Химические синапсы: общие сведения
Окончания аксонов вблизи дендритов или тела другого нейрона образуют луковицеобразные утолщения, называемые синаптическими бляшками .
Мембрана синаптической бляшки в области самого синапса утолщена в результате уплотнения цитоплазмы и образует пресинаптическую мембрану . Мембрана дендрита в области синапса тоже утолщена и образует постсинаптическую мембрану . Эти мембраны разделены промежутком - синаптической щелью шириной 10 - 50 нм.
При поступлении потенциала действия к окончанию аксона в химических синапсах выделяется вещество, которое вызывает возбуждение или торможение в мембране постсинаптической клетки.
Потенциал мембраны одной клетки не является статическим состоянием, а основывается на энергетически зависимом динамическом равновесии. Это равновесие поддерживают входящий и выходящий ионные токи. Но если имеющиеся ионные каналы открываются или закрываются при помощи химических веществ, то изменяются равновесие токов и, тем самым, потенциал мембраны.
Химический синапс также передает электрический сигнал от пресинаптического на постсинаптический нейрон . Для этого ему нужны механизмы, изменяющие потенциал мембраны постсинаптической клетки. Так как потенциал покоя мембраны каждой клетки определяется равновесием между различными ионными токами, оно легко нарушается, если определенный вид ионов вдруг будет лучше диффундировать через клеточную мембрану вследствие своего электрохимического градиента. Если, например, мембрана клетки стала вдруг более проницаема для ионов Na+, то они вследствие электрохимического градиента начинают входить в клетку. В результате потенциал мембраны становится позитивнее, т.е. происходит деполяризация мембраны клетки . Как раз это и происходит на постсинаптической мембране синапса благодаря тому, что химические вещества-переносчики ( нейротрансмиттеры ) высвобождаются в пресинаптической области и открывают па постсинаптической мембране ионные каналы.
Таким образом, изменение возможности проводимости определенных ионов через постсинаптическую мембрану является основой функции химических синапсов. Ионные токи изменяют потенциал мембраны постсинаптической клетки, и эти изменения называют постсинаптическими потенциалами .
Так как в формировании потенциала покоя мембраны участвуют многие ионы, равновесие может нарушаться посредством изменений проводимости различных ионов. Так, например, при дополнительном выходящем токе ионов К+ или при входящем токе ионов Сl- может увеличиваться потенциал покоя мембраны, это означает что она гиперполяризуется. Гиперполяризация мембраны - противоположность возбуждения, т.е. определенные химические процессы на постсинаптической мембране могут вызывать торможение нейрона. В этой возможности можно видеть существенное эволюционное преимущество химических синапсов перед электрическими синапсами .
Совершенно очевидно, что очень коротко представленные в этом разделе химические процессы могут быть модифицированы посредством других, опять-таки химических, веществ. Это происходит при помощи независимых соединений - нейромодуляторов .
Химические процессы в синапсе открывают широкие возможности для фармакологической регуляции и являются предметом многочисленных исследований с целью поиска эндогенных соединений, способных модифицировать в заданном направлении синаптическую передачу. И действительно, действие многих медикаментов основывается на влиянии на синаптическое проведение. Это относится не только к психотропным и наркотическим веществам . Многие другие, например, понижающие давление ( гипотензивные ) средства, также действуют опосредованно через синапсы. Кроме того, многие яды растительного и животного происхождения направленно воздействуют на химический синапс.
Необходимо подчеркнуть, что нейротрансмиттеры , наряду с их прямыми задачами, имеют другое важное значение в передаче информации: во время нейроонтогенеза (зародышевого и раннего развития до года) они играют важнейшую роль при организации церебральных структур.
Так как большинство соединений с наркотическим действием влияет на функцию нейротрансмиттеров ( табл. 21.1 и табл. 21.2 ), то их употребление в том или ином виде женщиной во время беременности или грудного вскармливания имеет негативные последствия для нейроонтогенеза.
