения в мозге невелик и сохранение памяти идет только за счет самых нестойких суммационных механизмов. Однако если происходит что-то необычное, значимое, имеющее эмоциональную окраску, то уровень активации в соответствующих сенсорных и ассоциативных центрах коры резко повышается. Это приводит к возбуждению поясной извилины, переадресовке сигналов на вход гиппокамп, и, как в случае применения сильного стимула, «выбиванию магниевых пробок» в соответствующих стимулу или ситуации информационных каналах.

Момент выбивания Mg+-пробок приводит к замыканию информационного контура в круге Папеца, по которому затем будет происходить циркуляция возбуждения (источником слабой активации являются центры бодрствования). И пока контур функционирует — информация о прошедшем значимом событии будет периодически возвращаться через поясную извилину в кору, «напоминая» о себе.

-Из описанной схемы следует несколько выводов. Во-первых, легко понять, что емкость (объем памяти) круга Папеца но не безгранична. ПРИМЕР когда этот блок памяти переполняется — при просмотре нескольких кинофильмов подряд, посещении крупного музея, многочасовом сидении на лекциях.

-Во-вторых, система круга Папеца и LTP оказываются чувствительными к электрошоковым воздействиям, когда тотальное выбивание магниевых пробок стирает с нейронных контуров текущую информацию. В результате человек может забыть о событиях, имевших место за несколько часов до электрошока (ретроградная амнезия).

-В-третьих, восстановление ресурса этой системы, ее очистка и возврат магниевых пробок на место требует достаточно длительного прекращения циркуляции возбуждения по соответствующим контурам, что возможно лишь при выключении центров бодрствования и засыпании. При этом информация, записанная на контурах круга Папеца, частично теряется, а частично переходит в долговременную форму хранения.