Синаптическая передача. Механизм распространения возбуждения, который мы рассмотрели, присущ непрерывной возбудимой мембране

Механизм распространения возбуждения, который мы рассмотрели, присущ непрерывной возбудимой мембране, принадлежащей отдельной клетке. Функциональный межклеточный контакт, обеспечивающий переход возбуждения с одной клетки на другую, получил название синапса (от греч. глагола "синапто" – смыкать).

Существует два принципиально различных типа синапса – электрические и химические.

Электрическая синаптическая передача возможна только при очень тесном соприкосновении взаимодействующих клеток – при расстоянии между ними не более 10-20 нанометров (часто 2-4 нм). В этом случае развитие ПД на мембране одной клетки приводит за счет возникновения локальных токов к деполяризации мембраны другой клетки, которая может оказаться выше порога генерирования ПД. Большое значение для осуществления электрической передачи нервного импульса имеет существование в области синапса особых межклеточных контактов – щелевых контактов (нексусов). При этом в каждой из двух соседних мембран находятся регулярно расположенные коннексоны (канальные белки с большим диаметром канала и, соответственно, высокой проводимостью для ионов, и даже более крупных молекул с молекулярной массой до 1000). Такие контакты обычны для ЦНС, миокарда и гладкой мускулатуры, где связанные щелевыми контактами клетки образуют функциональный синцитий (возбуждение переходит от одной клетки к другой очень быстро и без заметного снижения амплитуды потенциала действия на границе). Щелевые контакты регулируемы, они могут закрываться при снижении рН или повышении концентрации Са²⁺ (повреждение клеток или глубокие нарушения обмена). За счет такого механизма пораженные места изолируются от остальной части синцития, и распространение патологии ограничивается (инфаркт миокарда).

Химическая синаптическая передачаосуществляется с помощью химических веществ-посредников (медиаторов). В этом случае расстояние между взаимодействующими клетками в области контакта (ширина синаптической щели) больше. Электрическое поле затухает в пределах синаптической щели и не может деполяризовать постсинаптическую мембрану. Отсюда возникает необходимость химического посредника.

Деполяризация пресинапса приводит к изменению проницаемости пресинаптической мембраны для медиатора, медиатор выбрасывается в синаптическую щель, диффундирует через нее и взаимодействует с белками-рецепторами постсинаптической мембраны. Изменение конформации белков-рецепторов при образовании комплекса "рецептор-медиатор" приводит к открытию на мембране специфических химиочувствительных ионных каналов, протекающие через которые ионные токи изменяют мембранный потенциал на мембране. В зависимости от направления изменения трансмембранного потенциала химические синапсы могут быть возбуждающими (деполяризация постсинаптической мембраны) или тормозными (гиперполяризация ПСМ). В случае возникновения ВПСП (возбуждающего постсинаптического потенциала) он с затуханием декрементом распространяется по постсинаптической мембране и может вызвать возникновение ПД на возбудимых участках мембраны принимающей сигнал клетки, если он превышает пороговый уровень.

Более детальные сведения о механизме химической синаптической передачи вы найдете в учебнике В.О. Самойлова "Медицинская биофизика" (гл. 11, § 5). Этот вопрос будет также обсуждаться на практическом занятии.