Что содержится в синаптических пузырьках

СОДЕРЖАНИЕ

Состав

Стехиометрии для перемещения различных нейромедиаторов в везикулы приведена в следующей таблице.

Эффекты нейротоксинов

Пузыри везикул

50%) в нейронах, выращенных на стеклянной подложке, но очень мал или отсутствовать в зрелых синапсах в интактной ткани мозга.

Физиология

Цикл синаптических пузырьков

События цикла синаптических пузырьков можно разделить на несколько ключевых этапов:

1. Передача в синапс

Компоненты синаптических везикул первоначально доставляются в синапс с помощью членов семейства кинезиновых моторов. У C. elegans основным двигателем синаптических пузырьков является UNC-104. Есть также свидетельства того, что другие белки, такие как UNC-16 / Sunday Driver, регулируют использование двигателей для транспорта синаптических везикул.

2. Загрузка передатчика

Примированные везикулы очень быстро сливаются в ответ на повышение содержания кальция в цитоплазме. Считается, что это событие слияния опосредуется непосредственно SNARE и управляется энергией, обеспечиваемой сборкой SNARE. Чувствительным к кальцию триггером этого события является кальций-связывающий белок синаптических везикул синаптотагмин. Способность SNAREs опосредовать слияние кальций-зависимым образом недавно была восстановлена ​​in vitro. В соответствии с тем, что SNAREs важны для процесса слияния, мутанты v-SNARE и t-SNARE C. elegans являются летальными. Сходным образом мутанты у Drosophila и нокауты у мышей указывают на то, что эти SNARES играют критическую роль в синаптическом экзоцитозе.

Это объясняет повторный захват синаптических пузырьков в модели полного контактного слияния. Однако в других исследованиях собраны данные, свидетельствующие о том, что этот тип слияния и эндоцитоза случается не всегда.

Переработка пузырьков

Считается, что за рециклинг синаптических пузырьков ответственны два ведущих механизма действия: полное слияние коллапса и метод «поцелуй и беги». Оба механизма начинаются с образования синаптической поры, которая высвобождает медиатор во внеклеточное пространство. После высвобождения нейротрансмиттера пора может либо полностью расшириться, так что везикула полностью схлопывается в синаптическую мембрану, либо она может быстро закрыться и оторваться от мембраны, чтобы произвести слияние типа «поцелуй и беги».

Полный коллапс слияния

Было показано, что периоды интенсивной стимуляции нервных синапсов уменьшают количество пузырьков, а также увеличивают клеточную емкость и площадь поверхности. Это указывает на то, что после того, как синаптические везикулы высвобождают свой нейромедиаторный груз, они сливаются с клеточной мембраной и становятся ее частью. После маркировки синаптических везикул HRP ( пероксидазой хрена ) Хойзер и Риз обнаружили, что части клеточной мембраны в нервно-мышечном соединении лягушки захватываются клеткой и превращаются обратно в синаптические везикулы. Исследования показывают, что для полного цикла экзоцитоза, извлечения и реформирования синаптических пузырьков требуется менее 1 минуты.

«Поцелуй и беги»

Модуляция

Алес и др. показали, что повышенные концентрации внеклеточных ионов кальция смещают предпочтительный режим рециркуляции и высвобождения синаптических везикул на механизм «поцелуй и беги» в зависимости от концентрации кальция. Было высказано предположение, что во время секреции нейротрансмиттеров в синапсах режим экзоцитоза модулируется кальцием для достижения оптимальных условий для сопряженного экзоцитоза и эндоцитоза в соответствии с синаптической активностью.

История

Источник

Молекулярная модель синаптической везикулы

Молекулярная модель усредненной синаптической везикулы

Автор

Редакторы

Синаптические везикулы осуществляют доставку и высвобождение нейромедиаторов в межсинаптическое пространство в месте соприкосновения двух нервных окончаний, участвуя в передаче сигналов в нервной системе. Недавно опубликованная статья [1] в журнале Cell содержит наиболее подробное на настоящий момент описание синаптической везикулы.

Ранние работы уже исследовали белково-липидный состав этой органеллы, но не позволяли делать никаких выводов о количественных соотношениях компонентов [4]. Чтобы разрешить этот вопрос, Такамори с коллегами в своей работе использовали комбинацию подходов протеомики (высокопроизводительной белковой химии) и биофизики, что в конце концов позволило им построить первую модель органеллы с атомным разрешением.

Оказалось, что совсем немного видов белков представлены большим количеством копий (синаптобревин: 70 копий на пузырек; синаптофизин: 30 копий; синаптотагмин: 15 копий). Другие же, наоборот, представлены совсем небольшим количеством копий. Наиболее выдающийся пример — протонный насос, одна копия на везикулу. Однако, из-за своего огромного размера, он составляет 10% массы общего белка синаптической везикулы.

Расчет площади поверхности пузырька, занимаемой липидами и трансмембранными участками белковых молекул показал, что последние занимают 20% всей поверхности. Это отношение поразительно велико. Стоит учесть, что трансмембранные участки окружены кольцом неподвижных молекул липидов. Тогда из найденного процентного отношения следует, что в синаптических везикулах очень мало жидких фосфолипидных мембран. Таким образом, белковая составляющая доминирует в этой удивительной органелле, делая её более жёсткой, чем предполагалось.

Источник

Химическая передача нервного импульса

ВВЕДЕНИЕ

Проблема передачи информации в организме, в частности в нервной системе, является одним из ключевых вопросов нейробиологии и медицины. Эта тема актуальна на рубеже двух тысячелетий, поэтому не случайно Нобелевская Премия в области медицины за 2000 год досталась ученым, которые внесли большой вклад в исследование данной области.

Передача импульса в нервной системе происходит в несколько этапов:

С физиологической и биохимической точки зрения второй этап является наиболее сложным. Он представляет собой цепь процессов, суть которых сводится к преобразованию электрического сигнала в химический, а затем – химического в электрический.

ИСТОРИЯ И МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ

Изучение химической передачи в ЦНС началось в начале ХХ века. Данные о периферической нервной системе получить было достаточно легко. Любой орган можно изолировать, стимулировать его нервный аппарат, собирать и анализировать венозную кровь или перфузат. В ЦНС совсем другое положение: масса волокон и нейронов, «упакованных» глиальными клетками, кровоснабжение которых точно установить невозможно, а также «центры», имеющие много различных входов и локализуемые различно разными физиологами и анатомами.

Обычными методами, ставшими почти классическими, было показано, что в ЦНС имеются ацетилхолин, катехоламины и холинэстеразы. Эта трудоёмкая работа дала возможность нарисовать своего рода химическую карту головного мозга. Ацетилхолин обнаруживается почти везде, но в особенно значительных количествах он содержится в коре головного мозга; с помощью высокоспецифичных и чувствительных тестов обнаружили присутствие ацетилхолинэстеразы в некоторых синапсах, но показали также, что её очень мало в других. Во многих центрах был обнаружен норадреналин, но его непосредственный предшественник – дофамин был найден в значительных количествах только в определённых областях. В различных центрах был идентифицирован также серотонин.

Нейронная теория, разработанная Рамон-и-Кахалом, знаменитым испанским гистологом, подтверждена биохимически. Нейрон, его аксон и окончания синтезируют медиатор, который хранится в особых пузырьках, видимых с помощью электронного микроскопа. Эти пузырьки, под воздействием нервного импульса, приходящего в нервное окончание, разрываются и изливают своё содержимое в синаптическую щель. Пузырьки образуются в теле нейрона, заполняются молекулами медиатора и транспортируются вдоль аксона к нервному окончанию.

Химическими посредниками в процессе передачи нервного импульса являются биологически активные вещества, выделяемые нервными окончаниями. Эти вещества называются нейромедиаторы (синоним – нейротрансмиттер). Для краткости можно употреблять термин медиаторы.

Медиаторы были открыты австрийским ученым Лёви в результате достаточно простого опыта. В физиологический раствор он поместил два изолированных сердца лягушек и соединил их между собой тонкой трубочкой. Раствор Рингера, перфузируемый в одно сердце, переходил во второе. При раздражении симпатического нерва первого сердца, второе также начинало сокращаться. Возникла гипотеза о том, что раздражение нервов влечёт появление в перфузате некоторых веществ, которые оказывают действие на другое сердце, подобное эффекту раздражения симпатического нерва.

Сначала были открыты адреналин и ацетилхолин. В настоящее время открыто более 30 медиаторов, среди которых норадреналин, серотонин, мелатонин, гистамин, дофамин, октопамин, АТФ, ГАМК, глицин, глутамат, аспартат, эндорфины, энкефалины, вазопрессин, окситоцин, вещество P. По химическому составу и механизму действия медиаторы сходны с гормонами. Подробнее медиаторы будут рассмотрены ниже.

Нейроны имеют биохимический аппарат, общий со всеми остальными живыми клетками, в том числе способность генерировать химическую энергию путём окисления пищеварительных веществ, а также восстанавливать и сохранять свою целостность. Нейроны обладают кроме того специфическими свойствами, которых лишены другие клетки и которые связаны с особой функцией нейронов как передатчиков нервных импульсов: необходимость в поддержании ионных градиентов, что требует большой затраты энергии, и свойства, связанные со способностью нейронов производить и выделять набор химических передатчиков – нейромедиаторов. В синапсах – микроскопических участках где тесно соприкасаются окончание одного нейрона и воспринимающая поверхность другого, приход импульса вызывает внезапное выделение молекул медиатора из окончания. Затем эти молекулы диффундируют через заполненную жидкостью щель между двумя клетками и воздействуют на специфические рецепторы постсинаптической мембраны, изменяя при этом электрическую активность воспринимающего нейрона.

За последние годы достигнуты значительные успехи в познании различных медиаторных веществ, в составлении карт, их распределении по мозгу и в выяснении молекулярных процессов синаптической передачи. Такими исследованиями установлено, что действие многих лекарственных веществ и нейротоксинов на поведение основано на их способности прерывать или модифицировать химическую передачу от нейрона к нейрону. В них есть также указания на то, что причинами психических болезней, возможно, окажутся в конечном счёте нарушения функции специфических медиаторных систем мозга.

Методика исследования функционального химизма мозга очень сложна, так как медиаторы содержатся в ничтожно малых количествах, ткань мозга структурно и химически очень сложна и выделить для исследования определённую медиаторную структуру нелегко. Одну из методик разработали В. Уиттейкер (V. Whittaker) и Э. де Робертис (E. de Robertis). При осторожном разрушении ткани мозга путём гомогенизации в растворе сахарозы многие нервные окончания отрываются от своих аксонов и образуют особые замкнутые частицы, названные «синаптосомами». Синаптосомы содержат механизмы синтеза, хранения, высвобождения и инактивации медиатора, связанные с нервным окончанием; центрифугированием можно очистить от других компонентов нейрона. Эта методика дала нейрохимикам возможность изучать механизмы синаптической передачи в пробирке.

Эти методики показали, что медиаторы, расположены не диффузно по всей ткани мозга, а в высшей степени локально в ограниченных центрах и путях – составлены карты для многих медиаторов. Например, многие клетки мозга, содержащие норадреналин сосредоточены в стволе и образуют скопление, известное как locus coeruleus. Аксоны этих нейронов сильно ветвятся и проецируются в различные области – гипоталамус, мозжечок и передний мозг. Норадреналиновые нейроны причастны к поддержанию бодрствования, к системе поощрения (центр удовольствия), к сновидениям и к регуляции настроения. Нейроны, содержащие моноамин дофамин сосредоточены в substantia nigra и в вентральной покрышку. Нейроны, содержащие дофамин посылают свои аксоны в передний мозг (эмоции) и в область полосатого тела (регуляция сложных движений). Деградация дофаминовых волокон в данной части мозга приводит к ригидности мышц и тремору, симптомам, характерным для болезни Паркинсона. Избыток дофамина в лимбической системе переднего мозга, возможно причастен к шизофрении.

ПРОЦЕСС ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ

Нейрохимики изучили не только молекулярную структуру и анатомическое распределение разных медиаторов, но и достигли больших успехов в понимании точной последовательности биохимических явлений, участвующих в синаптической передаче. Процесс химической передачи проходит ряд этапов: синтез медиатора, его накопление, высвобождение, взаимодействие с рецептором и прекращение действия медиатора. Каждый из этих этапов детально охарактеризован, и найдены препараты, которые избирательно усиливают или блокируют конкретный этап. Эти исследования позволили проникнуть в механизм действия психотропных лекарственных средств, а также выявить связь некоторых нервных и психических болезней со специфическими нарушениями синаптических механизмов:

Существуют разнообразные механизмы рецепции на молекулярном уровне.

Рецепторный белок аденилатциклаза активирует внутренний рецептор – протеинкиназу, что приводит к фосфорилированию белка. Завершается этот процесс изменением ионной проводимости мембраны.

Этот механизм участвует в опосредовании реакций на такие разные вещества как, например, биогенные амины.

СИНАПСЫ

Термин «синапс» из греческого языка, где он означает соединение.

Любое взаимодействие между 2 нервными клетками имеет 3 составляющие. Одна из них – клетка или её отросток, которые посылают сигналы, – пресинаптический компонент. Другая – клетка или ее отросток, которая принимает – постсинаптический компонент. И третья – посредник между первыми.

Типы синапсов.

Синапсы на типичном нейроне в головном мозгу являются либо возбуждающими либо тормозными, в зависимости от типа выделяющегося в них медиатора. Они различаются морфологически под электронным микроскопом: для возбуждающих синапсов характерны сферические пузырьки и сплошное утолщение постсинаптической мембраны (1-ый тип), а для тормозных – уплощённые пузырьки и несплошное утолщение мембраны (2-й тип). Синапсы можно также классифицировать по их расположению на поверхности воспринимающего нейрона – на теле клетки, на стволе или «шипике» дендрита, или на аксоне. Понятие синапс было введено в конце XIX века Ч. Шеррингтоном, который под этим термином понимал структуру, которая опосредует передачу сигнала от окончания аксона нервной клетки к эффектору – нейрону, мышечному волокну, секреторной клетке.

В зависимости от способа передачи выделяют химические, электрические и смешанные синапсы.

В электрических синапсах ПД пресинаптических окончаний обеспечивает деполяризацию постсинаптической мембраны. Морфологическую основу электрической передачи составляет высокопроводящий («низкоомный») щелевой контакт, для которого характерны тесное соприкосновение пре- и постсинаптической мембран (ширина синаптической щели 2-4 нм), большая площадь контакта этих мембран, наличие ультраструктур, снижающих электрическое сопротивление в области контакта.

Для электрической синаптической передачи характерны:

Наиболее распространены электрические синапсы у беспозвоночных и низших позвоночных. Электрические синапсы находятся между нервными клетками, однотипными по структуре и функциям.

В химическом синапсе нервный импульс вызывает освобождение из пресинаптических окончаний химического посредника – нейромедиатора, который диффундирует через синаптическую щель (шириной в 10-50 нм) и вступает во взаимодействие с белками-рецепторами постсинаптической мембраны, в результате чего генерируется постсинаптический потенциал. Химические синапсы являются преобладающими у млекопитающих.

Для химической передачи характерны:

Классификация: тормозные и возбуждающие; аксо-соматические, аксо-дендритные…; холинергические, адренергические, пуринергические, пептидергические и т. д.

Существует 2 типа химических синапсов:

Синаптические пузырьки. Высвобождение медиатора.

Исследования на нервно-мышечном соединении позволили нобелевскому лауреату Б. Катцу в 50-х годах XX столетия создать квантовую теорию синаптической передачи, согласно которой процесс освобождения нейромедиатора складывается из отдельных элементарных реакций, каждая из которых представляет собой выход одной порции («кванта») нейромедиатора.

Нейромедиатор хранится в синаптических пузырьках, окруженных мембраной толщиной 4-5 нм. Объем пузырьков примерно одинаков, их диаметр колеблется от 40 до 200 нм. В аксоплазме пузырьки распределены неравномерно и сосредоточены у выступающих в аксоплазму утолщений пресинаптической мембраны. Эти утолщения являются активными зонами, в них происходит слияние пузырьков с пресинаптической мембраной и высвобождение в синаптическую щель.

Высвобождение медиаторов вызывается деполяризацией пресинаптической мембраны с последующим открытием кальциевых каналов…

Синаптические пузырьки выполняют две важные функции – хранение медиатора и его высвобождение. Их жизненный цикл можно разделить на 4 стадии: биогенез, созревание, экзоцитоз-эндоцитоз и деградация.

Биогенез состоит из 2 этапов – образования в соме нейрона пустых синаптических пузырьков и аксонного транспорта этих мембранных образований в пресинаптическое окончание. Интегральные мембранные белки образуются в ЭР и далее поступают в аппарат Гольджи. Мембранные образования направляются в пресинаптическое окончание посредством системы быстрого аксонного транспорта, с участием белков микротрубочек – кинезинов.

Созревание синаптических пузырьков происходит в пресинаптическом окончании и включает 2 процесса: заполнение пузырька медиатором и прикрепление его к цитоскелету. В заполнении пузырька участвуют: электрогенный протонный насос, создающий градиент, ионные каналы (для Na+, K+ и Cl-), переносчики электронов и специфические белки-переносчики медиаторов. Также для созревания синаптических пузырьков необходимо их прикрепление к актиновым нитям цитоскелета и друг к другу, что осуществляет синапсин I, белок, соединенный с поверхностью пузырька.

Экзоцитоз обеспечивается тремя последовательными реакциями:

В процессе экзоцитоза задействованы белки мембраны синаптического пузырька: синаптобревин (VAMP), синаптотагмин (p65), поверхностный белок rab3, регулирующий стыковку и сцепление и обладающий свойствами ГТФ-азы, синаптофизин, образующий трансмембранную пору (вероятно). Также участвуют в экзоцитозе и белки пресинаптической мембраны. Это синтаксины (HPC-1) 1 A и 1В, способные взаимодействовать с синаптотагмином пузырьков, белок GAP-3 (нейромодулин) – регулятор секреции и SNAP-25, определяющий специфичность перемещений пузырька.

В процессе экзоцитоза, вероятно, сначала образуется комплекс вышеуказанных белков, а затем происходят конформационные изменения белков, способствующие слиянию мембран. Образуется пора, через которую содержимое пузырька поступает в синаптическую щель.

За экзоцитозом следует эндоцитоз синаптических пузырьков. Предполагается, что оно происходит путем встраивания мембраны пузырька в пресинаптическую мембрану с последующим отпочковыванием мембранного материала в цитоплазму и образованием так называемых окаймленных (покрытых клатрином) пузырьков.

После некоторого (пока неизвестного) количества циклов экзоцитоза-эндоцитоза мембранные компоненты синаптических пузырьков подвергаются деградации. Интегральные белки сначала возвращаются в тело нейрона в результате ретроградного аксонного транспорта, а поверхностные белки (синапсин I) метаболизируются в нервном окончании.

МЕДИАТОРЫ

Нейромедиатор (нейротрансмиттер, нейропередатчик) – это вещество, которое синтезируется в нейроне, содержится в пресинаптических окончаниях, высвобождается в синаптическую щель в ответ на нервный импульс, и действует на специальные участки постсинаптической клетки, вызывая изменения мембранного потенциала и метаболизма клетки.

Существует 4 типа медиаторов:

Классические медиаторы и их постсинаптическое действие.

АЦЕТИЛХОЛИН.

Основная локализация: медиальное ядро перегородки, диагональная связка, базальное гигантоклеточное ядро. Аксоны этих нейронов проецируются на гиппокамп, проходя через кору больших полушарий.

Холинергические системы участвуют в таких функциях как память, регуляция движения, уровень бодрствования (ретикулярная формация ствола мозга, базальные ганглии).

В спинном мозге ацетилхолин является нейромедиатором в синапсах, образуемых a-мотонейронами на клетках Реншоу. В вегетативной нервной системе АХ – медиатор во всем парасимпатическом отделе и в преганглионарных нервных окончаниях симпатического отдела.

НОРАДРЕНАЛИН.

Наряду с адреналином и дофамином относится к катехоламинам.

Локализация: в мосте (голубое пятно, латеральная ретикулярная формация моста), в продолговатом мозге и ядре одиночного тракта. Многочисленные (несколько сотен) нейроны голубого пятна образуют диффузные проекции большой протяженности, достигая практически всех отделов ЦНС – коры больших полушарий, лимбической системы, таламуса, гипоталамуса, спинного мозга.

В ЦНС, как правило, – тормозной медиатор (кора), реже – возбуждающий (гипоталамус). Является медиатором во всех постганглионарных симпатических окончаниях, за исключением потовых желез.

АДРЕНАЛИН.

У млекопитающих мало адреналиновых путей. Адреналин секретируется диффузно (в мозговом слое надпочечников) и выполняет, в первую очередь, роль гормона.

ДОФАМИН.

Локализуется в среднем мозге (черная субстанция, вентральная покрышка), обонятельной луковице, гипоталамусе и перивентрикулярной области продолговатого мозга.

СЕРОТОНИН.

Локализация: ядра шва в ростральной части моста, эти нейроны дают проекции к лимбической системе, базальным ганглиям, коре больших полушарий.

5-НТ (5-гидрокситриптамин) играет важную роль в регуляции эмоционального поведения, двигательной активности, пищевого поведения, сна, терморегуляции, участвует в контроле нейроэндокринных систем.

L-ГЛУТАМИНОВАЯ КИСЛОТА.

Является главным возбуждающим медиатором, локализуется во всех отделах ЦНС.

АСПАРАГИНОВАЯ КИСЛОТА.

Возбуждающий медиатор в среднем мозге, и в переднем и заднем столбе спинного мозга.

К обычным тормозным медиаторам головного мозга относится g-аминомасляная кислота (ГАМК), не входящая в состав белков. ГАМК вырабатывается исключительно в головном и спинном мозгу. Не менее трети (до 50%) синапсов головного мозга используют в качестве медиатора ГАМК. Например, для хореи Гентингтона – наследственного неврологического заболевания характерен специфический дефицит ГАМК в мозгу. Возникающие при этом непроизвольные движения с наступающим в среднем возрасте постепенным разрушением полосатого тела. Посмертные исследования показали, что в основе болезни лежит дефицит ГАМК.

ГЛИЦИН.

В спинном мозге опосредует постсинаптическое торможения активности мотонейронов, высвобождаясь из окончаний клеток Реншоу. Также является нейромедиатором в тормозных интернейронах промежуточного мозга и ретикулярной формации.

Является медиатором во всех синапсах, образуемых метасимпатическим отделом вегетативной нервной системы на гладких мышцах. Действие АТФ при этом опосредуется пуриновыми рецепторами, сопряженными с кальциевыми ионными каналами.

Аденозин играет роль нейромодулятора через метаботропные рецепторы. Оказывает главным образом тормозное влияние на ряд возбуждающих синапсов.

НЕЙРОМОДУЛЯТОРЫ, КОМЕДИАТОРЫ, НЕЙРОПЕПТИДЫ

Нейромодуляторы

Существуют «нейромодуляторы», не обладающие самостоятельным физиологическим действием, а модифицирующие эффект нейромедиаторов.

Действие нейромодуляторов имеет тонический характер – медленное развитие и большую продолжительность действия.

Происхождение – не обязательно нейронное, например, глия может синтезировать ряд нейромодуляторов.

Действие не инициируется нервным импульсом и не всегда сопряжено с эффектом медиатора.

Мишени: не только рецепторы на постсинаптической мембране, а разные участки нейрона, в том числе и внутриклеточные.

Существует 2 вида нейромодуляции:

Комедиаторы

Нейропептиды

За последние годы, после того как в мозге был обнаружен новый класс химических соединений – нейропептиды, число известных систем химических посредников в головном мозге резко возросло. Нейропептиды представляют цепочки из аминокислотных остатков (2-39). Многие из них локализованы в аксонных окончаниях. Нейропептиды отличаются от ранее идентифицированных медиаторов тем, что они организуют такие сложные явления как память, жажда, половое поведение и др. Например, соматостатин подавляет выделение гормона роста гипофизом, регулирует секрецию инсулина и глюкагона поджелудочной железой и функционирует в качестве медиатора в спинном и головном мозге.

ПРИНЦИПЫ ПЕРЕДАЧИ И ИХ СОВРЕМЕННЫЕ ДОПОЛНЕНИЯ

Принцип Дейла.

Согласно сформулированному в 30-е годы закону (принципу) Дейла, вещество, идентифицированное в качестве медиатора в одном синапсе, должно быть медиатором и во всех других синапсах, образованных тем же нейроном. Позднее выяснилось, что в одном нейроне может синтезироваться более 1 медиаторного вещества, что каждое пресинаптическое окончание может высвобождать более одного медиатора (нейропептиды, комедиаторы, нейромодуляторы), однако набор медиаторов для определенного типа нейронов постоянен.

Принцип Экклса

Медиатор, выделенный нервным окончанием определенного нейрона, всегда оказывает на одну и ту же постсинаптическую мембрану одинаковое действие – либо возбуждение, либо торможение, связанное с одним и тем же ионным механизмом. Однако это не совсем верно.

Современный принцип множественности медиаторного сигнала подразумевает следующее: характер синаптического действия определяется не химической природой медиатора, а природой рецепторов постсинаптической клетки, т.е. один и тот же медиатор может оказывать различное действие. То есть один и тот же медиатор может оказывать или возбуждающее или тормозящее действие в зависимости от рецептора. Одна постсинаптическая клетка может иметь более 1 типа рецепторов для данного медиатора и каждый из этих рецепторов способен контролировать разный механизм ионной проницаемости.

Объемная передача

Сейчас же эти классические представления о химической передаче сигналов в нервной системе существенно дополнены. Не так давно типичным химическим синапсом считалось нервно-мышечное соединение, морфофункциональная организация которого обеспечивает быструю передачу сигнала по «анатомическому адресу». В нервной системе часто можно найти системы, в которых передача происходит по «химическому адресу», т.е. ее специализированность определяется не морфологическим контактом пре- и постсинаптических структур, а тем обстоятельством, что специальные рецепторы находятся только на клетках-мишенях.

В последние годы в литературе находится много подтверждений, что межмедиаторное взаимодействие в ЦНС частично реализуется несинаптическим путём. Новый нейротрансмиттерный механизм получил название объёмной передачи. Он основан на медленной диффузии нейромедиаторов по межклеточному пространству и их действии на отдалённые от места выброса несинаптические рецепторы.

Например, в органах, имеющих в своём составе гладкую мышечную ткань мезенхимного типа, терминали нервных волокон заканчиваются не непосредственно на миоцитах, а между ними. И после поступления нервного импульса, медиатор распространяется диффузно, возбуждая сразу многие клетки. Такой механизм осуществляется в стенках кровеносных сосудов, трубчатых внутренних органов, а также в отдельных мелких мышцах (цилиарных). А высвобождение нейропептидов довольно часто происходит далеко от клетки-мишени.

Источник