Каков механизм передачи возбуждения в нервно мышечном синапсе

Классификация синапсов

Строение синапса.

Механизм передачи возбуждения в синапсах

Синапсы — специализированные структуры, которые обеспечивают передачу возбуждения с одной возбудимой клетки на другую.

Нервное волокно, подходя к клетке, образует утолщение, которое контактирует с клеткой. Этот участок называется пресинаптической мембраной. Противоположная мембрана называется постсинаптической. Между ними имеется щель, которая заполнена олигосахаридсодержащей соединительной тканью, выполняющей роль поддерживающей структуры для обеих контактирующих клеток. Синапс включает в себя систему синтеза и освобождения медиатора, а также систему его инактивации.

В пресинаптическом окончании содержится нейромедиаторы, которые способны возбуждать или тормозить иннервируемую клетку.

Миелиновые нервные волокна, подходя к скелетной мышце, дают веерообразные разветвления на концевые волокна (терминали). Область образования синапсов между нервными окончаниями и мышцами называется двигательной концевой пластинкой. Постсинаптическая мембрана мышечного волокна толще и образует регулярные складки, которые увеличивают площадь поверхности постсинаптической мембраны. Поэтому большее количество медиатора может контактировать с постсинаптической мембраной мышечного волокна.

1. По местоположению и принадлежности соответствующим структурам:

- периферические (нервно-мышечные, нейросекреторные, рецепторнонейрональные);

- центральные (аксо-соматические, аксо-дендритные, аксо-аксональные, сомато-дендритные. сомато-соматические);

2. По эффекту действия:

3. По способу передачи сигналов:

- электрические. Передают возбуждение без участия медиатора с большой скоростью и обладают двухсторонним проведением возбуждения. Структурной основой электрического синапса является нексус. Встречаются эти синапсы в железах внутренней секреции, эпителиальной ткани, ЦНС, сердце.

В некоторых органах возбуждение может передаваться и через химические и через электрические синапсы.

4) По медиатору, с помощью которого осуществляется передача сигнала химические синапсы классифицируют:

- глицинергически. и т.д.

Синапсы с химической передачей возбуждения обладают рядом общих свойств:

- Возбуждение через синапсы проводится только в одном направлении (односторонне). Это обусловлено строением синапса: медиатор выделяется только из пресинаптического утолщения и взаимодействует с рецепторами постсинаптической мембраны;

- передача возбуждения через синапсы осуществляется медленнее, чем по нервному волокну — синаптическая задержка;

- передача возбуждения осуществляется с помощью специальных химических посредников — медиаторов;

- в синапсах происходит трансформация ритма возбуждения;

- синапсы обладают низкой лабильностью;

- синапсы обладают высокой утомляемостью;

- синапсы обладают высокой чувствительностью к химическим (в том числе и к фармакологическим: блокаторам, психомиметикам).

ПД достигая нервного окончания (пресинаптической мембраны) вызывает его деполяризацию. При деполяризации пресинаптической мембраны кальций входит в пресинаптическую терминаль через специфические потенциалозависимые кальциевые каналы в этой мембране. Увеличение концентрации кальция в нервном окончании способствует освобождению ацетилхолина, который выходит в синаптическую щель.

Медиатор достигает постсинаптической мембраны и связывается там с рецепторами. В результате внутрь постсинаптической мембраны поступают ионы натрия и эта мембрана частично деполяризуется, т.е. возбуждение пока еще не распространяется дальше, а находится в синапсе. Частичная деполяризация постсинаптической мембраны называется возбуждающим постсинаптическим потенциалом (ВПСП).

В результате этих механизмов развивается синаптическая задержка, которая составляет от 0,2 до 1 мВ.

Под влиянием ВПСП в соседнем чувствительном участке мембраны мышечного волокна возникает распространяющийся ПД, который и вызывает сокращение мышцы.

Для восстановления возбудимости постсинаптической мембраны после очередного импульса необходима инактивация медиатора (инактивационная система). В противном случае, при длительном действии медиатора происходит снижение чувствительности рецепторов к этому медиатору.

Для заблокирования передачи возбуждения через синапс применяют яд кураре, который связывается с рецепторами постсинаптической мембраны и препятствует их взаимодействию с ацетилхолином. Заблокировать проведение возбуждения через синапс может яд бутулин и другие вещества.

Схема передачи возбуждения в электрическом синапсе:

Ток, вызванный пресинаптическим потенциалом действия, раздражает постсинаптическую мембрану, где возникает ВПСП и потенциал действия.

Поперечные каналы объединяют клетки не только электрически, но и химически, так как они проходимы для многих низкомолекулярных соединений. Поэтому возбуждающие электрические синапсы с поперечными каналами формируются, как правило, между клетками одного типа (например, между клетками сердечной мышцы).

Общими свойствами возбуждающих электрических синапсов являются:

- слабость следовых эффектов при передаче возбуждения (в результате этого в них практически невозможна суммация последовательных сигналов);

- высокая надежность передачи возбуждения.

Электрические синапсы могут быть с односторонней и двусторонней передачей возбуждения.

Электрический тормозной синапс. Наряду с электрическими синапсами возбуждающего действия могут встречаться электрические тормозные синапсы. Тормозящее влияние возникает за счет действия тока, вызванного потенциалом действия пресинаптической мембраны. Пресинаптический потенциал вызывает значительную гиперполяризацию сегмента, и гиперполяризующий ток мгновенно тормозит генерацию потенциала действия в начальном сегменте аксона.

В смешанных синапсах 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.

Передача возбуждения с нервного волокна на мышечное осуществляется через посредство нервно-мышечного синапса (морфо-функциональный контакт между пресинаптическим окончанием аксона эфферентного нейрона и определенным участком мембраны мышечного волокна). По способу передачи информации мионевральный синапс относится к синапсам химического типа.

В нервно-мышечном синапсе, как и в любом другом, выделяют:

Ø пресинаптическую мембрану (часть мембраны пресинаптического окончания аксона двигательного нейрона, вступающая в контакт с мембраной мышечного волокна),

Ø постсинаптическую мембрану (часть мембраны мышечного волокна, с которой вступает в контакт мембрана нервного волокна),

Ø синаптическую щель (узкое пространство между пре- и постсинаптической мембранами, заполненное межклеточной жидкостью; ширина этого пространства в нервно-мышечном синапсе составляет 80-100 нм).

Рис. 8. Мотонейрон (двигательный нейрон) и иннервируемое им скелетное мышечное волокно (А); прямоугольник указывает на нервно-мышечный синапс (Б – его схематическое представление), в образовании которого принимает участие пресинаптическая терминаль аксона мотонейрона (по Е.А. Шубниковой, 1987).

Нервно-мышечный синапс является химическим: передача возбуждения с нервного волокна на мышечное (будь-то скелетное или гладкое мышечное волокно) осуществляется с участием специальных химических посредников – медиаторов (химических веществ, чаще всего, органической природы). Так, медиатором в синапсе между нервным и скелетным мышечным волокнами является ацетилхолин (Ах), а в синапсах между нервными и гладкими мышечными волокнами – могут выступать как ацетилхолин, так и норадреналин (НА).

Рассмотрим механизм передачи возбуждения с нервного волокна на скелетное мышечное волокно (этот механизм является в определенном плане универсальным для всех химических синапсов, но в зависимости от того, какие структуры принимают участие в образовании синапса, имеет свои особенности).

Рис. 6. Ультраструктурная организация нервно-мышечного синапса (по T. Smit, 2002). А – СЭМ терминали двигательного нервного волокна и фрагмента скелетного мышечного волокна, принимающего участие в образовании синаптического контакта. Б – ТЭМ нервно-мышечного синапса. В – схема строения химического синапса.

Возбуждение в виде нервного импульса распространяется от тела нервной клетки вдоль ее аксона к пресинаптическому окончанию аксона. При этом на пресинаптической мембрана аксона возникает не потенциал действия, а локальная деполяризация. В пресинаптической мембране, наряду с электровозбудимыми Na + - и К + -каналами, имеются и электровозбудимые (потенциалзависимые) Са 2+ -каналы, срабатывающие на деполяризацию открытием своих единственных ворот. Как следствие этого, проницаемость пресинаптической мембраны для ионов кальция повышается, и они начинают входить по концентрационному градиенту из синаптической щели в пресинаптическое окончание аксона, в результате чего концентрация кальция внутри пресинаптического окончания возрастает. В пресинаптическом окончании аксона имеются актиновые филаменты, которые ассоциированы с мембранными пузырьками, содержащими медиатор (ацетилхолин), и миозиновые филаменты, которые одним своим концом прикреплены к внутренней поверхности пресинаптической мембраны, а другой их конец свободен и направлен в сторону пузырьков с медиатором. Повышение концентрации кальция в пресинаптическом окончании, в свою очередь, делает возможным взаимодействие актиновых и миозиновых филаментов между собой, что сопровождается продвижением пузырьков с медиатором в направлении внутренней поверхности пресинаптической мембраны.

Рис. 7. Схематическое изображение хемовозбудимого канала . А – закрытое состояние, в отсутствии связи ацетилхолина (Ах) с рецептором, Б – открытое состояние канала, возникающее после присоединения ацетилхолина к холинорецептору.

В момент, когда пузырьки, содержащие ацетилхолин, приближаются к пресинаптической мембране на определенное расстояние, их мембрана встраивается в пресинаптическую, а содержимое (медиатор – ацетилхолин) оказывается в синаптической щели. Количество молекул ацетилхолина во всех пузырьках примерно одинаково; содержимое одного пузырька получило название кванта медиатора. Таким образом, деполяризация пресинаптической мембраны сопровождается выделением в синаптическую щель определенного количества квантов медиатора ацетилхолина.

Ацетилхолин диффундирует через синаптическую щель и достигает постсинаптической мембраны. Особенностью постсинаптической мембраны является отсутствие потенциалзависимых каналов (имеющихся во всей остальной мембране мышечного волокна, называемой внесинаптической), но наличие хемовозбудимых каналов. Состояние хемовозбудимых каналов не зависит от величины мембранного потенциала, но может изменяться под влиянием определенных химических веществ (в частности, молекул медиатора).

В хемовозбудимом канале, подобно электровозбудимому, различают отверстие (пору), в области которого расположены ворота (белковой природы); но состояние этих ворот (их пространственная структура, определяющая открытое или закрытое состояние канала) зависит не от величины заряда на мембране, а от состояния, расположенного вблизи этих ворот белка-рецептора, обладающего высоким сродством к медиатору (и возможно некоторым другим веществам). В частности, в хемовозбудимых каналах постсинаптической мембраны скелетного мышечного волокна имеются белковые холинорецептор и ворота. В отсутствии ацетилхолина в области холинорецептора канал закрыт. Присоединение ацетилхолина к холинорецептору сопровождается изменением его конформации, что приводит и к изменению конформации расположенных поблизости от холинорецептора ворот таким образом, что они отодвигаются от поры канала, и канал открывается. Размер пор в хемовозбудимых каналах (

0,65 нм) несколько больше такового в электровозбудимых натриевых и калиевых каналах, в связи с чем они потенциально способны пропускать любые ионы (натрия, калия, кальция), т.е. характеризуются сравнительно низкой селективностью. Вместе с тем преобладающими в силу распределения электрического заряда на мембране является входящий натриевый ток, который деполяризует постсинаптическую мембрану мышечного волокна (возникает т.н. постсинаптический потенциал). Но такая деполяризация не может приобретать самообновляющийся характер, поскольку в постсинаптической мембране отсутствуют потенциалзависимые каналы. Доля открытых хемовозбудимых каналов определяется количеством высвободившихся в синаптическую щель молекул медиатора. В связи с этим постсинаптический потенциал, в отличие от потенциала действия, является градуальным. При некоторой определенной амплитуде постсинаптического потенциала в ближайшем к синапсу участке внесинаптической мембраны мышечного волокнаактивная деполяризация, вызванная этим постсинаптическим потенциалом, приобретает самообновляющийся характер, что приводит к генерации нервного импульса, который проводится вдоль скелетного мышечного волокна, инициируя его сокращение.

Важную роль в функционировании нервно-мышечного синапса играет фермент холинэстераза, который локализован в синаптической щели и расщепляет ацетилхолин. Расщепление ацетилхолина обеспечивает не постоянное, а временное его действие на постсинаптическую мембрану, благодаря чему синаптическая передача носит дискретный характер. При ритмическом слишком частом следовании нервных импульсов к пресинаптическому окончанию по нервному волокну холинэстераза не успевает расщепить ацетилхолин, выделившейся при каждом предыдущем возбуждении пресинаптической мембраны нервного волокна, и все бóльшая доля хемовозбудимых каналов постсинаптической мембраны скелетного мышечного волокна оказывается открытой, что приводит к росту постсинаптического потенциала. Данное обстоятельство является причиной длительной и стойкой деполяризации внесинаптической мембраны мышечного волокна, сопровождающейся постепенной натриевой инактивацией и снижением возбудимости внесинаптической мембраны вплоть до полной временной утраты способности генерировать нервные импульсы; наступает блок синаптической передачи (пессимальное торможение нервно-мышечного синапса). Пессимальное торможение нервно-мышечной передачи наступает при частоте стимуляции нервного волокна 100-150 имп./с. Таким образом, лабильность нервно-мышечного синапса в связи с химическим механизмом передачи гораздо меньше таковой нервного волокна (до 2000 имп./с) и скелетных мышечных волокон (до 500 имп./c).

Химический механизм передачи возбуждения через синапс определяет следующие ее особенности:

Ø одностороннее проведение возбуждения (только в направлении от нервного волокна на мышечное волокно). Связано с тем, что синаптическая щель в химических синапсах довольно широкая (до 80-100 нм), и ионные токи, возникающие при деполяризации постсинаптической мембраны, шунтируются в этой щели и не способны вызвать возвратную деполяризацию пресинаптической мембраны

Ø задержанное проведение возбуждения (латентный период передачи информации через синапс составляет 0,3-0,5 мс). Обусловлено тем, что для осуществления процессов выделения медиатора в синаптическую щель под действием приходящего к пресинапсу нервного импульса, диффузии медиатора к постсинаптической мембране и проявления его эффектов на постсинаптическую мембрану требуется определенное время

Ø относительно низкая лабильность синапсов (по сравнению с нервными и мышечными волокнами) в связи с зависимостью процесса нервно-мышечной передачи от медиатора и необходимостью для нормальной работы синапса постоянного расщепления медиатора после каждого проводимого возбуждения

Ø относительно высокая утомляемость синапсов (поскольку максимальная продолжительность их постоянного функционирования лимитируется запасом "готового" к высвобождению медиатора; кроме того, при длительном проведении возбуждения через синапс уменьшается чувствительность постсинаптической мембраны к ацетилхолину, что также является одной из причин развития утомления в синапсе).

Химический способ передачи информации через нервно-мышечный синапс обуславливает, наряду с отмеченным, и высокую степень зависимости этого процесса от ряда химических веществ (т.н. модуляторов синаптической передачи). Так, временно заблокировать нервно-мышечную передачу можно несколькими путями:

Ø блокируя секрецию ацетилхолина в синаптическую щель (таким действием обладают столбнячный и ботулинический токсины),

Ø блокируя холинорецепторы постсинаптической мембраны (таким действием обладают кураре и его производные),

Ø инактивируя холинэстеразу (например, под действием прозерина).

Передача возбуждения с нервного волокна на другое нервное волокно, на другие нервную клетку, мышечное волокно, железу осуществляется через специальное структурно-физиологическое образование — синапс с помощью особого механизма в результате выделения нервными окончаниями химических соединений — медиаторов (передатчиков) нервного импульса. Медиатором в соматических нервах является ацетилхолин, в вегетативных нервах, центральной нервной системе — ацетилхолин и норадреналин.

Структурно-физиологическое образование, обеспечивающее передачу возбуждения с нервного волокна на иннервируемую им клетку (мышечную, нервную, железистую), называется синапсом.

Синапсы. Они состоят из трех основных элементов: пресинапти- ческой мембраны, постсинаптической мембраны и синаптической щели.

Постсинаптическая мембрана — специальное образование, утолщенная часть мембраны клетки, с которой контактирует пресинаптическая мембрана. Она имеет электрически возбудимые ионные каналы и поэтому способна к генерации потенциала действия и специальные белковые структуры-рецепторы, воспринимающие действие медиаторов.

Синаптическая щель — пространство между пре- и постсинаптическими мембранами, заполненное жидкостью, близкой по составу к плазме крови. Ее размер колеблется от 50 до 500 нм.

Свойства синапсов. Синапсы обладают рядом специфических свойств:

1) односторонним проведением возбуждения — возбуждение проводится через синапс только в одну сторону (в одном направ-

Рис. 16.5. Нервно-мышечная передача возбуждения:

ПД — потенциал действия (нервный импульс), идущий по аксону; ПреСМ — преси- наптическая мембрана; ПостСМ — постсинаптическая мембрана; СЩ — синаптическая щель; СП — синаптические пузырьки, заполненные медиатором ацетилхо- лином (АХ); вАХ — высвобождение ацетилхолина в синаптическую щель; РАХ — рецепторы ацетилхолина; АХ связывается с рецепторами, встроенными в ПостСМ (двигательную концевую пластинку); потенциал двигательной концевой пластинки снижается с -85 до -10 мВ (возникает потенциал концевой пластинки — ПКП); под действием тока, идущего от деполяризованной ПостСМ к граничащей с ней мембране мышечного волокна, в последней возникает ПД

лении) — с нервного волокна (аксона) на другое нервное волокно (дендрит) или клетку периферического исполнительного органа;

• 2) замедленным проведением возбуждения — возбуждение через синапсы проводится с задержкой по сравнению с нервным волокном. Объясняется это тем, что проведение возбуждения является многоэтапным процессом: время затрачивается на секрецию медиатора, его диффузию к постсинаптической мембране, взаимодействие с мембраной, генерацию потенциала действия до пороговой величины;
• 3) утомлением, связанным с уменьшением резерва медиатора при длительном поступлении импульсов;
• 4) низкой лабильностью, обусловленной тем, что проведение возбуждения через синапс сопряжено с затратой относительно большого количества времени.

В гладких мышцах и в центральной нервной системе имеются тормозные синапсы: нервные импульсы высвобождают из нервных окончаний содержащийся в них тормозной медиатор (в кишечнике, бронхах его роль выполняет норадреналин, в мышечных клетках сфинктера мочевого пузыря, водителя ритма сердца и др. — ацетил- холин, в центральной нервной системе — гамма-аминомасляная кислота и др.).

Относительно редко встречаются электрические синапсы: здесь потенциал действия передается без химического посредника.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Какие ткани относятся к числу возбудимых?
• 2. Чем нервно-мышечный препарат удобен для изучения свойств возбудимых тканей?
• 3. Какими свойствами обладают возбудимые ткани?
• 4. Что понимают под возбуждением?
• 5. Что называется потенциалом покоя?
• 6. Что определяет величину потенциала покоя клетки?
• 7. За счет чего создается и поддерживается разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностями мембраны клетки?
• 8. Что называется потенциалом действия?
• 9. Каков ионный механизм возникновения потенциала действия?
• 10. Назовите приборы, используемые для регистрации биоэлектрических явлений.
• 11. Какие виды мышц различаются у сельскохозяйственных животных?
• 12. Укажите основные свойства мышц.
• 13. Как проявляется сокращение мышц?
• 14. Какие виды сокращения мышц различают?
• 15. Чем определяется сила мышцы?
• 16. Как определяется работа мышцы?
• 17. Какова особенность сокращений гладких мышц?
• 18. Каким не присущим скелетным мышцам свойством обладает гладкая мускулатура?
• 19. Укажите филологическую роль структурных элементов нервного волокна.
• 20. Каковы законы проведения возбуждения в нервах?
• 21. Каковы свойства синапсов?
• 22. Изложите механизм передачи возбуждения с нерва на орган.
• 23. Что понимают под утомлением?
• 24. Опишите механизм развития утомления.

Теория по нормальной физиологии на тему: Синапс. Физиология мышечных волокон. В данной статье рассматривается механизм синаптической передачи, НМС…

При создании данной страницы использовалась лекция по соответствующей теме, составленная Кафедрой Нормальной физиологии БашГМУ

Синапс — это специфическое место контакта двух возбудимых систем (клеток) для передачи возбуждения.

По способу передачи сигналов:

• механические,
• химические,
• электрические.

По виду медиатора: холинэргические и др.

Нервно-мышечный синапс (НМС) — химический, передача с помощью медиатора ацетилхолина.

Синонимы к слову НМС:

• Нервно-мышечное соединение;
• Моторная концевая пластинка.

Аксоны нервных клеток на своих окончаниях теряют миелиновую оболочку , ветвятся, и концевые веточки аксона утолщаются. Это пресинаптическая терминаль или бляшка или пуговка , которая погружается в углубление на поверхности мышечного волокна.

Покрывающая концевую веточку аксона поверхностная мембрана называется пресинаптической мембраной , т.е. это мембрана, покрывающая поверхность синаптической бляшки (терминали аксона).

Мембрана, покрывающая мышечное волокно в области синапса, называется постсинаптической мембраной , или концевой пластинкой. Она имеет извитую структуру, образуя многочисленные складки, уходящие вглубь мышечного волокна, за счет чего увеличивается площадь контакта.

На постсинаптической мембране находятся белковые структуры — рецепторы , способные связывать медиатор . В одном синапсе количество рецепторов достигает 10-20 млн.

Между пре- и постсинаптическими мембранами находится синаптическая щель , размеры ее в среднем 50 нм, она открывается в межклеточное пространство и заполнена межклеточной жидкостью .

В синаптической щели находится мукополисахаридное плотное вещество в виде полосок, мостиков и содержится фермент ацетилхолинэстераза .

В пресинаптической терминали находится большое количество пузырьков или везикул , заполненных медиатором — химическим веществом посредником, осуществляющим передачу возбуждения.

В нервно-мышечном синапсе медиатор — ацетилхолин (АХ).

АХ синтезируется из холина и уксусной кислоты (ацетил-коэнзима А) с помощью фермента холинэстеразы. Эти вещества перемещаются из тела нейрона по аксону к пресинаптической мембране. Здесь в пузырьках происходит окончательное образование АХ.

3 фракции медиатора:

1. Первая фракция — доступная — располагается рядом с пресинаптической мембраной.
2. Вторая фракция — депонированная — располагается над первой фракцией.
3. Третья фракция — диффузно рассеянная — наиболее удаленная от пресинаптической мембраны.

Механизм синаптической передачи

Ионы Ca вызывают образование специального белкового комплекса , который включает в себя везикулу и структуры, расположенные непосредственно около пресинаптической мембраны.

Они связаны между собой так называемыми белками экзоцитоза.

Часть белков расположена на везикулах (синапсин, синаптотагмин, синаптобревин), а часть — на пресинаптической мембране (синтаксин, синапсо-ассоциированный белок). Данный комплекс получил название секретосома .

Излитию содержимого пузырька в щель способствует белок синаптопорин , формирующий канал, по которому идет выброс медиатора.

Квант медиатора — количество молекул, содержащихся в одной везикуле.

На 1 ПД выбрасывается 100 квантов АХ.

На постсинаптической мембране возникает потенциал концевой пластинки (ПКП). Он является аналогом локального ответа (ЛО).

Потенциал действия на постсинаптической мембране не возникает ! Он формируется на соседней мембране мышечного волокна.

• связывание с рецептором,
• разрушение ферментов (ацетилхолинэстеразой),
• обратное поглощение в пресинаптическую мембрану,
• вымывание из щели и фагоцитоз.

События в синапсе :

1. ПД приходит к терминали аксона;
2. Он деполяризует пресинаптическую мембрану;
3. Ca2+ входит в терминаль, что приводит к выделению АХ;
4. В синаптическую щель выделяется медиатор АХ;
5. Он диффундирует в щель и связывается с рецепторами постсинаптической мембраны;
6. Меняется проницаемость постсинаптической мембраны для ионов Na+;
7. Ионы Na+ проникают в постсинаптическую мембрану и уменьшают ее заряд — возникает потенциал концевой пластинки (ПКП) .

На самой постсинаптической мембране ПД возникнуть не может, так как здесь отсутствуют потенциалзависимые каналы, они являются хемозависимыми!

1. ПКП суммируются и достигают КУД на соседнем участке мышечного волокна, что приводит к возникновению ПД и его распространению по мышечному волокну (около 5 м/с).

Достигнув пороговой величины, то есть КУД, ПКП возбуждает соседнюю (внесинаптическую) мембрану мышечного волокна за счет местных круговых токов.

Особенности проведения возбуждения в нервно-мышечном синапсе

Одностороннее проведение возбуждения — только в направлении от пресинаптического окончания к постсинаптической мембране.

Суммация возбуждения соседних постсинаптических мембран.

Синаптическая задержка — замедление в проведении импульса от нейрона к мышце составляет 0,5-1 мс. Это время затрачивается на секрецию медиатора, его диффузию к постсинаптической мембране, взаимодействие с рецептором, формирование ПКП, их суммацию.

Низкая лабильность — она составляет 100-150 имп/с для сигнала, что в 5-6 раз ниже лабильности нервного волокна.

Чувствительность к действию лекарственных веществ, ядов, БАВ, выполняющих роль медиатора.

Утомляемость химических синапсов — выражается в ухудшении проводимости вплоть до блокады в синапсе при длительном функционировании синапса. Главная причина утомляемости — исчерпание запасов медиатора в пресинаптическом окончании.

Законы проведения возбуждения по нервам:

1. Закон функциональной целостности нерва.
2. Закон изолированного проведения возбуждения.
3. Закон двустороннего проведения возбуждения.

В зависимости от скорости проведения возбуждения нервные волокна подразделяются на 3 группы: A, B, C. В группе A выделяют 4 подгруппы: альфа, бетта, гамма и сигма.

Физиология мышечных волокон

• скелетная (40-50% массы тела),
• сердечная (менее 1%),
• гладкая (8-9%).

Физиологические свойства скелетных мышц:

1. Возбудимость — способность отвечать на действие раздражителя возбуждением.
2. Проводимость — способность проводить возбуждение из места его возникновения к другим участкам мышцы.
3. Лабильность — способность мышцы сокращаться в соответствии с частотой действия раздражителя (200-300 Гц для скелетной мышцы).
4. Сократимость — для мышцы является специфическим свойством — это способность мышцы изменять длину или напряжение в ответ на действие раздражителя.

Физические свойства скелетных мышц:

1. Растяжимость — способность мышцы изменять длину под действием растягивающей силы.
2. Эластичность — способность мышцы восстанавливать первоначальную длину или форму после прекращения действия растягивающей силы.
3. Силы мышц — способность мышцы поднять максимальный груз.
4. Способность мышцы совершать работу.

Режимы сокращения:

• Изотонический,
• Изометрический,
• Ауксотонический.

Изотонический режим — сокращение мышцы происходит с изменением ее длины без изменения напряжения (тонуса) (напр.: сокращение мышц языка).

Изометрический режим — длина постоянная, увеличивается степень мышечного напряжения (тонуса) (напр.: при поднятии непосильного груза).

Ауксотонический режим — одновременно изменяется длина и напряжение мышцы (характерен для обычных двигательных актов).

Механизм сокращения поперечно-полосатых мышц

Любая скелетная мышца состоит из мышечных волокон, которые, в свою очередь, состоят из множества тонких нитей — миофибрилл , расположенных продольно. Каждая миофибрилла состоит из протофибрилл — нитей сократительных белков: миозина (миозиновая протофибрилла), актина (актиновая протофибрилла).

Кроме сократительных белков в миофибрилле имеются два регуляторных белка: тропомиозин и тропонин .

Миозиновые волокна соединены в толстый пучок, от которого в торону актиновых нитей отходят поперечные мостики. У каждого мостика выделяют шейку и головку.

Нить актина располагается в виде 2 скрученных ниток бус. На ней имеются актиновые центры.

Тропомиозин в виде спиралей оплетает поверхность актина, закрывая в покое ее центры. Одна молекула тропомиозина контактирует с 7 молекулами актина.

Тропонин образует утолщение на конце каждой нити тропомиозина.

Под влиянием возникшего в мышечном волокне ПД из саркоплазматического ретикулума (СПР — депо Ca2+) высвобождаются ионы Ca. Кальций связывается с тропонином, который смещает тропомиозиновый стержень, что приводит к открытию актиновых центров.

В результате, к актиновым центрам присоединяются головки поперечных миозиновых мостиков.

Процесс расслабления происходит в обратной последовательности с использованием энергии АТФ за счет функционирования кальциевого насоса.

При отсутствии повторного импульса ионы Ca не поступают из СПР. В результате отсутствия Ca-тропонинового комплекса, тропомиозин возвращается на свое прежнее место, блокируя актиновые центры актина. Актиновые протофибриллы легко скользят в обратном направлении благодаря эластичности мышцы, и мышца удлиняется (расслабляется).

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.

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.

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.

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: