Биохимия возникновения и проведения нервного импульса

Перенос электрического импульса между нервными клетками

происходит через нервные окончания – синапсы.

 В ЦНС встречаются разные типы синапсов. Однако все они

построены по одному принципу.

В структуру синапса входят пре- и постсинаптические мембраны, а между ними находится синаптическая щель

В пресинаптическом нервном окончании содержатся специальные мембранные пузырьки, содержащие нейромедиаторы.

Возникновение нервного импульса связано с состоянием мембраны

нейрона. Биологические мембраны, будучи липидно-белковым комплексом непроницаемы для заряженных ионов.

Перемещение ионов через мембрану осуществляется с помощью специальных транспортных систем:

· натриевогонасоса, работающего с затратой энергии (Na+/ К+-АТФ-аза)

· ионпроводящих каналов – натриевых и калиевых.

В состоянии физиологического покоя по разные стороны

 мембраны имеет место разность концентраций ионов, главным образом Na+ и К+.

Концентрация ионов К+ выше в клетке, ионов Na+ – в межклеточной жидкости. Это влияет и на распределение других ионов.

Разность концентраций ионов поддерживается с помощью натриевого насоса, перекачивающего ионы против градиента концентрации (в противном случае диффузия ионов по градиенту концентрации привела бы к выравниванию концентраций ионов по обе стороны мембраны и гибели клетки).  Таким образом, внутри аксона образуется избыток (–) зарядов, снаружи – (+) зарядов, то есть возникает разность электрических потенциалов – потенциал покоя (ПП).

Потенциал действия – это быстрое изменение мембранного

 потенциала, которые возникают в месте нанесения раздражения и распространяются на всю мембрану клетки.

В основе возбуждения лежит изменение проницаемости мембраны для

натрия и калия, связанное с активацией потенциалзависимых натриевых и калиевых каналов.

При действии на клетку раздражителя проницаемость мембраны для ионов Na+ резко повышается за счет активации (открывания) натриевых каналов. При этом ионы Na+ по концентрационному градиенту интенсивно перемещаются из вне - во внутриклеточное пространство. Вхождению ионов Na+ в клетку способствует и электростатический градиент. В итоге проницаемость мембраны для Na+ становится в 20 раз больше проницаемости для ионов К+.

Поскольку поток Na+ в клетку начинает превышать калиевый ток из клетки, то происходит постепенное снижение потенциала покоя, приводящее к реверсии - изменению знака мембранного потенциала. При этом внутренняя поверхность мембраны становится положительной по отношению к ее внешней поверхности.

             Синаптическая передача

· Медиатор высвобождается в синаптическую щель в результате прихода ПД в окончание аксонна. 

· ПД деполяризует мембрану аксонного окончания, в результате чего на ней открываются Ca2+ специфические каналы.

· Ионы Ca2+ по градиенту концентрации поступают в аксонное окончание,

· Вход ионов Ca2+ запускает процесс высвобождения медиатора в синаптическую щель.