Пресинаптическая мембрана
Cтраница 3
Установлено, что в механизме токсического действия ФОП и кар-баматов наряду с угнетением ацетилхолинэстеразы и нарушением биоэлектрической активности головного мозга существенную роль играют повышение возбудимости мотонейронов спинного мозга, необратимые нарушения ультраструктуры нервных волокон и нейроци-тов спинного мозга. Использование микроэлектродной техники позволило установить, что в нарушении нервно-мышечной передачи возбуждения определенное значение принадлежит неантихолинэсте-разным механизмам. При этом механизм воздействия ФОП и карба-матов на различные звенья мионеврального синапса неодинаков. Действие ФОП в токсических дозах обусловлено их влиянием как на функцию холинорецептора постсинаптической мембраны, так и на пресинаптические образования. Карбаматы нарушают процесс высвобождения медиатора пресинаптической мембраной двигательных нервных окончаний. Высокотоксичные ФОП и синтетические пирет-роиды изменяют функциональное состояние периферических аксонов уже в начальный период острой интоксикации. [31]
 |
Спонтанные миниатюрные постсинаптические потенциалы, зарегистрированные при помощи внутриклеточного микроэлектрода в мотонейроне изолированного спинного мозга котенка. [32] |
Удаление из перфузата ионов Са2 и особенно замена этих ионов на ионы Mg2 или Мп2, не влияя на спонтанное высвобождение квантов медиатора, прекращает высвобождение квантов медиатора нервными импульсами. Электрический компонент, отражающий возникновение потенциала действия в пресинаптическом окончании, не изменяется после удаления кальция из раствора. Напротив, медиаторный компонент полностью утрачивается. Таким образом, Са 2 является необходимым для процесса высвобождения медиатора нервным импульсом. При отсутствии Са 2 связь между деполяризацией пресинаптической мембраны и высвобождением медиатора ( электросекреторная связь) нарушается. Роль кальция в этом процессе связана с тем, что деполяризация, создаваемая нервными импульсами, приводит к активации потенциалзависимых кальциевых каналов пресинаптической мембраны. Ионы Са, поступая внутрь пресинаптического окончания, обеспечивают выход квантов медиатора в синаптическую щель. Ионы Mg и Мп, блокируя потенциалзависимые кальциевые каналы мембраны, нарушают процесс высвобождения медиатора даже при наличии ионов Са в среде, окружающей клетки. [33]
Нервный импульс ( возбуждение) передается по этой цепи комплексно - электрическим и химическим способами. Передача по аксону имеет электрическую природу, то есть в первом приближении аналогична передаче электрического тока по проводнику. В межнейронных, нервно-мышечных и нервно-рецепторных синапсах связь между разобщенными звеньями цепи нервной системы осуществляется при помощи химических веществ - передатчиков нервных импульсов или медиаторов. Медиаторы находятся в специальных пузырьках в области окончаний нервных волокон. Под влиянием поступающего по аксону импульса они выделяются в синаптическую щель через пресинаптическую мембрану ( мембрану перед синаптической щелью), возбуждают мембрану дендрита следующей нервной клетки или рецептора ( постсинаптическую мембрану) и обеспечивают таким образом прохождение нервного импульса дальше. [34]
Электронно-микроскопические исследования показали, что пресинаптические окончания всегда содержат синаптические пузырьки или везикулы, каждая из которых содержит один квант медиатора. Действительно, имеются убедительные биохимические данные, что вещества, рассматриваемые в качестве химических медиаторов, содержатся в синаптических пузырьках. Более того, расчеты количества медиатора, содержащегося в одном пузырьке, и количество молекул медиатора, необходимых для создания постсинаптического эффекта, аналогичного действию одного кванта, совпадают. Таким образом, совокупность имеющихся данных свидетельствует о том, что как спонтанные миниатюрные постсинаптические потенциалы, так и постсинаптические потенциалы обусловлены выходом в синаптическую щель медиатора, содержащегося в синаптических пузырьках. Этот процесс ( экзоцитоз) заключается в том, что пузырек, подойдя к внутренней поверхности мембраны пресинаптического окончания при наличии Са 2, сливается с пресинаптической мембраной. В результате происходит опорожнение пузырька в синаптическую щель. После спадения пузырька окружающая его мембрана включается в мембрану пресинаптического окончания, увеличивая его поверхность. В дальнейшем ( в результате процесса эндоцитоза) небольшие участки пресинаптической мембраны впячиваются внутрь, вновь образуя пузырьки, которые впоследствии снова способны включать медиатор и вступать в цикл его высвобождения. [36]
Еще один важный вопрос: имеется ли селективность или специфичность в отношении веществ, которые транспортируются, или любая молекула передается по аксону. Показано, что определенная степень специфичности имеет место: ацетилхолин при введении в цитоплазму не транспортируется в адренэргических нейронах, а холинэргические нейроны не проводят серотонин. Однако более вероятно, что такая селективность обусловлена не механизмом транспорта, а самими везикулами, содержащими медиатор, и это является еще одним аргументом в пользу везикулярного транспорта. То же самое приложимо к транспорту ферментов; допамин - - гидроксилаза специфически переносится катехоламинэргическими нейронами, потому что она способна встраиваться в катехоламинэргические везикулы. За исключением вышеперечисленных фактов в разных нейронах существенных различий в транспорте не обнаружено. Это касается и ретроградного транспорта; здесь также селективность механизма функционирования пресинаптической мембраны определяет специфичность транспорта. Адренэргические нейроны переносят только фактор роста нерва ( NGF) в ретроградном направлении, а в этом же направлении проходят нейротропические вирусы ( polyomyelitis, herpes), так как для них имеется центр связывания и система поглощения в нервном окончании. [37]
Удаление из перфузата ионов Са2 и особенно замена этих ионов на ионы Mg2 или Мп2, не влияя на спонтанное высвобождение квантов медиатора, прекращает высвобождение квантов медиатора нервными импульсами. Электрический компонент, отражающий возникновение потенциала действия в пресинаптическом окончании, не изменяется после удаления кальция из раствора. Напротив, медиаторный компонент полностью утрачивается. Таким образом, Са 2 является необходимым для процесса высвобождения медиатора нервным импульсом. При отсутствии Са 2 связь между деполяризацией пресинаптической мембраны и высвобождением медиатора ( электросекреторная связь) нарушается. Роль кальция в этом процессе связана с тем, что деполяризация, создаваемая нервными импульсами, приводит к активации потенциалзависимых кальциевых каналов пресинаптической мембраны. Ионы Са, поступая внутрь пресинаптического окончания, обеспечивают выход квантов медиатора в синаптическую щель. Ионы Mg и Мп, блокируя потенциалзависимые кальциевые каналы мембраны, нарушают процесс высвобождения медиатора даже при наличии ионов Са в среде, окружающей клетки. [38]
В электрических синапсах ширина синаптической щели составляет всего 2 - 4 им, что значительно меньше, чем в химических синапсах. Особенно важным является то, что в таких синапсах через синаптическую щель перекинуты мостики, образованные белковыми частицами. Они представляют собой своеобразные каналы шириной 1 - 2 нм, пронизывающие пре - и постсинаптическую мембраны синапса. Благодаря существованию таких каналов, размеры которых позволяют переходить из клетки в клетку неорганическим ионам и даже небольшим молекулам, электрическое сопротивление в области такого синапса ( получившего название щелевого или высокопроницаемого контакта) оказывается очень низким. Это позволяет пресинаптическому току распространяться на постсинаптическую клетку без угасания. Поэтому механизм работы электрического синапса сходен в общих чертах с механизмом распространения волны деполяризации по нервному или мышечному волокну. Важно подчеркнуть, что в электрическом синапсе генератор постсинаптического тока находится в пресинаптической мембране, где возникает активный процесс - потенциал действия. Из нее он пассивно ( электротонически) распространяется на мембрану постсинаптической клетки. Поэтому синапсы с электрическим механизмом передачи часто обозначают как электротонические. [40]
Электронно-микроскопические исследования показали, что пресинаптические окончания всегда содержат синаптические пузырьки или везикулы, каждая из которых содержит один квант медиатора. Действительно, имеются убедительные биохимические данные, что вещества, рассматриваемые в качестве химических медиаторов, содержатся в синаптических пузырьках. Более того, расчеты количества медиатора, содержащегося в одном пузырьке, и количество молекул медиатора, необходимых для создания постсинаптического эффекта, аналогичного действию одного кванта, совпадают. Таким образом, совокупность имеющихся данных свидетельствует о том, что как спонтанные миниатюрные постсинаптические потенциалы, так и постсинаптические потенциалы обусловлены выходом в синаптическую щель медиатора, содержащегося в синаптических пузырьках. Этот процесс ( экзоцитоз) заключается в том, что пузырек, подойдя к внутренней поверхности мембраны пресинаптического окончания при наличии Са 2, сливается с пресинаптической мембраной. В результате происходит опорожнение пузырька в синаптическую щель. После спадения пузырька окружающая его мембрана включается в мембрану пресинаптического окончания, увеличивая его поверхность. В дальнейшем ( в результате процесса эндоцитоза) небольшие участки пресинаптической мембраны впячиваются внутрь, вновь образуя пузырьки, которые впоследствии снова способны включать медиатор и вступать в цикл его высвобождения. [41]
Страницы: 1 2 3