Наглядная неврология - Баркер Р.
ISBN 5-9704-0280-Х
Скачать (прямая ссылка):
Оригинальное описание потенциала действия принадлежит Ходжкину и Хаксли, которые изучали этот феномен на гигантском аксоне кальмара в 50-х годах XX века. Этот механизм был подтвержден позже и для многих других клеток и нейронов. Это наряду с открытием большого количества ионных каналов послужило началом описания многих других модификаций генерации потенциала действия нейронами и другими клетками.
ГЛАВА 7. Нервно-мышечное соединение и синапсы
Заболевание
Q Стадий синаптической трансмиссии (объяснение в тексте)
Пресинапти-ческая терминаль
Синдром Итона— Ламберта
Синапти-ческая щель Постсинап-тическая щель
Гладкий
эндоплазматический ретикулум
>v Митохондрия
ytfffi'i Пресинаптические
vJ5?v_____ вези кул ы
2>
Са*
Ботулинический токсин
, Пресинагттическая ;аг* ^ актиновая сеть
^^'¦¦вЗиСоЬ"-Активная зона
.. Базальная мембрана АцхР (никотиновые в НМС)
Постсинаптическая складка
АцхР (состоит из 2а-.
у- н 6- субъединиц, а-субъединица связывается с Ацх; чтобы открыть канал, необходимы 2 молекулы Ацх)
Пресинаптические везикулы содержат ней-ротрансмиттер. роль которого в нервно-мышечном соединении (НМС) выполняет аце-тилхолин (Ацх). Кроме того, везикулы содержат АТФ и специфические мембраннс-ассоциироеанные белки, которые обеспечивают попадание везикул в активные зоны, слияние их с пресинаптической мембраной в активной зоне, а также их возвращение и заполнение новой порцией неиротрансмиттера. Пресинаптические активные зоны — это специализированные участки для высвобождения везикул, которые находятся напротив вторичных постсннаптических складок. 8 активных зонах плотно расположены воль-тажэависимые кальциевые каналы. Вокруг этих участков, имеющих темную окраску на электронно-микроскопическом срезе мембраны нервной терминали, располагаются митохондрии и везикулы. Везикулы располагаются двойными рядами, прилежат к мембране с обеих сторон электронно-плотной структуры. Вещество синаптической щели обнаруживается только в ацетилхолиновом НМС и содержит фермент ацетилхолинэстераэу (АцхЭ), которуя инактивнрует Ацх, гидролиэуя его. Синаптическая щель имеет ширину около 500 Е и отделяет пресинаптическую терминаль от постсинаптической мембраны. Ацетилхолимояые рецепторы (АцхР), превращающие высвобожденный нейротранс-миттер в постсннаптический электрический импульс, в основном находятся между пост-синатическими складками. Эти рецепторы ассоциированы с неселективным катион иым каналам. Связывание Ацх с этим рецептором вызывает конформвционные изменения рецептора, канал открывается, возникают приток натрия и отток калия, что приводит к деполяризации мембраны и активации вольтажзависимых ионных каналов. В случае НМС высвобождение содержимого одной везикулы приводит к миниатюрной постсинаптической деполяризации — миниатюрному потенциалу концевой пластинки (МПКП). Если высвобождается много везикул, МПКП суммируются н приводят к большему ответу — потенциалу концевой пластинки (ПКП), который в свою очередь генерирует потенциал действия в мышце.
Генерация потенциала действия
Состояние покоя, везикулы находятся в пресинаптической актиновой сети
Приток кальция
высвобождает везикулы из актиновой сети
Везикулы сливаются
с пресинаптической активной зоной и высвобождают Ацх
50
70
¦. 1 г ё ф
W ©
/¦-ч\пкп
J МПКП"^^^^
Порог
Вормя мс
Шеррингтонв 1897 г. предложил термин «синапс» для обозначения соединения двух нейронов. Большинство работ по изучению синапсов проводилось на ацетилхолинергическом нервно-мышечном соединении (НМС), однако показано, что химические синапсы обладают сходными функциями и в ЦНС. Химические синапсы преобладают в нервной системе, хотя, помимо них существуют и электрические синапсы, например, в глиальных клетках (см. главу 40).
Нервно-мышечная передача (модель синаптической трансмиссии)
Последовательность событий, происходящих в химическом синапсе, такова:
Возникновение потенпиала действия вызывает деполяризацию пресинаптической терминали (см. рисунок, 1), при этом открываются вольтаж-зависимые кальциевые каналы в активных зонах синаптической терминали и впоследствии каль-
22
ций поступает в терминаль (см. рисунок, 2; на этой стадии происходит синаптическая задержка импульса).
• Приток кальция приводит к фосфорилированию и изменению пресинаптических кальцийсвя-зывающих белков (некоторые из них находятся
мембране везикул). Они освобождают везику-из пресинаптической актиновой сети, что позволяет везикуле слиться с пресинаптической мембраной (см. рисунок, 3). К этим белкам относятся различные растворимые Г\[-этиленма-лемидчувствительные белки слияния и их рецепторы.
• Слияние двух полуканалов (пресинаптической везикулы и пресинаптической мембраны) приводит к формированию небольшой поры, которая
быстро расширяется при высвобождении содержимого везикулы в синаптическую щель. Мембрана везикулы может возвратиться при помощи эндоцитоза в пресинаптическую терминаль с помощью неселективного или селективного механизма.
• Большая часть высвободившегося нейротрансмит-тера растворяется вокруг синаптической шели и связывается с постсинаптическим рецептором (см. рисунок, 4). Некоторые молекулы нейротрансмит-тера попадают за пределы синаптической щели и теряются, тогда как другие инактивируются, прежде чем связаться с постсинаптическим рецептором. Эта инактивация важна для нормальной функции синапса, и если в НМС происходит ферментативная деградация апетилхолина (Апх), то в других синапсах используются механизмы обратного захвата и рециркуляции трансмиттера в пресинаптический нейрон (см. главу 9).
