Синапс — что это такое, их виды и функции

Содержание

История изучения

Впервые гипотеза о существовании электрических синапсов была выдвинута в начале XX века Камилло Гольджи и Йозефом Герлахом. Однако после открытия химических синапсов существование электрических синапсов считалось недостоверным, и до середины XX века главенствовало мнение, что передача потенциала действия между нейронами осуществляется исключительно посредством химических синапсов. Тем не менее, в 1959 году Дэвид Поттер и Эдвин Фершпан убедительно доказали существование электрических синапсов на примере гигантского аксона и аксоном моторного нейрона в брюшной нервной цепочке рака.

Гладкие мышцы

Гладкие мышцы — это мышцы, формирующие слой стенок полых внутренних органов. Они построены из веретенообразных одноядерных мышечных клеток без поперечной исчерченности за счет хаотичного расположения миофибрилл.

Особенности гладких мышц:

• Иннервируются волокнами вегетативной нервной системы (ВНС);
• Обладают низкой возбудимостью:
• Обладают низкой величиной МП (мембранного потенциала) — -50 — -60 мВ из-за более высокой проницаемости для ионов Na+
• ПД (потенциал действия) отличается меньшей амплитудой и большей длительностью. Он формируется в основном за счет ионов Ca2+
• Медленная проводимость:

Клетки в гладких мышцах функционально связаны между собой посредством щелевидных контактов — нексусов, которые имеют низкое электрическое сопротивление. За счет этих контактов ПД распространяется с одного мышечного волокна на другое, охватывая большие мышечные пласты, и в реакцию вовлекается вся мышца.

Сократимость:

Гладкие мышцы способны осуществлять относительно медленные ритмические и длительные тонические сокращения.

Медленные ритмические сокращения обеспечивают перемещение содержимого органа из одной области в другую.

Длительные тонические сокращения, особенно сфинктеров полых органов, препятствуют выходу из них содержимого.

Пластичность:

Это способность сохранять приданную им при растяжении или деформации форму. Благодаря пластичности гладкая мышца может быть полностью расслаблена как в укороченном, так и в растянутом состоянии.

Автоматия:

Особенность гладких мышц, отличающая их от скелетных. Благодаря автоматии гладкие мышцы могут сокращаться в условиях отсутствия иннервации. Важную роль в этом играет растяжение.

Растяжение является адекватным раздражителем для гладкой мускулатуры. Сильное и резкое растяжение гладких мышц вызывает их сокращение.

Сравнительная характеристика скелетных и гладких мышц:

Медиаторы синапса

Медиатор (от латинского Media — передатчик, посредник или середина). Такие медиаторы синапса очень важны в процессе передачи нервного импульса.

Морфологическое различие тормозного и возбуждающего синапса заключается в том, что они не имеют механизм освобождения медиатора. Медиатор в тормозном синапсе, мотонейроне и другом тормозном синапсе считается аминокислотой глицином. Но тормозной или возбуждающий характер синапса определяется не их медиаторами, а свойством постсинаптической мембраны. К примеру, ацетилхолин дает возбуждающее действие в нервно-мышечном синапсе терминалей (блуждающих нервов в миокарде).

Ацетилхолин служит возбуждающим медиатором в холинэргических синапсах (пресинаптическую мембрану в нем играет окончание спинного мозга мотонейрона), в синапсе на клетках Рэншоу, в пресинаптическом терминале потовых желез, мозгового вещества надпочеников, в синапсе кишечника и в ганглиях симпатической нервной системы. Ацетилхоли-нестеразу и ацетилхолин нашли также во фракции разных отделов мозга, иногда в большом количестве, но кроме холинэргического синапса на клетках Рэншоу пока не смогли идентифицировать остальные холинэргические синапсы. По словам ученых, медиаторная возбуждающая функция ацетилхолина в ЦНС весьма вероятна.

Когда завершают свою функцию медиаторы синапса, катехоламин поглощается пресинаптическим нервным окончанием, при этом включается трансмембранный транспорт. Во время поглощения медиаторов синапсы находятся под защитой от преждевременного истощения запаса на протяжении долгой и ритмичной работы.

Функции

Морской заяц Aplysia californica выпускает чернила в качестве защитной реакции. Она опосредована электрическими синапсами

Простота устройства электрических синапсов позволяет им проводить сигнал очень быстро, однако они участвуют лишь в простых поведенческих реакциях, в отличие от более сложно устроенных химических синапсов. Поскольку для передачи сигнала через электрический синапс не нужно связывание рецептора с сигнальной молекулой-лигандом, при работе электрических синапсов не происходит задержки, которая у химических синапсов может составлять от 0,5 до 4 миллисекунд. Однако у млекопитающих различия в скоростях проведения сигнала электрическим и химическим синапсом не различаются так сильно, как у холоднокровных животных. Благодаря высокой скорости проведения сигнала электрическим синапсам несколько соседних нейронов развивают потенциал действия практически одновременно. Ответ постсинаптического нейрона имеет тот же знак, что и изменения в пресинаптическом нейроне. Так, деполяризация пресинаптической мембраны всегда вызовет деполяризацию постсинаптической мембраны, то же самое имеет место для . Как правило, ответ постсинаптического нейрона меньше, чем амплитуда исходного сигнала; это обусловлено сопротивлением пре- и постсинаптической мембран. Электрические синапсы имеют сравнительно низкую утомляемость и очень устойчивы к изменениям внешней и внутренней среды. Обычно сигнал может проходить через электрические синапсы в обоих направлениях, однако из этого правила есть исключения. Иногда в ответ на деполяризацию в мембране аксона открываются потенциалзависимые ионные каналы, которые не дают сигналу распространяться в обоих направлениях. Имеются свидетельства своего рода «пластичности» электрических синапсов, то есть электрическая связь между двумя нейронами может ослабляться или усиливаться в зависимости от активности синапса или при изменении внутриклеточной концентрации магния.

Строение синапса

Все синапсы имеют свойство обладать одинаковым строением, в котором ученые, как правило, научились различать пресинаптическую (по определению ею именуется нервное окончание одной из контактирующих клеток) и постсинаптическую (согласно терминологии из курса биологии под данным понятием воспринимают ту часть другой клетки, к которой направляется синаптическое окончание первой клетки) мембраны и разделяющую их синаптическую щель (это есть ни что иное, как пространство между мембранами двух клеток). 

Стоит отметить, что пресинаптическая мембрана наиболее часто бывает сформирована крайней веточкой аксона (в более редких случаях пресинаптическая мембрана может быть образована телом или дендритом) одного нейрона, а постсинаптическая мембрана — телом или дендритом иного нейрона (в более редких случаях — аксоном). 

Одним из важных компонентов синапса являются пузырьки (везикулы), которые расположены в отростке перед пресинаптической мембраной. Они содержат физиологически активные вещества — медиаторы (нейромедиаторы). 

Проходящее по аксону возбуждение активизирует стимулирование выброса медиатора из пузырька, а, оказавшись в синаптической щели, как известно, медиатор, в свою очередь, непосредственно воздействует на постсинаптическую мембрану дендрита, вызывая в ней таким образом возникновение возбуждения. 

Импульс посредством проведения через синапс может быть осуществлён только в одном направлении, а именно в направлении с пресинаптической оболочки на постсинаптическую.

В данном разделе существует ещё одно очень важное понятие — синоптическая задержка. Она выражается в наличии более низкой скорости прохождения нервного импульса непосредственно через синапс, если сравнивать показатели данной скорости с показателями скорости прохождения нервного импульса по нервному волокну

Кроме представленных в описании ранее (химических синапсов), существуют также и электрические синапсы, которые по своей природе, как правило, наиболее характерны не только для сердца, гладких мышц, секреторных клеток, но и имеют место быть в ЦНС, в некоторых ядрах ствола головного мозга. Немаловажным аспектом электрических синапсов является следующий признак: по сравнению с химическими синапсами, в электрических синапсах щель уже и электрический импульс проводятся через коннексоны (под данным определением подразумеваются специальные каналы белковой природы) в обе стороны без синаптической задержки. 

Классификации синапсов

Основные элементы электрического синапса (эфапса): а — коннексон в закрытом состоянии; b — коннексон в открытом состоянии; с — коннексон, встроенный в мембрану; d — мономер коннексина, е — плазматическая мембрана; f — межклеточное пространство; g — промежуток в 2-4 нанометра в электрическом синапсе; h — гидрофильный канал коннексона

По механизму передачи нервного импульса

• химический — это место близкого прилегания двух нервных клеток, для передачи нервного импульса через которое клетка-источник выпускает в межклеточное пространство особое вещество, нейромедиатор, присутствие которого в синаптической щели возбуждает или затормаживает клетку-приёмник.
• электрический (эфапс) — место более близкого прилегания пары клеток, где их мембраны соединяются с помощью особых белковых образований — коннексонов (каждый коннексон состоит из шести белковых субъединиц). Расстояние между мембранами клетки в электрическом синапсе — 3,5 нм (обычное межклеточное — 20 нм). Так как сопротивление внеклеточной жидкости мало (в данном случае), импульсы через синапс проходят не задерживаясь. Электрические синапсы обычно бывают возбуждающими.
• смешанные синапсы — пресинаптический потенциал действия создает ток, который деполяризует постсинаптическую мембрану типичного химического синапса, где пре- и постсинаптические мембраны не плотно прилегают друг к другу. Таким образом, в этих синапсах химическая передача служит необходимым усиливающим механизмом.

Наиболее распространены химические синапсы. Для нервной системы млекопитающих электрические синапсы менее характерны, чем химические.

По местоположению и принадлежности структурам

• периферические
  • нервно-мышечные
  • нейросекреторные (аксо-вазальные)
  • рецепторно-нейрональные
• центральные
  • аксо-дендритические — с дендрит

    аксо-шипиковые — с дендритными шипиками, выростами на дендритах;

    ами, в том числе

  • аксо-соматические — с телами нейронов;
  • аксо-аксональные — между аксонами;
  • дендро-дендритические — между дендритами;

Различные варианты расположения химических синапсов

По нейромедиатору

• аминергические, содержащие биогенные амины (например, серотонин, дофамин

  в том числе адренергические, содержащие адреналин или норадреналин;

  );

• холинергические, содержащие ацетилхолин;
• пуринергические, содержащие пурины;
• пептидергические, содержащие пептиды.

При этом в синапсе не всегда вырабатывается только один медиатор. Обычно основной медиатор выбрасывается вместе с другим, играющим роль модулятора.

По знаку действия

• возбуждающие
• тормозные.

Если первые способствуют возникновению возбуждения в постсинаптической клетке (в них в результате поступления импульса происходит деполяризация мембраны, которая может вызвать потенциал действия при определённых условиях), то вторые, напротив, прекращают или предотвращают его появление, препятствуют дальнейшему распространению импульса. Обычно тормозными являются глицинергические (медиатор — глицин) и ГАМК-ергические синапсы (медиатор — гамма-аминомасляная кислота).

Тормозные синапсы бывают двух видов:
1) синапс, в пресинаптических окончаниях которого выделяется медиатор, гиперполяризующий постсинаптическую мембрану и вызывающий возникновение тормозного постсинаптического потенциала;
2) аксо-аксональный синапс, обеспечивающий пресинаптическое торможение.

В некоторых синапсах присутствует постсинаптическое уплотнение — электронно-плотная зона, состоящая из белков. По её наличию или отсутствию выделяют синапсы асимметричные и симметричные. Известно, что все глутаматергические синапсы асимметричны, а ГАМКергические — симметричны.

В случаях, когда с постсинаптической мембраной контактирует несколько синаптических расширений, образуются множественные синапсы.

К специальным формам синапсов относятся шипиковые аппараты, в которых с синаптическим расширением контактируют короткие одиночные или множественные выпячивания постсинаптической мембраны дендрита. Шипиковые аппараты значительно увеличивают количество синаптических контактов на нейроне и, следовательно, количество перерабатываемой информации. «Не-шипиковые» синапсы называются «сидячими». Например, сидячими являются все ГАМК-ергические синапсы.

Восстанавливаются ли нервные клетки?

Долгое время считалось, что нервные клетки не восстанавливаются. Однако учёные из Каролинского института выяснили, что в день образуется до 700 нейронов. Новые нервные клетки формируются из стволовых клеток. Эти клетки отвечают за созревание мозга плода в утробе матери.

Не восстанавливаются нервные окончания, и поэтому человек теряет способность ходить при серьезных повреждениях спинного мозга.

Мы можем помочь сами себе в восстановлении нервных клеток. Для этого решайте сложные задачи, принимайте решения, находите выход из непростых ситуаций. Это стимулирует работу мозга и заставляет нервные клетки быстрее восстанавливаться.

Поиск закупки

«Синапс» бесплатный поиск тендеров это возможность найти интересующие вас закупочные аукционы без оплаты ежемесячной подписки на аналитические инструменты сервиса. Осуществить эту процедуру можно также без предварительной регистрации, поэтому пользоваться главным преимуществом агрегатора аукционов может любой желающий.

В наличии имеются разные способы реализации поиска. Это поиск тендеров по площадкам, заказчикам, регионам, отраслям и торговым площадкам. Чтобы выбрать интересующее вас направление, достаточно навести курсор на пункт соответствующего раздела.

Чем удобны разные направления:

• поиск по регионам позволяет находить закупки в том или ином регионе РФ. При переходе в раздел вас встретит внушительный список субъектов, а при прокрутке страницы вниз — детальная статистическая аналитика закупочной активности регионов. Раздел удобен для тех, кто желает работать в определенном регионе, или ищет наиболее перспективные и развивающиеся субъекты РФ;
• поиск по отраслям содержит детальный список разделов и категорий товаров, требующихся к поставке. Если ваша организация специализируется на конкретном типе товара, то этот вариант поиска наиболее удобен. Внизу страницы вас также ожидает подробная аналитика со статистическими данными и текущими потребностями рынка;
• поиск по площадкам позволяет отыскать аукционы на конкретных закупочных площадках, с которых «Синапс» собирает данные. Доступно более сотни различных площадок, поэтому поиск будет удобен для тех пользователей, которые уже имеют активную регистрацию и опыт работы с некоторыми из них. Статистика внизу страницы позволит определить перспективные места проведения аукционов, и скорректировать стратегию своей работы;
• поиск по заказчикам позволяет искать предложения от крупнейших компаний, производящих закупки на регулярной основе. В списке доступны как государственные и муниципальные предприятия, так и коммерческие организации. Также доступна статистическая аналитика с подробными данными;
• поиск по запросам позволит определить наиболее часто запрашиваемые направления для поставок и скорректировать свою деятельность, опираясь на тенденции рынка. Аналитика запросов отлично иллюстрирует развитие спроса на тот или иной тип товаров или услуг.

После того как вы запустите поиск по одному из вышеуказанных направлений, вам откроется страница с результатами. Список проводимых закупочных аукционов располагает всей необходимой информацией, а при переходе к конкретному тендеру открываются подробные данные.

Синапсы и нейронные сети

Синапсы, устанавливая связи между проводящими нервными волокнами, обеспечивают возникновение и поддержание в рабочем состоянии нейронных цепей. Соединяясь и переплетаясь, они образуют сложные нейронные сети, по которым с огромной скоростью проносятся электрические импульсы.

По последним научным данным, только в коре головного мозга функционирует около 100 млрд нейронов. Каждый из них способен иметь до 10 000 синапсов, то есть связей с другими нервными клетками. И они могут обмениваться сигналами со скоростью 100 м/сек. Представляете, какой объем информации циркулирует в нашей нервной системе?

Результаты недавних исследований американских нейрофизиологов позволяют утверждать, что потенциальный объем памяти головного мозга человека измеряется петабайтами. 1 петабайт – 1015 байт или 1 миллион гигабайт. И это сопоставимо с объемом информации, циркулирующей во всемирном интернет-пространстве. Поэтому когда не слишком радивый студент говорит, что у него распухла голова от полученных знаний и ничего больше туда впихнуть он не может, то стоит в этом усомниться.

Связь с электрическими синапсами

Электрический синапс представляет собой электрический проводящая связь между двумя примыкающими нейронами , которая образуются при узком зазоре между пре- и постсинаптическими клетками , известными как щелевые контактами . В щелевых соединениях клетки приближаются друг к другу на расстояние примерно 3,5  нм , а не на расстояние от 20 до 40 нм, которое разделяет клетки в химических синапсах. В отличие от химических синапсов, постсинаптический потенциал в электрических синапсах вызывается не открытием ионных каналов химическими передатчиками, а скорее прямым электрическим взаимодействием между обоими нейронами. Электрические синапсы быстрее химических. Электрические синапсы обнаруживаются по всей нервной системе, в том числе в сетчатке , ретикулярном ядре таламуса , неокортексе и в гиппокампе . В то время как химические синапсы обнаруживаются как между возбуждающими, так и тормозящими нейронами, электрические синапсы чаще всего встречаются между меньшими локальными тормозными нейронами. Электрические синапсы могут существовать между двумя аксонами, двумя дендритами или между аксоном и дендритом. У некоторых рыб и земноводных электрические синапсы можно обнаружить в том же конце химического синапса, что и в клетках Маутнера .

Русские писатели XVIII века

Какие же писатели творили в XVIII веке, формируя русскую литературную традицию, помимо уже упомянутых Тредиаковского и Ломоносова?

Значительное место в русской литературе занимает творчество Гавриила Романовича Державина, государственного деятеля и тайного советника. Как и несколько других авторов, он является одним из основоположников русской классической литературы.

Замечание 2

Творчество Державина называют вершиной русского классицизма.

Главным объектом изучение для Державина является человек, во многих своих одах он ставит философский вопрос смысла жизни. Предназначение поэта Державин видел в том, чтобы прославлять великие поступки и порицать дурные. К примеру, в своей оде «Фелица» он прославляет Екатерину II и олицетворяемую ею просвещённую монархию.

Политика Екатерины II положительно повлияла на развитие российских науки и искусства. Во время её правления появились первые университеты, библиотеки и открытые музеи.

Замечание 3

А.С. Пушкин и поэты пушкинского круга почитали Г.Р. Державина как своего кумира. Сам Державин очень положительно высказывался о юном Пушкине.

Произведения Г.Р. Державина:

• «Памятник»;
• «Властителям и судьям»;
• «Признание».

Не менее значительным для русской литературы XVIII века является имя Дениса Ивановича Фонвизина, автор пьес, являющихся классическими образцами комедий. Прогрессивность его литературных методов заключалась в том, что он, соблюдая каноны классицизма, объединял при этом в своих произведениях несколько проблематик: проблемы семьи и воспитания, проблемы образования, проблемы социального неравенства. Юмор Фонвизина, как и юмор многих писателей XVIII века, был острым, жалящим, направленным на обличение пороков общества.

Произведения Д.И. Фонвизина:

• «Недоросль»;
• «Бригадир».

Ещё одним выдающимся деятелем литературы XVIII века является Александр Николаевич Радищев. Он не только писал художественные произведения, но и активно участвовал в деятельности сатирических журналов. Его произведение «Путешествие из Петербурга в Москву», открыто критикующее власть, прошло в печать из-за ошибки цензора, посчитавшего, что перед ним простой путеводитель.

«Путешествие из Петербурга в Москву» можно назвать причиной того, что в конце века была урезана свобода слова.

Большое влияние на русскую литературу оказал также историк и литератор Николай Михайлович Карамзин. Активно занимаясь созданием русского литературного языка, Карамзин провёл реформу, сильно повлиявшую на его развитие. Он отказывался от использования церковнославянского языка, пользуясь в своих произведениях только средствами современного ему русского языка, но используя в качестве образца грамматику французского. Благодаря работе Карамзина в русском языке появилось множество новых слов, таких, например, как «влюблённость», «ответственность», «человечный» и другие.

Замечание 4

Сторонниками реформы Карамзина были поэты пушкинского круга, творившие в Золотой век.

Классификация синапсов

В соответствии с современными научными изданиями синапсы вполне возможно, как правило, классифицировать в зависимости от их местоположения (т.е. по тому, какие части контактирующих нервных клеток его образовали), согласно результативному эффекту и согласно возможному методу передачи сигналов. 

Итак, в зависимости от местоположения различают следующие особые структурные образования:

• Аксосоматические (в данном случае подразумеваются синапсы, образованные между аксоном одной клетки и телом другой);
• Аксодендритные (в данном случае подразумеваются синапсы, образованные между аксоном одной клетки и дендритом другой);
• Аксоаксонные (в данном случае подразумеваются синапсы, образованные между двумя аксонами);
• Дендросоматические (в данном случае подразумеваются синапсы, образованные между дендритом одной клетки и телом другой);
• Дендродендритные (в данном случае подразумеваются синапсы, образованные между двумя дендритами).

По результативному эффекту научились различать следующие особые структурные образования:

• возбуждающие;
• тормозящие.

• электрические;
• химические (в большей степени они являются распространенными в центральной нервной системе; стоит заметить, что передача нервного импульса в данном случае происходит, как это описано выше, при помощи медиатора, то есть посредника);
• электрохимические (под данным понятием подразумеваются синапсы, которые обладают способностью сочетать в себе характерные особенности строения первых двух вышеуказанных типов).

Умственная работоспособность детей

Работоспособность человека напрямую определяет его возраст, когда все значения увеличиваются одновременно с развитием и физическим ростом детей.

Точность и скорость умственных действий с возрастом осуществляется неравномерно в зависимости от прочих факторов, фиксирующих развитие и физический рост организма. Учащимся любого возраста, у которых присутствуют отклонения здоровья, характерна работоспособность низкого значения относительно окружающих крепких детей.

У здоровых первоклашек со сниженной готовностью организма к постоянному процессу обучения по некоторым показателям способность к действию является низкой, что усложняет борьбу с возникающими проблемами в процессе учёбы.

Скорость наступления ослабленности обуславливается исходным состоянием детской системы чувствительного нервного генеза, рабочим темпом и объёмом нагрузки. При этом дети склонны к переутомлению во время продолжительной неподвижности и когда выполняемые действия ребёнку неинтересны. После перерыва работоспособность становится прежней или становится выше прежней, причём лучше отдых делать не пассивным, но активным, переключившись на отличное от этого занятие.

Изменение работоспособности у детей

Первая часть учебного процесса у обычных детей начальных классов сопровождается отличной работоспособностью, но к окончанию 3 урока у них отмечается снижение концентрации внимания:

• Они глядят в окно.
• Невнимательно слушают слова учителя.
• Изменяют положения своего тела.
• Начинают разговаривать.
• Встают со своего места.

Специфически велики значения работоспособности у старшеклассников, обучающихся во 2 смену

Особенно важно обратить внимание на то, что достаточно коротко время для подготовки к занятиям до времени начала учебного действия в классе и не гарантирует полноценного избавления от пагубных изменений в центральной нервной системе. Умственная активность быстро истощается в первые часы уроков, что явно отмечается в отрицательном поведении

Посему качественные сдвиги работоспособности наблюдаются у учеников младшего блока на уроках с 1 — 3, а блоках среднего-старшего звена на 4 — 5 занятии. В свою очередь, 6 урок проходит в условиях особенно сниженной способности к действию. При этом продолжительность занятия у 2 — 11 классников – 45 минут, что ослабляет состояние детей. Поэтому рекомендуется периодически сменять вид работы, а в середине урока провести активную паузу.

Структура химического синапса

Подавляющее большинство синапсов в нервной системе царства животных являются именно химическими. Для них характерно наличие нескольких общих черт, хотя, тем не менее, размеры и форма пре- и постсинаптических компонентов варьируют очень широко. Синапсы в коре головного мозга млекопитающих имеют претерминальные аксоны около 100 нанометров толщиной и пресинаптические бутоны со средним диаметром около 1 микрометра.

Химический синапс состоит из двух частей: пресинаптической, образованной булавовидным расширением окончанием аксона передающей клетки и постсинаптической, представленной контактирующим участком плазматической мембраны воспринимающей клетки. Между обеими частями имеется синаптическая щель — промежуток шириной 10—50 нм между постсинаптической и пресинаптической мембранами, края которой укреплены межклеточными контактами.

Часть аксолеммы булавовидного расширения, прилежащая к синаптической щели, называется пресинаптической мембраной. Участок цитолеммы воспринимающей клетки, ограничивающий синаптическую щель с противоположной стороны, называется постсинаптической мембраной, в химических синапсах она рельефна и содержит многочисленные рецепторы.

В синаптическом расширении имеются мелкие везикулы, так называемые пресинаптические или синаптические пузырьки, содержащие либо медиатор (вещество-посредник в передаче возбуждения), либо фермент, разрушающий этот медиатор. На постсинаптической, а часто и на пресинаптической мембранах присутствуют рецепторы к тому или иному медиатору.

Одинаковый размер пресинаптических пузырьков во всех исследованных синапсах (40-50 нанометров) сначала считали доказательством того, что каждая везикула является минимальным кластером, чье освобождение требуется для производства синаптического сигнала. Везикулы размещаются напротив пресинаптической мембраны, что обусловлено их функциональным назначением для высвобождения медиатора в синаптическую щель. Также около пресинаптического пузырька имеется большое количество митохондрий (производящих аденозинтрифосфат) и упорядоченные структуры протеиновых волокон.

Синаптическая щель — это пространство между пресинаптической мембраной и постсинаптической мембраной от 20 до 30 нанометров шириной, которое содержит связующие пре- и постсинапс структуры, построенные из протеогликана. Ширина синаптической щели в каждом отдельном случае обусловлена тем, что извлеченный из пресинапса медиатор должен проходить к постсинапсу за время, являющееся значительно меньше частоты нервных сигналов, характерных для нейронов, образующих синапс (время прохождения медиатора от пре- к постсинаптической мембране — порядка нескольких микросекунд).

Постсинаптическая мембрана принадлежит клетке, которая принимает нервные импульсы. Механизмом трансляции химического сигнала медиатора в электрический потенциал действия на этой клетке являются рецепторы — белковые макромолекулы, встроенные в постсинаптическую мембрану.

С помощью специальных ультрамикроскопичекских методик в последние годы был получен достаточно большой объем информации о детальной структуре синапсов.

Так, на пресинаптической мембране была открыта упорядоченная струтура кратероподобных углублений диаметром 10 нанометров, вдавленных внутрь. Сначала их именовали синаптопорами, но сейчас эти структуры называют местами присоединения везикул (МПВ). МПВ собраны в упорядоченные группы численностью по шесть отдельных углублений вокруг так называемых уплотненных выступлений. Таким образом, уплотненные выступления формируют правильные треугольные структуры на внутренней стороне пресинаптической мембраны, а МПВ — гексагональные, и являются местами, где везикулы открываются и выбрасывают медиатор в синаптическую щель.

Что такое синапсы

Если перевести слово «синапс» с греческого, то получится «связь». Это и есть место связи, соединения двух нейронов. Казалось бы, что тут такого особенного в обычном соединении? Но именно синапсы делают возможным прохождение импульса по цепи нервных клеток и играют важную роль во всех психических процессах.

Место синапсов в нервной системе

Одна из главных задач нейронов – сохранение и обработка, поступающей из внешнего мира информации. От органов чувств, мышц, связок и т. д. слабые электрические сигналы по нервным волокнам попадают в головной мозг, там они распространяются по нейронным цепям, создавая очаги возбуждения и связи между отдельными нейронами, центрами и отделами головного мозга. Так вкратце происходят все процессы в нашей психике: от простейших безусловных рефлексов, до сложнейшей мыслительной деятельности.

Распространение нервных импульсов происходит благодаря имеющимся у нейронов отросткам. Короткие и сильно разветвленные дендриты специализируются на приеме сигналов от других нейронов. У одной нервной клетки может быть до 1500 дендритов. А вот передающее нервное волокно – аксон – одно, но оно длинное и может достигать 1,5 метров. Соединяясь с отростками дендритов, аксон передает сигнал от одного нейрона к другому.

Но проблема в том, что напрямую импульс чаще всего пройти не может, так как между «ветвями» дендрита одной нервной клетки и аксоном другой есть щель – пространство, заполненное межклеточным веществом.

Происходит следующее: в процессе движения импульса в месте соединения нервных волокон возникает биохимическая реакция, образуется белковая молекула – нейротрансмиттер или медиатор (посредник) – и закупоривает щель, создавая своеобразный мостик для прохождения сигнала.

Так возникает то, что еще в 1897 году английский физиолог Ч. Шеррингтон назвал синапсом.

Структура синапса

Если учесть, что размер нервной клетки редко превышает 100 мкм, то место соединения передающего и принимающего волокон двух нейронов вообще микроскопическое. И тем не менее, синапс имеет сложное строение, включающее в себя три основных отдела:

• Нервное окончание «ветвей» дендрита, которое представляет собой микроскопическое утолщение, называемое пресинаптической мембраной. Это очень важная часть синапса, отвечающая за синтез белковых молекул.
• Аналогичное утолщение на отростках аксона. Оно имеет специальные рецепторы, позволяющие принимать сигналы от медиаторов. Это постсинаптическая мембрана.
• Синаптическая щель, в которой образуется медиатор – проводящая импульс белковая молекула. Эта часть синапса одновременно и препятствует прохождению сигнала, и является причиной возникновения молекул белков, которые не только играют роль «мостиков», но и участвуют в работе нервной системы и организма в целом.

Функции этих белковых соединений разнообразны, так как нейроны вырабатывают разные виды медиаторов, и их химический состав оказывает различное влияние на процессы в нервной системе. Причем влияние это настолько сильное, что оно во многом управляет психическими реакциями, а недостаток даже одного из белков может привести к серьезным заболеваниям, таким как болезнь Паркинсона или Альцгеймера.

Сейчас обнаружено и изучено более 60 видов нейротрансмиттеров с разными свойствами. Вот примеры некоторых из них:

• Норадреналин – гормон стресса. Он обладает возбуждающим действием, повышает активность всех систем организма и добавляет чувство ярости в наше эмоциональное состояние.
• Серотонин. Его функции многообразны: от обеспечения процесса пищеварения до влияния на уровень сексуального влечения.
• Глутамат необходим для запоминания и сохранения информации, но его переизбыток токсичен и может вызвать гибель нервных клеток.
• Дофамин – гормон счастья, источник позитивных эмоций, дарующий состояние блаженства. И одновременно этот белок, как и многие другие, обеспечивает эффективность познавательных процессов. А его недостаток может вызвать состояние депрессии и привести к слабоумию.

Это далеко не все белки, которые вырабатывают нейроны, но даже такой пример позволяет оценить значение нейротрансмиттеров и роль синапсов в организации нормальной деятельности головного мозга. Разрушение нервных связей в результате болезни или травмы может привести и к серьезным нарушениям психических функций.