Ультраструктура химического синапса.

Основными и наиболее изученными синаптическими образованиями играющими роль в деятельности нервной системы являются химические синапсы (Рис. 5).

Их пресинаптическое окончание образует характерное утолщение, покрытое пресинаптической мембраной. Между нервным окончанием и эффекторной клеткой имеется пространство называемое синапти-ческой щелью, которая отделяет нервное окончание от мембраны эффекторной клетки. Часть мембраны эффекторной клетки лежащая за синаптической щелью называется постсинаптической мембраной. Эта мембрана имеет белковые хеморецепторы, которые связаны с хемо-управляемыми ионными каналами. Связывание рецепторов с биологи-чески активными веще-ствами (медиаторами, гормонами, лекарст-венными препаратами), приводит к открытию канала, движению ионов через него и изменению заряда мембраны.

Повышенная химическая чувствитель-ность постсинаптичес-кой мембраны является важным свойством си-напса, регулирующим его активность.

Рис. 5. Структура химического синапса.

Активность синапса заключается в синаптической передаче - распространении возбуждения через синапс. Этот процесс является достаточно сложным и протекает в несколько стадий.

1. Синтез медиатора.

Химические медиаторы, это вещества различной химической природы, среди которых различают моноамины (ацетилхолин, дофамин, норадреналин, серотонин и др.); аминокислоты (гамма-аминомасляная кислота - ГАМК, глутаминовая кислота, глицин и др.); нейропептиды (вещество Р, эндорфины, нейротензин, АКТГ, ангиотензин, вазопрессин, соматостатин и др.), поэтому их биосинтез разнообразен. Ацетилхолин, например, синтезируется из холина (продукт секретируемый печенью) и уксусной кислоты при участии ферментов нервной клетки; норадреналин синтезируется из аминокислот тирозина и фенилаланина.

Медиаторы непрерывно синтезируются в нервной клетке и депонируются (складируются) в синаптических пузырьках нервных окончаний куда они поступают: во-первых из околоядерной области тела нейрона с помощью быстрого аксонального транспорта, во-вторых за счет синтеза медиатора, протекающего в самих синаптических окончаниях из продуктов его расщепления. Кроме того, медиатор может поступать в синаптическое окончание за счет обратного захвата его из синаптической щели в неизменном виде.

Следует отметить, что скорость биосинтеза медиатора невелика, и при больших нагрузках на синапс, может значительно отставать от скорости его разрушения. Работоспособность синапса при этом снижается. Именно эта причина является основной, при развитии всех видов утомления и время требуемое на отдых, это время требуемое на восстановление количества медиатора необходимого для полноценной работы синапса.

2. Секреция медиаторов.

Высвобождение медиатора из синаптических пузырьков осуществляется дискретно, квантами (порциями). В состоянии покоя оно незначительно, и не вызывает никакого эффекта, но под влиянием нервного импульса, приходящего по аксону, резко усиливается. Возбуждение, деполяризует мембрану синаптического окончания, что приводит к активации имеющихся на ней Са²⁺-каналов и входу ионов кальция в синаптическое окончание. Пузырьки находящиеся у пресинаптической мембраны, под действием Са²⁺ разрушаются (по механизму экзоцитоза) и медиатор попадает в синаптическую щель. Медиатор выделившийся из синаптических пузырьков пресинаптического окончания диффундирует в синаптической щели и достигает постсинаптической мембраны.

Скорость экзоцитоза зависит от количества входящего кальция и активности метаболических процессов. Она увеличивается при введении лекарств содержащих кальций, АТФ, биогенных стимуляторов (алоэ, женьшень, боярышник), гормонов.