Arten von Synapsenkonzepten. Synapse. Das Konzept der Synapse, Typen, Struktur und Rolle bei der Weiterleitung von Nervenimpulsen. Das Konzept der Mediatoren, Arten von Mediatoren

Synapse ist eine strukturelle und funktionelle Formation, die die Übertragung erregender oder hemmender Einflüsse gewährleistet Nervenzelle zu einer anderen von ihm innervierten Zelle.

Arten von Synapsen:

Durch Lokalisierung: zentral, peripher.

Zentrale Synapsen im ZNS-Kontakt zwischen 2 Neuronen.

Zentraltypen: axonale, axosomatische, dendrosomatische, Dendrodendriten.

Peripher – außerhalb des Zentralnervensystems gelegen.

Typen: neuromuskuläre, neuroepitheliale, autonome Ganglien.

Durch mechanische Übertragung: chemisch (Informationsübertragung über Mediatoren), elektrisch (Lückenkontakte, Informationsübertragung erfolgt über Kreisströme - Herz, glatte Muskulatur, Zentralnervensystem), gemischt

Nach Art des Mediators (für Chemikalien): cholinerge (Acetylcholin), adrenerge (Noradrenalin), gamerge (GABA), glycinerge.

Nach Funktion: erregend (sorgt für die Übertragung der Erregung auf die innervierte Zelle. Es kommt zu einem erregenden postsynaptischen Potenzial (EPSP)-depolarisierenden Synapsen), hemmend (gekennzeichnet durch IPSP-hyperpolarisierende Synapsen).

Synapsenstruktur.

Präsynaptische Membran

Postsynaptische Membran

Synaptischer Spalt (zwischen 1 und 2)

Die präsynaptische Membran ist eine elektrogene Membran, die das Axonterminal im Bereich der Synapse bedeckt. Es enthält

Synaptische Vesikel (sie sind mit Acetylcholin gefüllt)

Mitochondrien (enthalten Mikrofilamente und kontraktile Proteine)

Die postsynaptische Membran hat eine verdickte, gefaltete Oberfläche. Es enthält Proteine: Rezeptorproteine ​​(sie enthalten Ionenkanäle), Proteine ​​mit enzymatischer Aktivität.

Synaptischer Spalt (gefüllt mit Flüssigkeit, ähnliche Zusammensetzung wie Plasma), durch den faserige Fäden verlaufen (Basalmembran)

Mechanische Erregungsübertragung durch die Synapse ( basierend auf der Quantentheorie)

1. Das Aktionspotential breitet sich entlang der Nervenfaser zum präsynaptischen Terminal aus

2. Die präsynaptische Membran ist depolarisiert

3. Erhöhte Durchlässigkeit der Kalziumkanäle dieser Membran und Ca-Ionen aus der Synaptik. Die Lücken dringen in den präsynaptischen Terminal ein.

4. Synaptische Vesikel sind entlang der präsynaptischen Membran angeordnet

5. Unter Beteiligung von Ca-Ionen beginnt die Neurosekretion des Senders in den synaptischen Spalt.

6.Synaptisch die Blasen verschmelzen mit den Membranen. und durch Exozytose wird Acetylcholin aus der Syn-Lücke freigesetzt

7. Für 1 Aktionspotential einer Nervenfaser werden bei Säugetieren 200-300 Mediatorquanten freigesetzt. Die Menge des Mediators ist direkt proportional zur Amplitude des Aktionspotentials der Nervenfaser (der Stärke der Stimulation).

8. Durch Diffusion entlang der Basalmembran. Acetylcholin erreicht die postsynaptische Membran

9. Acetylcholinmoleküle interagieren mit dem Rezeptorprotein

10. Die Konfiguration des Proteins ändert sich und der darin eingebaute Ionenkanal öffnet sich.

11. Na-Ionen bewegen sich durch die Kanäle (verlassen die Zelle)

12. Die Ladung der postsynaptischen Membran ändert sich und es entstehen Endplattenpotentiale.

13. Diese Potentiale werden angeregt, erreichen einen Schwellenwert und bewirken eine Erregungsentwicklung in der innervierten Zelle.

14. In der Muskelfaser entsteht ein Aktionspotential, das zur Muskelkontraktion führt.

Herzklappenapparat. Arten von Klappen, Mechanismen ihrer Funktion während des Herzzyklus.

2 Arten von Klappen: atrioventrikulär (atrioventrikulär), semilunar.

Atrioventrikulär(Blatt). In der rechten Hälfte gibt es 3 Türen, in der linken 2 Türen.

Die Sehnenfäden-Chordae sind an den Klappenklappen befestigt, und das andere Ende der Fäden ist an den Papillarmuskeln befestigt.

Verrückt. Sie haben die Form von 3 Taschen. Sie befinden sich an der Stelle, an der große Gefäße aus den Ventrikeln austreten (von der linken Magen-Darm-Aorta, vom rechten Lungenstamm).

Ventilbetätigungsmechanismus.

Die Arbeit des Herzens wird dargestellt. ist ein Wechsel von Kontraktions- (Systole) und Entspannungsphasen (Diastole).

Bei einer Herzfrequenz von 70–75 pro Minute dauert 1 Herzzyklus 0,8–0,86 Sekunden

IN Herzzyklus zwischen Systole und Diastole der Vorhöfe und Ventrikel unterscheiden.

Die allgemeine Pause ist der Zeitraum, in dem sich sowohl die Vorhöfe als auch die Ventrikel in der Diastolephase befinden. Die Gesamtpause beträgt etwa 0,4 Sekunden oder 50 % des Herzzyklus

Während einer allgemeinen Pause füllt sich das Herz mit Blut, der Herzmuskel ruht und entspannt sich und sorgt so für eine intensive Durchblutung des Herzens.

Die Komponenten Systole und Diastole der Ventrikel sind komplexe Phasen, die der Vorhöfe sind einfach.

Komponenten ventrikuläre Systole:

-Spannungsperiode:1) Phase der asynchronen Kontraktion. Das interventrikuläre Septum und die Papillarmuskeln ziehen sich zusammen und die atrioventrikulären Klappen schließen sich.

2) isometrische Kontraktionsphase Sie wird bei geschlossenen Klappen durchgeführt. Der Druck in den Ventrikeln steigt und wird größer als in der Aorta und dem Lungenstamm. Aufgrund der Druckdifferenz öffnen sich die Semilunarklappen. Kommen die Zeit, in der Blut aus den Ventrikeln ausgestoßen wird.

-Zeit des Exils:1) Phase maximaler schneller Austreibung, 2) Phase langsamer Austreibung

Komponenten ventrikuläre Diastole:

-protodiastolische Periode(vom Beginn der Entspannung bis zum Schließen der Semilunarklappen).

Im Moment der Entspannung im Magen. Der Druck nimmt ab und wird< чем в сосудах. За счет разности давления кровь стремится назад в жел.,заполняет кармашки клапанов и они закрываются.

-isometrische Entspannungsphase. Undichtigkeiten bei geschlossenen Ventilen. Die Ventrikel entspannen sich weiter, der Druck nimmt zu<чем в предсердиях.Створчатые клапаны открываются.Наступает период наполнения желудочков кровью(включ. в себя фазу быстрого и медленного наполнения)

- Präsystolie

Atmungsfunktion des Blutes. Sauerstofftransport. Formen des Kohlendioxidtransports im Blutplasma und in Erythrozyten.

O 2 wird in zwei Formen von der Lunge auf das Gewebe übertragen:

1.O2-Verbindung mit Hämoglobin(Fe – Häm, Globin (Proteinanteil) Es entsteht Oxyhämoglobin. Durch die Wechselwirkung von O 2 mit Häm bleibt Fe 2-wertig, oxidiert nicht, dies wird als Oxygenierung bezeichnet

1 g Hämoglobin bindet und überträgt 1,345 ml O 2

Sauerstoffkapazität des Blutes – Menge an O 2, die Hämoglobin in 100 ml Blut bindet

2. physikalische Auflösung von Gas im Blut.

CO 2 wird vom Gewebe in die Lunge übertragen. Es gibt 3 Transportformen:

1. Verbindung von CO 2 mit Bicarbonaten (K 2 CO 3 – verbindet sich in Erythrozyten,

Na 2 CO 3 – im Blutplasma

2. CO 2 bildet mit Hämoglobin (Proteinanteil) Carbhämoglobin.

3.Physische Auflösung

Die innere Gewebeatmung findet auf dem Gebiet der Gewebe statt. Besteht aus 2 Stufen:

1.Gasaustausch zwischen den Kapillaren des Körperkreislaufs und dem Gewebe.

2. Gewebeatmung selbst (echte biologische Oxidation mitochondrialer Energie)

Hinweise auf innere Atmung sind vorhanden Arteriovenöser O2-Unterschied

arteriell Blut venöses Blut

CO 2 50-52 % 55-57 %

Ticket 21

1. Blutdruck, seine Arten. Der Wert des Blutdrucks in verschiedenen Teilen des Blutkreislaufs. Faktoren, die den Blutdruck bestimmen, und Methoden zu seiner Bestimmung. Arterielle Blutdruckindikatoren.

Blutdruck, d.h. Blutdruck an den Wänden von Blutgefäßen, gemessen in Millimetern Quecksilbersäule. Abhängig von der Art des Gefäßes, durch das das Blut fließt arterielle, venöse und kapillarer Blutdruck.

Der Blutdruckwert wird charakterisiert durch:

-Systolischer Druck- Der höchste Blutdruck in den Arterien wird während der Systole des linken Ventrikels beobachtet und charakterisiert den Zustand des Myokards des linken Ventrikels. 110-120 mm Hg. Kunst.

-Diastolisch-Druck auf die Wände der Blutgefäße während der Diastole. Es charakterisiert den Tonusgrad der Arterienwände 60-80 mm Hg. Kunst.

-Pulsdruck- der Unterschied zwischen systolischem und diastolischem Wert. Nur unter solchen Bedingungen öffnet sich die Aortenklappe vollständig und Blut aus dem linken Ventrikel gelangt in den Körperkreislauf.

-Durchschnittliche Hämodynamik-diastolische Summe und 1/3 Puls. Drückt die Energie der kontinuierlichen Blutbewegung aus, ein ziemlich konstanter Wert für ein Gefäß von 70-95 mm Hg. Kunst.

Der Wert des Blutdrucks wird durch Reflexeinflüsse der Mund- und Zungenschleimhäute sowie durch Alter, Tageszeit, Körperzustand und Zentralnervensystem beeinflusst.

Bei Tieren wird der Blutdruck mit einer unblutigen und blutigen Methode gemessen. Beim Menschen nur durch unblutige Methoden: Palpation (Riva-Rocci-Methode) und Auskultation (N.S. Korotkov-Methode)

Hierzu können verwendet werden: Riva-Rocci-Blutdruckmessgerät, Blutdruckmessgerät (Membrantonometer)

Ein Gerät zur Blutdruckmessung besteht aus einer hohlen Gummimanschette, einem Manometer und einem Ballon zum Pumpen von Luft in die Manschette. Die Methode basiert auf der Bestimmung des in der Manschette des Geräts erzeugten Drucks, der die Oberarmarterie zusammendrückt und so die Durchblutung beeinträchtigt Bewegung des Blutes darin.

Die auskultatorische Methode zur Blutdruckbestimmung basiert auf dem Abhören von Gefäßgeräuschen. In einer nicht komprimierten Arterie sind keine Geräusche zu hören. Wenn Sie den Druck in der Manschette über den systolischen Wert erhöhen, unterbricht die Manschette das Lumen der Arterie vollständig und der Blutfluss darin stoppt. Wenn Sie nach und nach Luft aus der Manschette ablassen, überwindet das Blut im Moment der Systole in dem Moment, in dem der Druck darin leicht unter den systolischen Wert sinkt, den verengten Bereich und trifft auf die Wand unterhalb der Manschette. Wenn ein Teil des Blutes, der sich mit hoher Geschwindigkeit und kinetischer Energie bewegt, auf die Wand einer Arterie trifft, ist unterhalb der Manschette ein Geräusch (Gefäßgeräusch) zu hören.

Struktur und Arten von Synapsen

Die Endformationen neuronaler Prozesse (Nervenenden) werden unterteilt in Rezeptor, Effektor und Interneuron. Rezeptorendigungen sind die Endformationen von Dendriten in Organen. Effektorenden sind die Endformationen von Axonen in Arbeitsorganen. Interneuronale Endungen sind die Endformationen von Axonen auf der Körperoberfläche eines Neurons oder Fortsätzen einer anderen Nervenzelle.

Efferente und interneuronale Enden sorgen für die Erregungsübertragung von einer Nervenfaser zu einer Muskel-, Drüsen- oder Nervenzelle. Die Strukturformationen, die diesen Übergang gewährleisten, werden aufgerufen Synapsen.

Synapse- Dies ist die Verbindung, über die jede einzelne Funktionseinheit des Nervensystems die nächste Funktionseinheit aktiviert oder hemmt und Signale, die auf dem einen oder anderen Weg in das Zentralnervensystem gelangen, beispielsweise in Richtung von sensorischen zu motorischen Einheiten lenkt.

Synapsen sind peripher und zentral. Ein Beispiel für eine periphere Synapse ist die neuromuskuläre Synapse, bei der ein Neuron Kontakt mit einer Muskelfaser herstellt. Synapsen im Nervensystem werden zentrale Synapsen genannt, wenn zwei Neuronen in Kontakt kommen.

Es gibt fünf Arten von Synapsen, abhängig davon, mit welchen Teilen die Neuronen in Kontakt stehen: 1) axo-dendritisch (das Axon einer Zelle kontaktiert den Dendriten einer anderen); 2) axo-somatisch (das Axon einer Zelle berührt das Soma einer anderen Zelle); 3) axo-axonal (das Axon einer Zelle berührt das Axon einer anderen Zelle); 4) dendro-dendritisch (der Dendrit einer Zelle steht in Kontakt mit dem Dendrit einer anderen Zelle); 5) somosomatisch (die Somas zweier Zellen stehen in Kontakt). Der Großteil der Kontakte ist axo-dendritischer und axo-somatischer Natur.

Eine Synapse besteht aus drei Teilen: präsynaptisches Terminal, synaptischer Spalt und postsynaptische Membran. Das präsynaptische Terminal (synaptische Plaque) ist ein verlängerter Teil des Axonterminals. Der synaptische Spalt ist der Raum zwischen zwei kontaktierenden Neuronen. Der Durchmesser des synaptischen Spalts beträgt 10–20 nm. Die dem synaptischen Spalt zugewandte Membran des präsynaptischen Terminals wird als präsynaptische Membran bezeichnet. Der dritte Teil der Synapse ist die postsynaptische Membran, die der präsynaptischen Membran gegenüberliegt.

Die Art der Informationsübertragung durch die Synapse hängt von der Größe des synaptischen Spalts ab. Wenn der Abstand zwischen den Membranen der Neuronen 2–4 nm nicht überschreitet oder sie miteinander in Kontakt stehen, liegt eine solche Synapse vor elektrisch, da eine solche Verbindung eine elektrische Verbindung mit geringem Widerstand zwischen diesen Zellen herstellt und es ermöglicht, elektrisches Potenzial direkt oder elektrotonisch von Zelle zu Zelle zu übertragen. Der Anteil elektrischer Synapsen im Zentralnervensystem ist sehr gering. Chemische Synapsen - Es handelt sich um die komplexeste Art von Verbindungen im Zentralnervensystem. Morphologisch unterscheidet es sich von anderen Verbindungsformen durch das Vorhandensein eines wohldefinierten synaptischen Spalts und dadurch, dass die Membranen dabei streng in Richtung von Neuron zu Neuron ausgerichtet bzw. polarisiert sind. In solchen Synapsen erfolgt die Interaktion zwischen Neuronen mithilfe von Vermittler- eine biologisch aktive Substanz, die vom präsynaptischen Ende freigesetzt wird. Am präsynaptischen Ende einer chemischen Synapse befinden sich Vesikel – Vesikel, Sie sind unterschiedlich groß (von 20 bis 150 und mehr) und mit verschiedenen Chemikalien gefüllt, die den Aktivitätstransfer von einer Zelle zur anderen erleichtern.

Eine Synapse ist die Kontaktstelle eines Neurons mit einem anderen, das vom innervierten Organ beeinflusst wird.

Arten von Synapsen:

· Am Ort der Kontakte (neuronal, axodendritisch, dendrodendritisch, axomal, axosamal, dendrosomal, neuromuskulär, neurosekretorisch)

· Erregend und hemmend

· Chemisch (Leitung eines Impulses in eine Richtung) und elektrisch (Leitung eines Nervenimpulses in eine beliebige Richtung, engerer synaptischer Spalt, schnellere Leitungsgeschwindigkeit, kommt bei Wirbellosen und niederen Wirbeltieren vor).

Struktur.

1. Pedsynaptischer Abschnitt

2. Synaptischer Spalt

3. Postsynaptischer Abschnitt

4. Visikel – Blasen mit einem Mediator

5. Mediaor – eine chemische Substanz, die die Erregung entweder leitet oder blockiert

Die postsynaptische Membran enthält Rezeptoren, die auf diesen Sendertyp reagieren. In den meisten Synapsen ist die postsynaptische Membran gefaltet, um die Oberfläche zu vergrößern.

Rolle beim Dirigieren.

Die Erregung durch Synapsen wird chemisch mit Hilfe einer speziellen Substanz übertragen – eines Vermittlers oder Senders, der sich in synaptischen Vesikeln im präsynaptischen Terminal befindet. An unterschiedlichen Synapsen werden unterschiedliche Botenstoffe produziert. Am häufigsten handelt es sich um Acetylcholin, Adrenalin oder Noradrenalin.

Es gibt auch elektrische Synapsen. Sie zeichnen sich durch einen schmalen synaptischen Spalt und das Vorhandensein von Querkanälen aus, die beide Membranen durchqueren, d. h. es besteht eine direkte Verbindung zwischen den Zytoplasmen beider Zellen. Die Kanäle werden durch komplementär verbundene Proteinmoleküle jeder Membran gebildet. Das Muster der Erregungsübertragung in einer solchen Synapse ähnelt dem Muster der Aktionspotentialübertragung in einem homogenen Nervenleiter.

In chemischen Synapsen ist der Mechanismus der Impulsübertragung wie folgt. Das Eintreffen eines Nervenimpulses am präsynaptischen Ende geht mit der synchronen Freisetzung eines Senders aus synaptischen Vesikeln, die sich in unmittelbarer Nähe dazu befinden, in den synaptischen Spalt einher. Typischerweise trifft eine Reihe von Impulsen am präsynaptischen Spalt ein; ihre Frequenz nimmt mit zunehmender Stärke des Reizes zu, was zu einer verstärkten Freisetzung des Senders in den synaptischen Spalt führt. Die Abmessungen des synaptischen Spalts sind sehr klein und der Sender, der schnell die postsynaptische Membran erreicht, interagiert mit seiner Substanz. Durch diese Wechselwirkung verändert sich vorübergehend die Struktur der postsynaptischen Membran, ihre Durchlässigkeit für Natriumionen nimmt zu, was zur Bewegung von Ionen und in der Folge zum Auftreten eines erregenden postsynaptischen Potenzials führt. Wenn dieses Potenzial einen bestimmten Wert erreicht, kommt es zu einer sich ausbreitenden Erregung – einem Aktionspotenzial. Nach wenigen Millisekunden wird der Mediator durch spezielle Enzyme zerstört.



Es gibt auch spezielle hemmende Synapsen. Es wird angenommen, dass in spezialisierten hemmenden Neuronen, in den Nervenenden von Axonen, ein spezieller Sender produziert wird, der eine hemmende Wirkung auf das nachfolgende Neuron hat. In der Großhirnrinde gilt Gamma-Aminobuttersäure als solcher Mediator. Die Struktur und der Funktionsmechanismus hemmender Synapsen ähneln denen erregender Synapsen, nur das Ergebnis ihrer Wirkung ist eine Hyperpolarisation. Dies führt zur Entstehung eines inhibitorischen postsynaptischen Potenzials, was zu einer Hemmung führt

Synapsenmediatoren

Mediator (von lateinisch Media – Sender, Vermittler oder Mitte). Solche synaptischen Mediatoren sind bei der Übertragung von Nervenimpulsen sehr wichtig.

Der morphologische Unterschied zwischen hemmenden und erregenden Synapsen besteht darin, dass sie keinen Mechanismus zur Freisetzung von Sendern haben. Als Überträger in der inhibitorischen Synapse, dem Motoneuron und anderen inhibitorischen Synapsen gilt die Aminosäure Glycin. Die hemmende oder erregende Natur der Synapse wird jedoch nicht durch ihre Mediatoren bestimmt, sondern durch die Eigenschaft der postsynaptischen Membran. Acetylcholin hat beispielsweise eine stimulierende Wirkung auf die neuromuskulären Synapsenenden (Vagusnerven im Myokard).

Acetylcholin dient als erregender Sender in cholinergen Synapsen (die präsynaptische Membran darin spielt die Endung des Rückenmarks des Motoneurons), in der Synapse der Renshaw-Zellen, im präsynaptischen Terminal der Schweißdrüsen, dem Nebennierenmark, in der Darmsynapse und in den Ganglien des sympathischen Nervensystems. Acetylcholinesterase und Acetylcholin wurden auch in Fraktionen verschiedener Teile des Gehirns gefunden, teilweise in großen Mengen, aber abgesehen von der cholinergen Synapse auf Renshaw-Zellen konnten sie die verbleibenden cholinergen Synapsen noch nicht identifizieren. Laut Wissenschaftlern ist die vermittelnde erregende Funktion von Acetylcholin im Zentralnervensystem sehr wahrscheinlich.



Catelchomine (Dopamin, Noradrenalin und Adrenalin) gelten als adrenerge Mediatoren. Adrenalin und Noradrenalin werden am Ende des sympathischen Nervs, in der Gehirnzelle der Nebenniere, im Rückenmark und im Gehirn, synthetisiert. Aminosäuren (Tyrosin und L-Phenylalanin) gelten als Ausgangsmaterial und Adrenalin ist das Endprodukt der Synthese. Die Zwischensubstanz, zu der Noradrenalin und Dopamin gehören, fungiert auch als Vermittler in der Synapse, die an den Enden der sympathischen Nerven entsteht. Diese Funktion kann entweder hemmend (sekretorische Drüsen des Darms, mehrere Schließmuskeln und glatte Muskeln der Bronchien und des Darms) oder erregend (glatte Muskeln bestimmter Schließmuskeln und Blutgefäße, in der Myokardsynapse – Noradrenalin, in den subkutanen Kernen des Gehirns) sein - Dopamin).

Wenn synaptische Mediatoren ihre Funktion erfüllen, wird Katecholamin vom präsynaptischen Nervenende absorbiert und der Transmembrantransport aktiviert. Bei der Aufnahme von Sendern werden die Synapsen bei längerer und rhythmischer Arbeit vor vorzeitiger Erschöpfung des Vorrats geschützt.

Synapse(Griechisch σύναψις, von συνάπτειν – umarmen, umklammern, Hände schütteln) – der Ort des Kontakts zwischen zwei Neuronen oder zwischen und der Effektorzelle, die das Signal empfängt. Dient der Übertragung zwischen zwei Zellen und bei der synaptischen Übertragung können Amplitude und Frequenz des Signals angepasst werden.

Der Begriff wurde 1897 vom englischen Physiologen Charles Sherrington eingeführt.

Synapsenstruktur

Eine typische Synapse ist eine axodendritische Chemikalie. Eine solche Synapse besteht aus zwei Teilen: präsynaptisch, gebildet durch eine keulenförmige Verlängerung des Endes des Axons der übertragenden Zelle und postsynaptisch, dargestellt durch den Kontaktbereich des Zytolemmas der empfangenden Zelle (in diesem Fall den Bereich des Dendriten). Eine Synapse ist ein Raum, der die Membranen der Kontaktzellen trennt, denen sich Nervenenden nähern. Die Impulsübertragung erfolgt chemisch mit Hilfe von Mediatoren oder elektrisch durch den Übergang von Ionen von einer Zelle zur anderen.

Zwischen beiden Teilen befindet sich ein synaptischer Spalt – ein 10–50 nm breiter Spalt zwischen der postsynaptischen und der präsynaptischen Membran, dessen Ränder durch interzelluläre Kontakte verstärkt werden.

Der Teil des Axolemmas der Clavatverlängerung, der an den synaptischen Spalt angrenzt, wird genannt präsynaptische Membran. Als bezeichnet wird der Bereich des Zytolemmas der Empfängerzelle, der auf der Gegenseite an den synaptischen Spalt grenzt postsynaptische Membran, in chemischen Synapsen ist es prominent und enthält zahlreiche.

In der synaptischen Erweiterung befinden sich kleine Vesikel, die sogenannten synaptische Vesikel, das entweder einen Mediator (eine Substanz, die die Übertragung vermittelt) oder ein Enzym enthält, das diesen Mediator zerstört. Auf den postsynaptischen und häufig auch auf den präsynaptischen Membranen befinden sich Rezeptoren für den einen oder anderen Mediator.

Klassifizierung von Synapsen

Abhängig vom Mechanismus der Nervenimpulsübertragung gibt es

  • chemisch;
  • elektrisch – Zellen sind durch hochpermeable Kontakte über spezielle Connexons verbunden (jedes Connexon besteht aus sechs Proteinuntereinheiten). Der Abstand zwischen den Zellmembranen in der elektrischen Synapse beträgt 3,5 nm (üblicher interzellulärer Abstand beträgt 20 nm).

Da der Widerstand der extrazellulären Flüssigkeit (in diesem Fall) gering ist, passieren Impulse die Synapse ohne Verzögerung. Elektrische Synapsen sind normalerweise erregend.

Es wurden zwei Freisetzungsmechanismen entdeckt: mit der vollständigen Verschmelzung des Vesikels mit dem Plasmalemma und dem sogenannten „Kissed and Run Away“ (dt. Kiss-and-Run), wenn sich das Vesikel mit der Membran verbindet und kleine Moleküle aus dieser in den synaptischen Spalt austreten, während große Moleküle im Vesikel verbleiben. Der zweite Mechanismus ist vermutlich schneller als der erste, mit dessen Hilfe die synaptische Übertragung erfolgt, wenn der Gehalt an Calciumionen in der synaptischen Plaque hoch ist.

Die Folge dieser Struktur der Synapse ist die einseitige Weiterleitung des Nervenimpulses. Es gibt ein sogenanntes synaptische Verzögerung- die Zeit, die für die Übertragung eines Nervenimpulses benötigt wird. Seine Dauer beträgt etwa - 0,5 ms.

Das sogenannte „Dale-Prinzip“ (eins – ein Vermittler) wurde als fehlerhaft erkannt. Oder, wie manchmal angenommen wird, präziser: Nicht einer, sondern mehrere Mediatoren können von einem Ende einer Zelle freigesetzt werden, und ihre Menge ist für eine bestimmte Zelle konstant.

Geschichte der Entdeckung

  • Im Jahr 1897 formulierte Sherrington die Idee der Synapsen.
  • Für ihre Forschungen zum Nervensystem, einschließlich der synaptischen Übertragung, erhielten Golgi und Ramón y Cajal 1906 den Nobelpreis.
  • Im Jahr 1921 stellte der österreichische Wissenschaftler O. Loewi die chemische Natur der Erregungsübertragung durch Synapsen und die Rolle von Acetylcholin dabei fest. Erhielt 1936 zusammen mit H. Dale den Nobelpreis.
  • Im Jahr 1933 stellte der sowjetische Wissenschaftler A.V. Kibyakov die Rolle von Adrenalin bei der synaptischen Übertragung fest.
  • 1970 – B. Katz (Großbritannien), U. v. Euler (Schweden) und J. Axelrod (USA) erhalten den Nobelpreis für die Entdeckung von Rolinorepinephrin bei der synaptischen Übertragung.

Enzyklopädisches YouTube

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    Elektrische Eigenschaften von Neuronen – Vyacheslav Dubynin

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    Gehirn: die Arbeit der Synapsen – Vyacheslav Dubynin

    Untertitel

    Jetzt wissen wir, wie Nervenimpulse übertragen werden. Dies ist ein spannungsabhängiger Kanal. Das sind die Blasen. So passiert es.

Klassifikationen von Synapsen

Nach dem Mechanismus der Nervenimpulsübertragung

  • Chemisch ist ein Ort des engen Kontakts zwischen zwei Nervenzellen zur Übertragung eines Nervenimpulses, durch den die Quellzelle eine spezielle Substanz, einen Neurotransmitter, in den Interzellularraum freisetzt, dessen Anwesenheit im synaptischen Spalt die Empfängerzelle erregt oder hemmt.
  • elektrisch (Ephaps) – ein Ort des engeren Kontakts zwischen einem Zellpaar, wo ihre Membranen durch spezielle Proteinformationen verbunden sind – Konnexons (jedes Konnexon besteht aus sechs Proteinuntereinheiten). Der Abstand zwischen den Zellmembranen in der elektrischen Synapse beträgt 3,5 nm (üblicher interzellulärer Abstand beträgt 20 nm). Da der Widerstand der extrazellulären Flüssigkeit (in diesem Fall) gering ist, passieren Impulse die Synapse ohne Verzögerung. Elektrische Synapsen sind normalerweise erregend.
  • Gemischte Synapsen – das präsynaptische Aktionspotential erzeugt einen Strom, der die postsynaptische Membran einer typischen chemischen Synapse depolarisiert, bei der die prä- und postsynaptische Membran nicht eng aneinander angrenzt. Daher dient an diesen Synapsen die chemische Übertragung als notwendiger Verstärkungsmechanismus.

Am häufigsten sind chemische Synapsen. Elektrische Synapsen kommen im Nervensystem von Säugetieren seltener vor als chemische.

Nach Standort und Zugehörigkeit zu Strukturen

  • peripher
    • neurosekretorisch (axovasal)
    • rezeptor-neuronal
  • zentral
    • axo-dendritisch- mit Dendriten, einschließlich
      • Axo-Stachel- mit dendritischen Stacheln, Auswüchsen an Dendriten;
    • axo-somatisch- mit den Körpern von Neuronen;
    • axo-axonal- zwischen Axonen;
    • dendro-dendritisch- zwischen Dendriten;

Durch Neurotransmitter

  • aminerg, enthält biogene Amine (z. B. Serotonin, Dopamin);
    • einschließlich Adrenergika, die Adrenalin oder Noradrenalin enthalten;
  • Cholinergikum, das Acetylcholin enthält;
  • purinerg, purinhaltig;
  • peptiderg, peptidhaltig.

Gleichzeitig wird an der Synapse nicht immer nur ein Sender produziert. Normalerweise wird der Hauptpick zusammen mit einem anderen freigegeben, der die Rolle eines Modulators übernimmt.

Durch Aktionszeichen

  • anregend
  • Bremse.

Wenn erstere zum Auftreten einer Erregung in der postsynaptischen Zelle beitragen (in ihnen kommt es durch das Eintreffen eines Impulses zu einer Depolarisation der Membran, die unter bestimmten Bedingungen ein Aktionspotential verursachen kann), dann letztere auf der im Gegenteil, stoppen oder verhindern Sie dessen Auftreten und verhindern Sie die weitere Ausbreitung des Impulses. Typischerweise hemmend sind glycinerge (Mediator – Glycin) und GABAerge Synapsen (Mediator – Gamma-Aminobuttersäure).

Es gibt zwei Arten hemmender Synapsen: 1) Synapsen, in deren präsynaptischen Enden ein Sender freigesetzt wird, der die postsynaptische Membran hyperpolarisiert und das Auftreten eines hemmenden postsynaptischen Potenzials verursacht; 2) axo-axonale Synapse, die eine präsynaptische Hemmung bewirkt.

An einigen Synapsen vorhanden postsynaptische Verdichtung- elektronendichte Zone bestehend aus Proteinen. Anhand ihrer Anwesenheit oder Abwesenheit werden Synapsen unterschieden asymmetrisch Und symmetrisch. Es ist bekannt, dass alle glutamatergen Synapsen asymmetrisch und GABAerge Synapsen symmetrisch sind.

In Fällen, in denen mehrere synaptische Fortsätze mit der postsynaptischen Membran in Kontakt kommen, mehrere Synapsen.

Zu den besonderen Formen von Synapsen gehören Wirbelsäulenapparat, bei dem kurze einzelne oder mehrere Vorsprünge der postsynaptischen Membran des Dendriten die synaptische Verlängerung berühren. Wirbelsäulenapparate erhöhen die Anzahl der synaptischen Kontakte auf einem Neuron und damit die Menge der verarbeiteten Informationen erheblich. Nicht-Wirbelsäulen-Synapsen werden sessile Synapsen genannt. Beispielsweise sind alle GABAergen Synapsen sessil.

Der Funktionsmechanismus der chemischen Synapse

Zwischen beiden Teilen befindet sich ein synaptischer Spalt – ein 10–50 nm breiter Spalt zwischen der postsynaptischen und der präsynaptischen Membran, dessen Ränder durch interzelluläre Kontakte verstärkt werden.

Der Teil des Axolemmas der Clavatverlängerung, der an den synaptischen Spalt angrenzt, wird genannt präsynaptische Membran. Als bezeichnet wird der Bereich des Zytolemmas der Empfängerzelle, der auf der Gegenseite an den synaptischen Spalt grenzt postsynaptische Membran, in chemischen Synapsen ist es prominent und enthält zahlreiche Rezeptoren.

Bei der synaptischen Erweiterung entstehen kleine Vesikel, die sogenannten synaptische Vesikel enthält entweder einen Mediator (eine Substanz, die die Erregungsübertragung vermittelt) oder ein Enzym, das diesen Mediator zerstört. Auf den postsynaptischen und häufig auch auf den präsynaptischen Membranen befinden sich Rezeptoren für den einen oder anderen Mediator.

Wenn das präsynaptische Terminal depolarisiert ist, öffnen sich spannungsempfindliche Kalziumkanäle, Kalziumionen dringen in das präsynaptische Terminal ein und lösen die Fusion synaptischer Vesikel mit der Membran aus. Dadurch gelangt der Sender in den synaptischen Spalt und bindet an Rezeptorproteine ​​der postsynaptischen Membran, die in metabotrope und ionotrope unterteilt werden. Erstere sind mit dem G-Protein verbunden und lösen eine Kaskade intrazellulärer Signaltransduktionsreaktionen aus. Letztere sind mit Ionenkanälen verbunden, die sich öffnen, wenn ein Neurotransmitter an sie bindet, was zu einer Änderung des Membranpotentials führt. Der Mediator wirkt nur für sehr kurze Zeit und wird anschließend durch ein bestimmtes Enzym zerstört. Beispielsweise ist in cholinergen Synapsen das Enzym Acetylcholinesterase, das den Sender im synaptischen Spalt zerstört. Gleichzeitig kann sich ein Teil des Botenstoffs mit Hilfe von Trägerproteinen durch die postsynaptische Membran bewegen (direkte Aufnahme) und in die entgegengesetzte Richtung durch die präsynaptische Membran (umgekehrte Aufnahme). In manchen Fällen wird der Botenstoff auch von benachbarten Neurogliazellen aufgenommen.

Es wurden zwei Freisetzungsmechanismen entdeckt: mit der vollständigen Verschmelzung des Vesikels mit dem Plasmalemma und dem sogenannten „Kiss-and-Run“, wenn sich das Vesikel mit der Membran verbindet und kleine Moleküle aus dieser in den synaptischen Spalt gelangen Große bleiben im Vesikel. Der zweite Mechanismus ist vermutlich schneller als der erste, mit dessen Hilfe die synaptische Übertragung erfolgt, wenn der Gehalt an Calciumionen in der synaptischen Plaque hoch ist.

Die Folge dieser Struktur der Synapse ist die einseitige Weiterleitung des Nervenimpulses. Es gibt ein sogenanntes synaptische Verzögerung- die Zeit, die für die Übertragung eines Nervenimpulses benötigt wird. Die Dauer beträgt ca. - 0,5 ms.

Das sogenannte „Dale-Prinzip“ (ein Neuron – ein Sender) wurde als fehlerhaft erkannt. Oder, wie manchmal angenommen wird, präziser: Nicht einer, sondern mehrere Mediatoren können von einem Ende einer Zelle freigesetzt werden, und ihre Menge ist für eine bestimmte Zelle konstant.

Geschichte der Entdeckung

  • Im Jahr 1897 formulierte Sherrington die Idee der Synapsen.
  • Für ihre Forschungen zum Nervensystem, einschließlich der synaptischen Übertragung, erhielten Golgi und Ramón y Cajal 1906 den Nobelpreis.
  • Im Jahr 1921 stellte der österreichische Wissenschaftler O. Loewi die chemische Natur der Erregungsübertragung durch Synapsen und die Rolle von Acetylcholin dabei fest. Erhielt 1936 zusammen mit N. Dale den Nobelpreis.
  • Im Jahr 1933 stellte der sowjetische Wissenschaftler A.V. Kibyakov die Rolle von Adrenalin bei der synaptischen Übertragung fest.
  • 1970 – B. Katz (Großbritannien), U. v. Euler (Schweden) und J. Axelrod (USA) erhalten den Nobelpreis für ihre Entdeckung der Rolle von Noradrenalin bei der synaptischen Übertragung.