Synapsen im Nervensystem

Das Konzept der "Synapse" wurde Ende des 19. Jahrhunderts eingeführt. C. Sherrington, unter diesem Begriff eine Struktur, die die Übertragung eines Signals vom Ende des Axons zum Effektor vermittelt - das Neuron, die Muskelfaser, die sekretorische Zelle. Während der Untersuchung von Synapsen durch Morphologen, Physiologen, Biochemiker und Pharmakologen wurde ihre beträchtliche Vielfalt offenbart, während gemeinsame Merkmale in Struktur und Funktion aufgedeckt wurden; Als Ergebnis wurden die Prinzipien der Klassifikation von Synapsen entwickelt.

Morphologische Klassifizierung Synapsen Prinzip berücksichtigen, welche Teile von zwei Zellen gebildet sind, und wie sie auf der Oberfläche des empfangenden Neuron (auf dem Zellkörper, den Kofferraum oder „Stacheln“ Dendriten an der Axon) positioniert ist. Dementsprechend gibt es Synapsen axo-axonale, axo-dendritische, axo-somatische Synapsen. Diese Klassifikation erklärt jedoch weder die funktionelle Rolle noch den Wirkungsmechanismus der Synapse.

Morphologische Struktur der Synapse

Morphologisch Synapse ist eine Struktur aus zwei Formationen demyelinisierten - synaptischen verdickten Verschluss (synaptic Plaques) an dem Endabschnitt der Membran und aktsona innervated Zelle über den synaptischen Spalt in Kontakt mit dem präsynaptischen Membran. Die Hauptfunktion der Synapse ist die Signalübertragung. Abhängig von der Art der Signalübertragung werden chemische, elektrische und gemischte Synapsen isoliert. Sie unterscheiden sich nach dem Prinzip der Arbeit.

Der Mechanismus der Erregung in der elektrischen Synapse ist ähnlich dem Mechanismus der Erregung in der Nervenfaser - PD presynaptic Enden bietet Depolarisation der postsynaptischen Membran. Diese Übertragung von Anregungs möglich durch die Besonderheiten der Struktur dieser Art von Synapsen - ist schmal (etwa 5 nm) synaptischen Spalt, eine große Membrankontaktfläche, die Anwesenheit von Querrohr präsynaptischen und postsynaptischen Membranen verbindet, und den elektrischen Widerstand an dem Kontaktbereich zu reduzieren. Die häufigsten elektrischen Synapsen bei wirbellosen Tieren und bei inferioren Wirbeltieren. Bei Säugetieren sind sie in den mesencephalen Trigeminuskern zwischen den Körpern von Neuronen im Nucleus vestibularis Deiters zwischen Zellkörper und Axone Enden und zwischen „shipika- mi“ der Dendriten in der unteren Olive gefunden. Zwischen Nervenzellen gleichen Typs in Struktur und Funktion bilden sich elektrische Synapsen.

Für elektrische synaptischen Übertragung durch die Abwesenheit von synaptischen Verzögerungshaltesignal in beiden Richtungen, eine Signalübertragung unabhängig von dem Potential des präsynaptischen Membran gekennzeichnet, die Konzentration von Ca2 + Stabilität, niedriger Temperatur zu ändern, einigen pharmakologischen Wirkungen, sowie schlechter Ermüdung, da die Signalübertragung nicht signifikant metabolisch Kosten erfordert. In den meisten derartigen Synapsen wird ein "Gleichrichtungseffekt" beobachtet, wenn das Signal in der Synapse nur in einer Richtung übertragen wird.

Im Gegensatz zu Synapsen mit elektrischer Direktantrieb Anregung, eine viel größere Menge in dem Vertebraten Nervensystem vorgestellt chemischen Synapsen (Synapsen mit indirekter Signalübertragung). Bei der chemischen synaptischen Nervenimpuls verursacht die Freisetzung von chemischem Vermittler präsynaptischen - ein Neurotransmitter, die sich über den synaptischen Spalt diffundiert (10-50 nm breit) und in Wechselwirkung mit Proteinrezeptoren der postsynaptischen Membran, in postsynaptischen Potentials resultiert, wird erzeugt. Chemical Getriebe stellen einseitiges Haltesignal und die Möglichkeit einer Modulation (Signalverstärkung und die Konvergenz vieler Audio-Signale an der postsynaptischen Zelle). Fähigkeit Modulation bei der Übertragung von Signalen in dem chemischen Synapsen Typ sorgt für die Bildung auf diesen komplexen physiologischen Funktionen basiert (Lernen, Gedächtnis, etc.). Die besonderen Merkmale der Ultrastruktur chemische Synapse umfassen breiten synaptischen Spalt, was die Anwesenheit von Plaque in den synaptischen Vesikeln gefüllt Mediators wodurch ein Signal übertragen wird, und in den postsynaptischen - Chemosensitivität mehr Kanäle (exzitatorischen Synapsen - für Na +, in einer Bremse - zu Cl). Für diese Synapsen typische Verzögerung bei der Signalübertragung und groß im Vergleich zu Müdigkeit elektrischer Synapse da ihr Betrieb erfordert erheblich Stoffwechselkosten.

Es gibt zwei Hauptunterarten chemischer Synapsen

Das erste (das sogenannte asymmetrische) ist durch eine synaptische Lücke von etwa 30 nm Breite, eine relativ große Kontaktzone (1-2 & mgr; m), eine signifikante Ansammlung einer dichten Matrix unter der postsynaptischen Membran gekennzeichnet. In der präsynaptischen Plaque sammeln sich große Vesikel an (30-60 nm im Durchmesser). Chemische Synapsen des zweiten Subtyps weisen einen synaptischen Spalt von etwa 20 nm Breite, eine relativ kleine Kontaktzone (weniger als 1 & mgr; m), mäßig exprimierte und symmetrische Membrandichtungen auf. Sie sind durch kleine Vesikel (Durchmesser 10-30 nm) gekennzeichnet. Der erste Subtyp wird hauptsächlich durch axodendritische, stimulierende (glutamaterge), die zweite - durch axosomatische, inhibitorische (GABA-ergische) Synapsen repräsentiert. Allerdings ist diese Trennung ziemlich willkürlich, weil die cholinergen Synapsen in elektronenmikroskopischen Aufnahmen wenig Bläschen und monoaminerge Durchmesser von 20-40 nm zeigen (insbesondere Noradrenalin) - großem, dichtem Vesikel mit einem Durchmesser von 50-90 nm.

Ein anderes Prinzip der Klassifikation von Synapsen ist für eine Substanz, die als Mediator verwendet wird (cholinergisch, adrenergisch, purinergisch, peptidergisch usw.). Trotz der Tatsache, dass in den letzten Jahren gezeigt wurde, dass Mediatoren unterschiedlicher Natur an einem Ende funktionieren können, ist diese Klassifikation von Synapsen immer noch weit verbreitet.