IX. БИОФИЗИКА СИНАПТИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ

Общие положения

Различают несколько видов синаптической передачи (синапсов):

1. Электрические синапсы.

2. Химический синапс.

3. Смешанные синапсы.

Их функция обеспечить (возбуждающие синапсы) или предотвратить (тормозные синапсы) передачу нервного импульса с одного электровозбудимого объекта (нейрон – нейрон, нейрон-мышца) на другой.

Критерием дифференцировки синапсов являются их отличия касательно электрофизиологических свойств, морфологических характеристик, фармакологической регуляции.

А. Электрофизиологические свойства:

1. Наличие электрической связи между клетками

Для электрического синапса (Э.С.) она обеспечивает зависимость тока входящего направления через мембрану пресинаптической клетки от:

и равна » 0,1-0,5 (определяется RC-t-мембран);

Для химического синапса (Х.С.) » 0.

2. Величина синаптической задержки (интервал между началом пресинаптического ПД и постсинаптической деполяризацией):

Для Х.С. он равен 0,2 и выше (до 0,8-100)мс.

Для Э.С. = 0,1 мс. (зависит от RC-t-мембран).

3. Зависимость постсинаптического потенциала (ПСП) от исходного уровня мембранного потенциала (Vм):

Для Э.С. – нет зависимости, так как ПСП определяется V_{пресинапт.} и коэффициентом передачи.

Для Х.С. – есть и величина тока I_i через постсинаптическую мембрану равна:

,

где: V_i и V_m – уровни ПСП и исходного мембранного потенциала

Б. Морфологические характеристики:

Э.С. отличает малая ширина синаптической щели (100 нм), наличие специализированных структур щелевых контактов. В их состав входят особые каналы, проницаемы для низкомолекулярных веществ (1-2 кД). Щелевые контакты получили название высокопроницаемых контактов (ВПК). Они чувствительны к механическому разобщению из-за удаления ионов кальция из раствора, алкалоза, действия гипертонического раствора.

Химический синапс представляет особую структуру, в состав которой входят пре- и постсинаптическая мембраны (толщина мембран 4-5нм) и синаптическая щель (100-150мкм). Пример-двигательная пластинка нервно-мышечной синаптической передачи. Зона активного контакта концевой пластинки -1,5 мкм. Аксоплазма имеет синаптические пузырьки диаметром 50нм.

В. Фармакологические критерии:

Э.С. – не чувствительны к замене Са²⁺ на Mg²⁺, Со²⁺.

Х.С. – чувствительны к действию медиаторов и их метаболизму, уровню ионов кальция.