Строение и функция мотонейронов. Синапс. Синаптическая передача. Медиаторы

Мотонейрон состоит из сомы и отростков. Сома располагается в передних рогах серого вещества спинного мозга и выполняет трофическую функцию. От сомы отходят короткие разветвленные отростки – дендриты, воспринимающие информацию. Аксон – длинный отросток нервной клетки (до 1м) подходит к мышце, соединяется посредством синапса с каждым мышечным волокном, входящим в состав ДЕ для передачи возбуждения.

Аксон мотонейрона покрыт слоем миелина (веществом, выполняющим функцию изолятора) с перерывами через каждые 1 - 2 мм, образуя перехваты Ранвье. Распространение МПД по миелиновым волокнам имеет ряд особенностей: возбуждение распространяется скачкообразно - сальтаторно, с высокой скоростью, экономично. У человека импульс от мотонейрона со скоростью 100-120 м/с проводится к мышце и через 0,01 с вызывает сокращение пальцев ноги. Внутри мышцы аксон ветвится и образует концевые веточки, каждая веточка подходит к одному мышечному волокну.

Место контакта мотонейрона и мышечного волокна называется синапс. В синапсе различают три элемента: пресинаптическую мембрану, синаптическую щель и постсинаптическую мембрану. Передача возбуждения через синапс происходит при участии химических веществ – медиаторов. Медиатором в нервно-мышечных синапсах является ацетилхолин (АХ). Ацетилхолин синтезируется в соме мотонейрона и накапливается в пузырьках (везикулах) окончания аксона. При передаче возбуждения изменяется проницаемость пресинаптической мембраны, медиатор диффундирует через синаптическую щель и образует комплекс с Н- холинорецепторами постсинаптической мембраны (на мышечных волокнах скелетных мышц). В результате открываются натриевые каналы, что приводит к деполяризации мышечных волокон и их сокращению.

Медиатор высвобождается квантами, пропорционально числу импульсов мотонейрона, что приводит мышечные волокна всей ДЕ в состояние деполяризации и вызовет механическую реакцию – сокращение (рис.8). Проведение возбуждения через синапс в отличие от нервных волокон характеризуется рядом особенностей: возбуждение проводится в одном направлении (односторонне), что обусловлено строением синапса; передача возбуждения осуществляется медленнее, чем по нервному волокну (синаптическая задержка до 0,5мс); при участии химического посредника – медиатора.

Далее рецепторы освобождаются: фермент холинэстераза разрушает комплекс АХ-холинорецептор и восстанавливается МПП мышечного волокна. При продолжительной физической работе может наступить пресинаптический нервно-мышечный блок (запасы медиатора исчерпаны) или постсинаптический блок (фермент не успевает разрушить Ах, рецепторы заблокированы и т.д.). Оба типа блока вызывают снижение сократительной способности мышц и являются периферическим звеном в механизме развития утомления при мышечной деятельности.