111. Биохимические основы проведения нервного импульса. Роль ферментов, медиа­торов, атф, мембранных белков, кальция, калия и натрия.

Сигналы,передаваемые нерв.клетками-это изм-е электрич.потенциала плазматич.мем-ны нейронов(нерв.импульс-НИ).Осн.инструментами мем-ны аксона, создающими нерв.импульс,явл-ся натриевый насос(Na,K-АТФаза) и два типа ионопроводящих каналов, построенные из спец.белков. Натриевый насос перекачивает ионы Na наружу,а К внутрь,создавая трансмембранный градиент концентраций этих ионов за счет энергии АТФ. Натриевые и калиевые каналы могут откр-ся и закр-ся; они пропускают ионы Na и К по градиентам концентрации этих ионов. Потенциал покоя. В состоянии покоя натриевые и калиевые каналы закрыты. Натриевый насос работает непрерывно,компенсируя утечку ионов по градиентам их концентраций. В рез-те уст-ся динамич.равновесие,при кот.электрохимич.трансмембранный градиент равен нулю,а распред-ие зарядов:внутри аксона отриц.,снаружи-положит.,т.е. воз-ет трансмембранная разность электрич.потенциалов-потенциал покоя(60-70мВ).Он одинаков на всем протяжении волокна. Потенциал действия. Раздражение нерва открывает натриевые и калиевые каналы в мем-не аксона.Это происходит в рез-те изм-я конформации и ионизации белков,из кот.построены каналы. натриевые каналы отк-ся неск.раньше чем калиевые.В рез-те потоков ионов Na внутрь аксона быстро изм-ся вел-на трансмем.электрич.пот-ла: сначала он становится равным нулю(деполяризация мем-ны),а затем вновь происходит поляризация,но теперь внутри +, снаружи -. Разность пот-ов достигает 40мВ.Затем натриевые каналы закр-ся,а калиевые откр-ся,нач-ся выход ионов К из клетки и потенциал изменяется до уровня потенциала покоя. Эта послед-ть действий наз-ся потенциалом действия и прод-ся менее 1 мс. ПД,возникнув в одном участкеаксона,вследствии диффузии ионов из этого участка вдоль волокна снижает потенциал покоя в сосед.участке и вызывает здесь тоже развитие ПД. Т.о. ПД,возникнув в одном месте,проходит весь аксон и достигает воспринимающей клетки.Пороговая вел-на поляризации, вызывающая НИ,зависит от концентрации ионов Са. Внутриклеточная концентрация Са в норме равна 0,3мкмоль/л; при гипокальциемии она↓,вслед-е чего ↓порог.вел-на возб-ия нервов и могут возникнуть судороги. Синаптич.передача нерв.импульса. В синапсе аксон прерывается и передача импульса на другую клетку происходит путем диффузии опред.в-ва-медиатора. В кач-ве медиатора: АХ(холинэргич.нейроны), норадреналин(адренэргические). В процессе синап.передачи импульса выд-ют след.этапы: а) НИ,дошедший до окончания аксона,вызывает освобождение медиатора из нерв.окончания в синап.щель; б) медиатор диффундирует к мем-не др.клетки(постсинап.мем-не); в) в постсинап.м-не медиатор присоед-ся к рецептору медиатора-белку,и в рез-те изм-я конформации рецептора генерируется возбуждающий постсинап.потенциал,кот.при достижении порог.уровня может вызвать ПД. г) медиатор в синап.щели инактив-ся или удаляется из нее, после чего синапс готов к передаче след.импульса. Холинэргические синапсы(нервно-мыш.соед-я,синапсы прегангл.нейронов автоном.н.с. и постгангл.нейронов парасим.н.с.). В окончаниях холинэргич.нервов сод-ся фер-т холинацетилтрансфераза,катализирующий синтез АХ из ацетил-КоА и холина. АХ накапл-ся в синап.пузырьках,окруженных мем-ой. При поступлении ПД в нерв.окончание некот.часть пузырьков сливается с пресинап.мем-ой и сод-мое пузырьков освоб-ся в синап.щель(экзоцитоз). В экзоцитозе уч-ют сократимые волокна цитоплазмы нерв.окон-ия:ПД вызывает ↑концентрации Са в нерв.окончании,а Са вкл-ет мех-м сокр-я этих волокон. АХ диффундирует к постсинап.мем-не, где соед-ся с рецептором АХ. Рецептор представляет собой интегральный белок постсинап.мем-ны. Присоед-е АХ к рецептору процесс обратимый; чем больше концентрация АХ в синап.щели,тем больше число молекул рецептора соединено с ним. АХ индуцирует конформационные изм-ия рецептора,кот.передаются на белки натриевых и калиевых каналов в постсинап.мем-не; в рез-те каналы отк-ся. В постсинап.мем-не имеется фер-т ацетилхолинэстераза(АХЭ),гидролизующий АХ.По мере гидролиза и ↓конц-ии АХ происходит диссоциация комплекса АХ-рецептор→все молекулы рецептора освоб-ся от АХ,конформации рецепторов и ионных каналов возвр-ся в исход.сост-е, а Na,К-АТФаза постсинап.м-ны вос-ет потенциал покоя. Адренергические синапсы.Скоростьсинтеза катехоламинов рег-ся по мех-му отриц.обр.связи концентрацией медиатора в нерв.окончании:дофамин и норадреналин ингибируют первый фер-т цепи реакций-тирозингидроксилазу. Вел-на высвоб-ся медиатора рег-ся также: в пресинап.мем-не имеется регуляторный белок,кот связывает медиатор при ↑его концентрации в синап.щели м выкл-ет дальнейший экзоцитоз медиатора. Адренергич.синапсы не сод-ат фермента, разрушающего медиатор в синап.щели. Вместо этого передача импульса завер-ся перекачкой медиатора обратно ч/з пресинап.м-ну, в кот. имеется спец.транспортная с-ма. Здесь медиатор вкл-ся в синап. пузырьки или инактивируется путем дезаминирования МАО, а также путем метилирования катехол-О-метилтрансферазой.