Строение и классификация межнейронных синапсов

ЛЕКЦИЯ 2 «Физиология

ЦНС: Рефлекс и нервные центры»

1. Характеристика строения центральной нервной системы.

2. Строение и классификация межнейронных синапсов.

3. Рефлекторный характер деятельности нервной системы.

4. Свойства нервных центров.

5. Координационная деятельность нервной системы.

Характеристика строения центральной нервной системы

Механизмы регуляции жизнедеятельности организма принято делить на нервные и гуморальные. Первые используют для передачи и переработки информации – структуры нервной системы и импульсы электрических потенциалов. Вторые – внутреннюю среду и молекулы химических веществ. Нервная регуляция обеспечивает быструю и направленную передачу сигналов, которые в виде нервных импульсов по соответствующим нервным проводникам поступают к определенному адресату – объекту регуляции.

Различают три основных типа строения нервной системы:

- сетчатый;

- ганглионарный;

- трубчатый.

Структурно (анатомически) нервная система делится на центральную и периферическую. К центральной нервной системе относят те отделы, которые заключены в полость черепа и позвоночный канал - головной и спинной мозг, а к периферической – узлы и пучки волокон, соединяющие центральную нервную систему с органами чувств и соматическими эффекторами (мышцы, железы).

Функционально (физиологически) нервную систему принято делить на вегетативную и соматическую. Вегетативную нервную систему подразделяют на симпатический и парасимпатический отделы. Соматическая нервная система обеспечивает афферентные и эфферентные связи организма с внешней средой, вегетативная – поддерживает постоянство внутренней среды и приспособительные реакции организма.

Функции центральной нервной системы:

1) центральная нервная система обеспечивает взаимосвязь отдельных органов и систем, согласует и объединяет их функции, благодаря чему организм работает как единое целое;

2) центральная нервная система осуществляет связь организма с внешней средой, обеспечивая индивидуальное приспособление к внешней среде, то есть поведение человека или животного;

3) головной мозг является органом психической деятельности. В результате поступления нервных импульсов в клетки коры головного мозга происходит анализ и синтез информации, возникновение ощущений и на их основе проявляются специфические качества как сознание и мышление.

Структурно-функциональной единицей нервной системы является нейрон. Функционально нейроны делят на: 1) афферентные, 2) промежуточные, 3) эфферентные.

Афферентные, чувствительные, центростремительные – выполняющие функцию получения и передачи информации в вышележащие структуры центральной нервной системы.

Вставочные, промежуточные – обеспечивает взаимодействие между нейронами одной структуры.

Эфферентные, двигательные, центробежные – за счет длинного аксона передают информацию в нижележащие структуры центральной нервной системы.

Нервные клетки занимают примерно 10% от общего числа клеток в нервной системе. 90% клеток – это глиальные клетки, заполняющие пространство между нейронами. «Глиа» с греческого – «клей»; функция глиальных клеток – опорная и защитная.

Строение и классификация межнейронных синапсов

Нейроны и их отростки соприкасаются между собой. Места их контактов называются синапсами. На каждом нейроне имеются много сотен и тысяч синапсов. Синапсы центральной нервной системы также, как и периферические состоят из нервного окончания, покрытого пресинаптической мембраной, синаптической щели и постсинаптической мембраны, находящейся на теле или дендритах, аксонах нейрона, по которым передаются нервные импульсы.

В центральной нервной системе впервые были открыты синапсы, где нервные клетки обмениваются между собой с помощью химических передатчиков (Ч. Шеррингтон), названные химическими, далее были открыты электрические (эфапсы) и смешанные. Известны два типа химических синапсов, различающихся по характеру процессов, развивающихся на постсинаптической мембране: возбуждающие и тормозные.

В возбуждающих синапсах во время действия нервного импульса на нервное окончание из пузырьков выделяется порция (квант) медиатора и поступает через поры пресинаптической мембраны в синаптическую щель, где свободно диффундирует до постсинаптической мембраны. Как только медиатор вступит в контакт с белками-рецепторами в области постсинаптической мембраны, последняя становится кратковременно проницаемой для ионов натрия. Эти ионы лавинообразно устремляются в клетку и переносят положительный заряд на внутреннюю поверхность мембраны, возникает деполяризация. Когда деполяризация постсинаптической мембраны достигает определенного критического уровня, возникает распространяющийся возбуждающий постсинаптический потенциал ВПСП, перерастающий в потенциал действия. Необходимость в медиаторе отпадает, и он разрушается специфическим ферментом.

Для включения в работу тормозного синапса необходим также импульс возбуждения. При достижении импульсом пресинаптической мембраны, в синаптическую щель выбрасывается порция тормозного медиатора. Действуя как химический раздражитель на мембранные рецепторы, тормозной медиатор незначительно изменяет проницаемость мембраны в основном для ионов калия и хлора. Поскольку ионов калия больше внутри клетки, а ионов хлора – в межклеточном пространстве, они двигаются в противоположные направления: ион калия – наружу, ион хлора – внутрь, что увеличивает поляризованность мембраны – возникает гиперполяризация, сдвиг мембранного потенциала в положительную сторону или тормозной постсинаптический потенциал ТПСП, в течение которого никакое возбуждение на данном конкретном участке постсинаптической мембраны невозможно.

Существуют различия и в строение возбуждающих и тормозных синапсов:

ü синаптическая щель тормозного синапса уже и составляет 20 нм, а у возбуждающего – 30 нм – 300 нм;

ü постсинаптическая мембрана тормозного синапса более толстая и плотная;

ü в синаптической щели возбуждающего синапса имеются специальные включения в виде пластинок внеклеточного вещества;

ü пузырьков медиатора в возбуждающем синапсе больше, они крупнее и округлой формы;

ü медиаторами в возбуждающих синапсах являются ацетилхолин, аспарагиновая и глютаминовая кислоты, в тормозных – гамма-аминомаслянная кислота (ГАМК), глицин. Универсальными медиаторами являются катехоламины (норадреналин, адреналин, дофамин) и серотонин. Серотонин играет важную роль в нисходящем контроле активности спинного мозга и гипоталамическом контроле температуры тела.

Кроме синапсов с химическим механизмом передачи возбуждения имеются еще и электрические синапсы. Ширина синаптической щели, которых значительно меньше, и, поэтому, возникающий в постсинаптической мембране потенциал действия пассивно (электротонические) распространяется на постсинаптическую мембрану. Они бывают только возбуждающими. В нервной системе высших животных электрические синапсы немногочисленны и представлены в сердечной мышце, гладкой мускулатуре внутренних органов.