123 Вопрос

Биохимия возникновения и проведения нервного импульса. Молекулярные механизмы синаптической передачи. Нейромедиаторы: ацетилхолин, катехоламины, серотонин, гамма-аминомасляная кислота, глицин. Физиологически активные нейропептиды.

В норме в состоянии покоя мембрана аксона поля­ризована: внутри аксона ионов калия в 30 раз больше, чем ионов натрия. При действи медиатора происходит активация аденилатциклазы мембран, под влиянием ко­торой из АТФ образуется ц-АМФ, включающий каскад­ный механизм активации (фосфорилированием белков) натрий-калиевой АТФ-азы (ионного насоса). Таким образом, с участием АТФ происходит вначале открытие ка­налов для прохождения ионов натрия внутрь аксона, а затем открытие каналов для выхода ионов калия наружу. Возникает волна деполяризации - нервный им­пульс; затем происходит распространение волны депо­ляризации. Восстановление мембраны в поляризованном виде происходит также с участием ионных насосов с зат­ратой АТФ. Следовательно, для функционирования не­рвной системы необходима выработка и затрата значи­тельных количеств АТФ.

+

В состоянии покоя внутренняя сторона мембраны нейрона заряжена отрицательно. Это потенциал покоя, величина его достигает –60-75 мВ. Он обеспечивается в основном работой натриевого насоса (Na+,К+-АТФазы). Энергия гидролиза молекулы АТФ идёт на выкачивание 3 ионов Na+ из клетки во внеклеточное пространство и перемещение 2 ионов К+ внутрь.Разность потенциалов возникает в основном за счет следующих явлений. Несмотря на то что мембрана достаточно проницаема для ионов К+, их концентрация внутри аксона в 20-50 раз выше, чем во внешней среде. Главные внутриклеточные анионы (белки и нуклеиновые кислоты) не могут выходить наружу, а ионы С1–, которых много во внешней среде, проходят через мембрану очень медленно. Проницаемость для Na+ составляет лишь 1/20 по сравнению с проницаемостью для К+. При таких условиях трансмембранный потенциал определяет распределение ионов К+, потенциал существует благодаря тому, что ионы К+ стремятся покинуть клетку, чтобы уравнять внешнюю и внутреннюю концентрации. Однако в клетке при этом остается избыток анионов, что создает отрицательный электрический заряд, ограничивающий дальнейшее выравнивание концентраций ионов К+. Ионы С1– ведут себя наоборот: они должны остаться снаружи, чтобы сбалансировать электрический заряд плохо проникающего Na+, но в то же время стремятся проникнуть в клетку по градиенту концентрации.При возбуждении, вызванном тем или иным агентом (например, электрическим стимулом), избирательно увеличивается проницаемость мембраны нервной клетки (аксона) для ионов Na+. Некоторое количество ионов Na+ устремляется внутрь клетки. В результате возникает «овершут», т.е. величина потенциала может изменятьсяот –75мВ до +30 мВ на внутренней поверхности мембраны. Этот положительный заряд препятствует дальнейшему входу Na+,проводимость для Na+ падает, a Na+-нacoc восстанавливает исходное состояние. Эта последовательность процессов называется потенциалом действия и завершается примерно в течение 1 мс. Многочисленные Nа+-каналы миелинизированных волокон сосредоточены в немиелинизированных перехватах Ранвье. Под миелиновой оболочкой относительно длинных межперехватных участков очень мало натриевых каналов. Деполяризация одного из перехватов вызывает градиент потенциала между перехватами, благодаря которому через аксоплазму быстро протекает ток к соседнему перехвату, вызывая снижение потенциала до порогового уровня. В итоге получается высокая скорость проведения импульса по миелинизированному волокну.Передача нервных импульсов через синапсы происходит химическим путем - с помощью нейромедиаторов (нейротрансмиттеров) . В настоящее время известны следующие вещества, выполняющие медиаторные функции: ацетилхолин , катехоламины ( адреналин , норадреналин , дофамин ), аминокислоты ( гамма-аминомасляная кислота , глутаминовая кислота , глицин ), гистамин , нейроактивные пептиды . К числу самых важных нейромедиаторов мозга относятся ацетилхолин , норадреналин , серотонин , дофамин , глутамат , ГАМК.В пресинаптической клетке, везикулы, содержащие нейротрансмиттер, высвобождают собственное содержимое локально в очень маленький объем синаптической щели. Высвобожденный трансмиттер затем диффундирует через щель и связывается с рецепторами на постсинаптической мембране. Диффузия является медленным процессом, но пересечение такой короткой дистанции, которая разделяет пре- и постсинаптические нейроны (0,1 мкм или меньше), происходит достаточно быстро и позволяет осуществлять быстрые коммуникации между нервами или между нервом и мышцей.Таким образом, синаптическая передача состоит из пресинаптического и постсинаптического этапов. Поэтому прогресс в изучении функций мозга тесно связан с изучением молекулярных механизмов выделения медиатора из пресинаптического нервного окончания в синапсе и его восприятия рецепторами на постсинаптической мембране.НЕЙРОПЕПТИДЫ -биологически активные соединения, синтезируемые главным образом в нервных клетках. Участвуют в регуляции обмена веществ и поддержании гомеостаза, воздействуют на иммунные процессы, играют важную роль в механизмах памяти,ЭНДОРФИНЫ — нейропептиды, обладающие морфиноподобным (опиатным) действием; образуются гл. обр. в головном мозге (гипофиз и др. структуры). Оказывают болеутоляющий и седативный (успокаивающий) эффект, влияют на секрецию гормонов гипофиза, энкефалины — нейропептиды, обладающие морфиноподобным (опиатным) действием; образуются главным образом в центральной нервной системе позвоночных. Оказывают болеутоляющий и седативный (успокаивающий) эффект, участвуют в формировании эмоциональных состояний.