פוטנציאלים פוסט-סינפטיים. יצירת פוטנציאלים פוסט-סינפטיים מעוררים או מעכבים פוטנציאל פוסט-סינפטי מעורר מוביל ל

שדות טקסט

שדות טקסט

arrow_upward

הקוונטים המתווכים המשתחררים דרך הממברנה הפרה-סינפטית מתפזרות דרך השסע הסינפטי אל הממברנה הפוסט-סינפטית, שם הם נקשרים לקולטני תאים כימיים מיוחדים ספציפיים למולקולות המתווך. הקומפלקס המתווך-קולטן הנוצר על גבי הממברנה הפוסט-סינפטית מפעיל תעלות ממברנות רגישות לכימות, מה שמגביר את חדירות הממברנה ליונים ומשנה את פוטנציאל המנוחה שלה. בהיעדר פעימות עירור, שינויים קצרי טווח אלו בחדירות יוצרים שיאים בעלי משרעת קטנה מאוד, הנקראים פוטנציאלים פוסט-סינפטיים מיניאטוריים, הנובע עם מרווח זמן לא קבוע (בממוצע, בערך 1 שניות), אך תמיד באותה משרעת. כתוצאה מכך, פוטנציאלים מיניאטוריים הם תוצאה של שחרור ספונטני ואקראי של קוואנטות מתווך יחיד. כאשר מגיע דחף עצבי לממברנה הפרה-סינפטית, מספר הקוונטים של המתווך המשוחרר גדל בחדות, ונוצרים בו-זמנית קומפלקסים רבים של "מתווך-קולטן" המשתתפים ביצירת הפוטנציאל הפוסט-סינפטי.

פוטנציאל פוסט-סינפטי מעורר

שדות טקסט

שדות טקסט

arrow_upward

בסינפסות מעוררות של מערכת העצבים, המתווך יכול להיות אצטילכולין, נוראדרנלין, דופמין, סרוטונין, חומצה גלוגמית, חומר P, וכן קבוצה גדולה של חומרים נוספים שהם, אם לא מתווכים במובן הישיר, אז לפחות מאפננים. (שינוי יעילות) של שידור סינפטי. נוירוטרנסמיטורים מעוררים גורמים להופעה על הממברנה הפוסט-סינפטית פוטנציאל פוסט-סינפטי מעורר(VPSP). היווצרותו נובעת מכך שהקומפלקס המתווך-קולטן מפעיל תעלות Na של הממברנה (וכנראה גם תעלות Ca) וגורם לדפולריזציה של הממברנה עקב כניסת נתרן לתא. במקביל, ישנה ירידה בשחרור יוני K+ מהתא. עם זאת, המשרעת של EPSP בודד היא די קטנה, ויש צורך בהפעלה בו-זמנית של מספר סינפסות מעוררות כדי להפחית את מטען הממברנה לרמה קריטית של דה-פולריזציה.

EPSPs שנוצרו על הממברנה הפוסט-סינפטית של סינפסות אלו מסוגלים סיכמוחַדרָן,הָהֵן. להגביר אחד את השני, מה שמוביל לעלייה במשרעת ה-EPSP (סיכום מרחבי).

משרעת ה-EPSP עולה ועם עלייה בתדירות הדחפים העצביים המגיעים לסינפסה (זְמַן סיכום משתנה), מה שמגדיל את מספר קוונטות המתווך המשתחררות לתוך השסע הסינפטי.

תהליך הדפולריזציה הרגנרטיבית ספונטנית מתרחש בנוירון, בדרך כלל במקום בו תא האקסון עוזב את גוף התא, במה שמכונה גבעת האקסון, שם האקסון עדיין לא מכוסה במיאלין וסף העירור הוא הנמוך ביותר. לפיכך, EPSPs המופיעים בחלקים שונים של ממברנת הנוירון ועל הדנדריטים שלו מתפשטים אל האקסון קוליקולוס, שם הם מסוכמים, משחררים את הממברנה לרמה קריטית ומובילים להופעת פוטנציאל פעולה.

פוטנציאל פוסט-סינפטי מעכב

שדות טקסט

שדות טקסט

arrow_upward

בסינפסות מעכבות פועלים בדרך כלל נוירוטרנסמיטורים אחרים, מעכבים. ביניהם, חומצת האמינו גליצין (סינפסות מעכבות של חוט השדרה), חומצה גמא-אמינו-בוטירית (GABA), מתווך מעכב בנוירונים במוח, נחקרות היטב. יחד עם זאת, לסינפסה המעכבת עשוי להיות מתווך זהה לסינפסה המעוררת, אך אופי שונה של קולטני הממברנה הפוסט-סינפטית. לפיכך, עבור אצטילכולין, אמינים ביוגניים וחומצות אמינו, לפחות שני סוגים של קולטנים יכולים להתקיים על הממברנה הפוסט-סינפטית של סינפסות שונות, וכתוצאה מכך, קומפלקסים שונים של קולטן מתווך יכולים לגרום לתגובות שונות של תעלות רגישות לקולטן. להשפעה מעכבת, תגובה כזו עשויה להיות הפעלה של תעלות אשלגן, הגורמת לעלייה בשחרור יוני אשלגן כלפי חוץ ולהיפרפולריזציה של הממברנה. השפעה דומה בסינפסות מעכבות רבות היא הפעלת תעלות לכלור, מה שמגביר את ההובלה שלו לתוך התא. השינוי בפוטנציאל הממברנה המתרחש במהלך היפרפולריזציה נקרא בֶּלֶםפוטנציאל פוסט-סינפטי(TPSP). איור 3.5 מציג את המאפיינים המבדילים של EPSP ו-IPSP. עלייה בתדירות של דחפים עצביים המגיעים לסינפסה מעכבת, כמו גם בסינפסות מעוררות, גורמת לעלייה במספר כמות המשדרים המעכבים המשתחררות לתוך השסע הסינפטי, אשר, בהתאם, מגדילה את משרעת ההיפרפולריזציה של IPSP. עם זאת, IPSP אינו מסוגל להתפשט על פני הממברנה וקיים רק באופן מקומי.

כתוצאה מ-IPSP, רמת פוטנציאל הממברנה מתרחקת מהרמה הקריטית של דה-פולריזציה, והעירור הופך לבלתי אפשרי לחלוטין, או שעירור דורש סיכום של EPSPs שהם הרבה יותר גדולים במשרעת, כלומר. נוכחות של זרמי עירור גבוהים משמעותית. עם הפעלה בו-זמנית של סינפסות מעוררות ומעכבות, משרעת ה-EPSP יורדת בחדות, מכיוון שזרימת הדפולריזציה של יוני Na + מתפצת על ידי שחרור בו-זמני של יוני K + בסוגים מסוימים של סינפסות מעכבות או כניסת יוני SG לאחרות, אשר נקרא לַעֲקוֹף EPSP.

איור.3.5. סינפסות מעוררות (B) ומעכבות (T) והפוטנציאל שלהן.

RMP - פוטנציאל ממברנה מנוחה.
החצים בסינפסות מראים את כיוון הזרם.

בהשפעת רעלים מסוימים עלולה להתרחש חסימה של סינפסות מעכבות במערכת העצבים, מה שגורם לעירור בלתי מבוקרת של מכשירי רפלקס רבים ומתבטא בצורה של עוויתות. כך פועל סטריכנין, הקושר באופן תחרותי את הקולטנים של הממברנה הפוסט-סינפטית ואינו מאפשר להם ליצור אינטראקציה עם המתווך המעכב. רעלן טטנוס, המשבש את שחרור הנוירוטרנסמיטר המעכב, גם מעכב סינפסות מעכבות.

קל להבחין בין שני סוגי עיכוב במערכת העצבים: ראשוני ו מִשׁנִי

Moiseeva L.A. תכנית הקורס - פיזיולוגיה של מערכת העצבים המרכזית ופעילות עצבית גבוהה יותר (מסמך)

תקציר - פיזיולוגיה של כאב ומערכת אנטי-ציספטיבית (תקציר)

סמירנוב ו.מ. נוירופיזיולוגיה ופעילות עצבית גבוהה יותר של ילדים ומתבגרים (מסמך)

פרויקט הקורס - פיזיולוגיה של מערכת העצבים המרכזית (עבודת קורס)

Kuznetsov V.I., Bozhko A.P., Gorodetskaya I.V. פיזיולוגיה רגילה (מסמך)

תשובות לכרטיסים ב-CNS Physiology (Cheat Sheet)

תשובות לבחינה אנטומיה של מערכת העצבים המרכזית (Cheat Sheet)

ספרס - פיזיולוגיה של מערכת העצבים המרכזית. (MOSA) (גיליון רמאות)

בקרה - תיאור קצר של המחלקות העיקריות של מערכת העצבים המרכזית (עבודת מעבדה)

n1.doc

עיכוב פוסט-סינפטי .

עיכוב קדם-סינפטי .

1. 
   תפקידי התלמוס.

התלמוס הוא תצורה זוגית מאסיבית המכילה כ-120 גרעיני חומר אפור.

הפעילות של התלמוס קשורה קשר הדוק לניתוח של אותות אפרנטיים, עם ויסות המצב התפקודי של האורגניזם. זה יוצר אינטראקציה עם הקורטקס b.p.

התלמוס כולל את התלמוס עצמו, ולאחר מכן את המטהלמוס (הגופים המדיאליים והצדדיים) ואת הכרית.

על פי קריטריונים מורפולוגיים, כל הגרעינים של התלמוס משולבים ל-6 קבוצות:

1. 
   קבוצה קדמית;
2. 
   גרעיני קו אמצע (גרעין פארא-חדרי, חומר אפור מרכזי);
3. 
   קבוצה מדיאלית;
4. 
   קבוצה לרוחב (גרעין רשתי);
5. 
   קבוצה אחורית (גופים ג'יניקוליים לרוחב ומדיאלי, כרית);
6. 
   קבוצת היפנים.

על פי התפקיד התפקודי בפעילות מערכת העצבים בתלמוס, נבדלים הגרעינים הבאים:

• 
  ספֵּצִיפִי;
• 
  לא ספציפי;
• 
  אסוציאטיבי.

גרעינים ספציפיים של התלמוס.הגרעינים הספציפיים של התלמוס מאופיינים בתכונות הבאות. לגרעינים אלה יש השלכה מקומית לתוך אזורים מוגדרים בקפדנות של הקורטקס. הם מחוברים באופן מונוסינפטי עם נוירונים של השכבות השלישית והרביעית של הקורטקס. בגרעינים ספציפיים, דחפים אפרנטיים מוחלפים מהגרעינים התחושתיים של המבנים הבסיסיים. עיקר התאים הם מה שנקרא. ממסר(להחליף) תאים. גירוי של כל אזור קולטן גורם תחילה לתגובה בצורה של פוטנציאל בגרעין הספציפי המתאים. ואז הגירוי של הגרעין עצמו גורם לתגובה כבר באזור קליפת המוח מסוים.

ארגון אקטואלי מתבטא בכל גרעין, כלומר. כל אזור בעור, הרשתית וכו'. מתאים לאזור מסוים של התלמוס.

מערכת השמיעה מקרינה לתוך הגופים הגניקולריים המדיאליים, שהם הרמה הפרה-קורטיקלית של ניתוח אותות שמיעתי. ריגושים מנוירונים רבים של הקוליקולוס האחורי של המוח התיכון יכולים להתכנס לאותם נוירונים של הגוף המדיאלי.

מערכת החישה החזותית ברמת התלמוס מיוצגת על ידי הגופים הגניקולריים הצדדיים. הם נחשבים למורכבים ביותר מבין הגרעינים הספציפיים של התלמוס. מהם, הסיבים הולכים לשדות ה-17 וה-18 של הקורטקס (אזור העורף).

בנוסף לחושי, גרעיני הממסר של התלמוס כוללים גם גרעינים מוטוריים וגרעינים של הקבוצה הקדמית. זהו קומפלקס יחיד. IN גרעינים מוטורייםההשפעה משתנה, מגיעה מגרעיני המוח הקטן, הכדור החיוור, הווסטיבולרי והפרופריורצפטורים אל הקורטקס המוטורי.

פונקציית ממסר גרעינים של הקבוצה הקדמיתמורכב מהעברת דחפים מגופי הממילי של ההיפותלמוס למערכת הלימבית. לפעמים גרעינים של הקבוצה הקדמית מופנים למערכת הלימבית (מעגל פאפז).

לפיכך, גרעינים ספציפיים הם החלק החשוב ביותר במערכות החושיות והמוטוריות העיקריות, והרס גרעיני ממסר מוביל לאובדן מוחלט ובלתי הפיך של הפרעות הרגישות או התנועה המתאימות (Fiziology central ..., 2000).

גרעינים לא ספציפיים של התלמוס. הם אינם שייכים למערכת חושית או מוטורית ספציפית, מבחינה מורפולוגית ותפקודית הם משויכים למערכות רבות ומשתתפים יחד עם ה-RF ביישום של פונקציות לא ספציפיות. לרשתות העצביות של גרעינים אלה יש מבנה רטיקולרי: רשת צפופה של נוירונים עם דנדריטים ארוכים וחלשים מסועפים.

התקשורת בגרעינים לא ספציפיים עם הקורטקס היא בעיקר פוליסינפטית, הסיבים הולכים לכל שכבות הקורטקס. הם מוקרנים לתוך קליפת המוח בצורה מפוזרת יותר מאשר אלה ספציפיים. מידע אפרנטי מגיע אליהם בעיקר מה-RF, כמו גם מההיפותלמוס, מהמערכת הלימבית, מהגנגליונים הבסיסיים ומגרעינים ספציפיים של התלמוס. גרעינים לא ספציפיים מקבלים גם אותות מגרעינים ספציפיים.

ככלל, גירוי חשמלי בודד של גרעינים אלה אינו גורם לתגובה אחת של הקורטקס. גירוי קצבי בתדר נמוך מוביל לתגובת סנכרון של הפעילות הביו-אלקטרית של המוח, וגירוי בתדר גבוה מוביל לדה-סינכרון (תגובת הפעלה קורטיקלית). תגובה זו נרשמת באזורים לא ספציפיים של הקורטקס, tk. באופן ספציפי הוא מדוכא על ידי דחף ספציפי.

לגרעינים לא ספציפיים של התלמוס יש השפעה מווסתת על הקורטקס, כלומר. לווסת את מצבו התפקודי. הם משנים את התגובתיות שלו לאותות ספציפיים. כמו במקרה של RF, הפעילות של המערכת התלמית הלא ספציפית קשורה קשר הדוק למנגנוני התפתחות השינה, ויסות עצמי של המצב התפקודי ו-GNI.

המערכות הספציפיות והלא ספציפיות של התלמוס מקיימות אינטראקציה זו עם זו. אז התברר שאם מערכת לא ספציפית משפרת מערכת ספציפית, אז ספציפית מדכאת מערכת לא ספציפית (Physiology of the central ..., 2000).

גרעינים אסוציאטיביים של התלמוס.אלו הן מחלקות התלמוס שהן האחרונות להבדיל באבולוציה, אך גם המתפתחות באופן פעיל ביותר.

הסיבים מגרעינים אלו מופנים בעיקר לאזורים האסוציאטיביים של הקורטקס ובחלקם לאזורי הקרנה ספציפיים. הקשרים עם הקורטקס הם לרוב מונו-סינפטיים. האותות האפרנטיים העיקריים מגיעים מגרעינים אחרים של התלמוס, ולא מהפריפריה.

גירוי חשמלי של הגרעינים האסוציאטיביים של התלמוס גורם לתגובות באזורים האסוציאטיביים של הקורטקס. רבים מהגרעינים הללו מסוגלים להגיב לגירויים מתשומות חושיות שונות, חלקם בדרך כלל מגיבים רק לגירויים מורכבים. עוררות של מערכות חישה שונות יכולות לקיים בהן אינטראקציה, כלומר. הם מבצעים שילוב של דחפים מכל מערכות החישה.

בנוסף להעברת השפעות הקרנה לקליפת המוח, נוירונים תלאמיים עצמם יכולים לסגור מסלולי רפלקס ללא השתתפות הקורטקס ובכך לבצע באופן עצמאי פונקציות רפלקס מורכבות (Fiziologiya Tsentralnaya…, 2000).

תכונות אחרות של התלמוס. IPSPs ארוכים למדי (כ-100 אלפיות השנייה) תועדו בנוירונים תלאמיים. העיכוב תורם ליצירת ניגוד מרחבי סביב המוקד הנרגש, וגם מבטיח סנכרון של פעילות עצבית בשל העובדה שהעירור של נוירונים רבים מושפע מיידית מתהליכים מעכבים.

התלמוס הוא המרכז הגבוה ביותר של רגישות לכאב. הוא מנתח אותות כאב ומארגן תגובות כאב. דחפים העוברים לנוירונים של התלמוס מאזורים פגועים בגוף מפעילים נוירונים אלה וגורמים לכאב. לפיכך, תחושות כאב קשורות לעירור של נוירונים לא ספציפיים של התלמוס; זה אינו מצריך השתתפות של הקורטקס. יחס סובייקטיבי לגירוי כואב כבר נוצר בקליפת המוח (Human Physiology, 1996) (Chrestomat. 10.1).

1. 
   פונקציות של ההיפותלמוס.

זהו מבנה עתיק למדי, ולכן, בכל החולייתנים היבשתיים, המבנה שלו זהה בערך. אין לו גבולות ברורים. זהו החלק המרכזי של הדיאנצפלון. שלושה אזורים נבדלים בהיפותלמוס: periventricular (רצועה דקה הסמוכה לחדר השלישי), מדיאלי (האזור ההיפופיזיוטרופי, האזור הפראופטי נמצא בו), לרוחב (אין תצורות גרעיניות ברורות).

ההיפותלמוס מווסת את כל התהליכים הדרושים לשמירה על הומאוסטזיס. הוא משמש כמרכז אינטגרטיבי חשוב לתפקודים סומטיים, אוטונומיים ואנדוקריניים.

היפותלמוס צדדייוצר קשרים דו-צדדיים עם התלמוס, המערכת הלימבית והאזור הלימבי של המוח התיכון. אותות מקולטנים ומשטח הגוף נכנסים להיפותלמוס דרך המסלולים הספינוריטיקולריים העוברים אליו דרך התלמוס או האזור הלימבי של המוח התיכון. המסלולים היורדים (העפרנטיים) של ההיפותלמוס נוצרים על ידי מסלולים פוליסינפטיים העוברים כחלק מהיווצרות הרטיקולרית.

ההיפותלמוס המדיאליקשור לרוחב, וגם מקבל אותות מחלקים רבים אחרים של המוח, מהדם ונוזל השדרה, ומעביר אותות לבלוטת יותרת המוח.

בחלק המדיאלי של ההיפותלמוס ישנם נוירונים מיוחדים המגיבים להרכב הדם והנוזל השדרתי ויוצרים מספר מרכזים חשובים (Human Physiology, 1996).

1. 
   מרכז הרעב והשובע.אזור זה (גרעינים חיצוניים ואמצעיים) מווסת התנהגות האכלה מורכבת. הנוירונים של מרכז הרעב הם גלוקורצפטורים המופעלים כאשר ריכוז הגלוקוז וחומרי המזון האחרים (חומצות אמינו, חומצות שומן) בדם יורד, והנוירונים של מרכז הרוויה, להיפך, מופעלים כאשר התוכן של אלו. חומרים בדם עולים.
2. 
   מרכז הצמא ושביעות רצונו.המרכז להתנהגות שתייה מאורגן בצורה דומה. גירוי של מבנים הממוקמים החוצה מהגרעין הסופראופטי מוביל לעלייה חדה בצריכת הנוזלים, והרס של מבנים אלה מוביל לדחייה מוחלטת של מים. הנוירונים של מרכז הצמא מגיבים לשינויים בלחץ האוסמוטי (במחסור במים, הלחץ האוסמוטי של הדם עולה, מה שגורם להפעלת נוירונים היפותלמוס). תהליך זה מפעיל מספר תגובות התנהגותיות מורכבות שמטרתן מציאת מים, הפחתת הפרשת נוזלים מהגוף, מה שאמור להוביל לירידה בלחץ האוסמוטי.
3. 
   מרכז ויסות חום.הנוירונים של מרכז זה של ההיפותלמוס הם תרמורצפטורים המגיבים לטמפרטורה של הדם השוטף אותם. גירוי של קבוצת הגרעינים האחורית מוביל לעלייה בטמפרטורת הגוף כתוצאה מעלייה בייצור החום עקב תהליכים מטבוליים מוגברים ורעד של שרירי השלד (תרמוגנזה רועדת). גירוי הגרעינים הפרה-חדריים מוביל לירידה בטמפרטורה עקב הזעה מוגברת, התרחבות לומן של כלי העור ועיכוב רעד בשרירים.
4. 
   המרכז להתנהגות מינית.מרכז זה מעורב בוויסות של מכלול של פונקציות הקשורות לרבייה. הרס מבודד של אזור הפקעת האפורה מוביל לאטרופיה של הגונדות, ועם גידול של אזור זה, לעתים קרובות נצפתה התבגרות מואצת. מקרים של הפיכת מאפיינים מיניים גבריים לנקבות מתוארים במקרה של נזק לאזורים האמצעיים של ההיפותלמוס. כמחצית מהחולים עם פתולוגיה של ההיפותלמוס סבלו מתפקוד לקוי של מערכת הרבייה. ניסויים הראו שלמבנים של החלקים הקדמיים של ההיפותלמוס יש השפעה מאיץ על ההתפתחות המינית, בעוד למבנים של החלקים האחוריים יש השפעה מעכבת.
5. 
   מרכז התוקפנות, הזעם ומרכז ההנאה.ניסויים עם בעלי חיים על גירוי עצמי, כאשר ניתנה להם ההזדמנות לשלוח דחפים חשמליים לחלקים מסוימים של ההיפותלמוס, הראו שיש שם מרכזים שגירוים גרם לתחושות נעימות. מרכז ההנאה, הממוקם בהיפותלמוס האחורי, באינטראקציה עם מבנים אחרים של המערכת הלימבית, מעורב בארגון הספירה הרגשית ובהתנהגות המינית.

כאשר המבנים של ההיפותלמוס הקדמי מגורים, בעלי החיים חווים תגובות של פחד וזעם, מה שמעיד על קיומו של מרכז מקביל הקשור להכללה של רגשות שליליים.

1. 
   מרכז הוויסות של מחזור שינה-ערות.בהיפותלמוס ישנם מבנים המעורבים בוויסות חילופי הערות והשינה. לפיכך, גירוי של החלק הצדדי של האזור הפרה-אופטי הבסיסי בבעלי חיים משרה שינה ושינויים נלווים בפעילות הביו-אלקטרית של המוח. בבני אדם, נגעים של ההיפותלמוס מלווים לרוב בהפרעות שינה ושינויי EEG האופייניים לשינה. הגרעין העל-כיאסמטי של ההיפותלמוס הוא החוליה החשובה ביותר בארגון הביוריתמים, המנגנון המרכזי של "השעון הביולוגי" המארגן את המחזורים היומיומיים (Fiziologiya central..., 2000).

אזורים של ההיפותלמוס, שגירוים מוביל לתגובות התנהגותיות, חופפים באופן משמעותי; הם אינם מבנים מוגדרים היטב (Chrestomat. 10.2).

באמצעות מנגנונים עצביים, החלק המדיאלי של ההיפותלמוס שולט על הנוירוהיפופיזה, ובעזרת מנגנונים הומוראליים, האדנוהיפופיזה. לפיכך, אזור זה מהווה קשר ביניים בין מערכת העצבים והאנדוקרינית, אשר ממלא תפקיד חשוב בוויסות הנוירו-הומורלי של כל תפקודי הגוף.

1. 
   סרוטונין: אתרי סינתזה ותפקודים.

1. 
   עיכוב פוסט-סינפטי ופרה-סינפטי.

פעולתו של המתווך על הממברנה הפוסט-סינפטית של סינפסה כימית מביאה להופעת פוטנציאל פוסט-סינפטי בה. פוטנציאלים פוסט-סינפטיים יכולים להיות משני סוגים:

• 
  depolarizing (מרגש);
• 
  היפרפולריזציה (מעכב).

פוטנציאלים פוסט-סינפטיים מעוררים (EPSPs)בשל הזרם הכולל הנכנס של מטענים חיוביים לתא. זרם זה עשוי לנבוע ממוליכות ממברנה מוגברת עבור נתרן, אשלגן ואולי יונים אחרים כגון סידן.

כתוצאה מכך, פוטנציאל הממברנה עובר לאפס (הופך לפחות שלילי). למעשה, הערך של EPSP תלוי אילו יונים עברו דרך הממברנה ומהו יחס החדירות ליונים אלו. תנועות של יונים שונות מתרחשות בו זמנית, ועוצמתן תלויה בכמות המתווך המשוחרר.

לפיכך, פוטנציאלים פוסט-סינפטיים הם תגובות הדרגתיות (המשרעת שלהם תלויה בכמות המתווך המשתחרר או בעוצמת הגירוי). בכך הם שונים מפוטנציאל הפעולה, המציית לחוק הכל או כלום.

EPSP נדרש ליצירת דחף עצבי (NP). זה קורה אם ה-EPSP מגיע לערך הסף. לאחר מכן, התהליכים הופכים לבלתי הפיכים, ומתרחשת PD.

אם נפתחות תעלות בממברנה המספקות את כל הזרם היוצא של מטענים חיוביים (יוני אשלגן) או את הזרם הנכנס של מטענים שליליים (יוני כלור), אז התא מתפתח פוטנציאל פוסט-סינפטי מעכב (IPSP). זרמים כאלה יובילו לשמירה על פוטנציאל הממברנה ברמת פוטנציאל המנוחה או להיפרפולריזציה כלשהי (Shepherd G., 1987).

עיכוב סינפטי כימי ישיר מתרחש כאשר מופעלים תעלות עבור יוני כלוריד בעלי מטען שלילי. גירוי של תשומות מעכבות גורם להיפרפולריזציה קלה של התא - פוטנציאל פוסט-סינפטי מעכב (IPSP). גליצין וחומצה גמא-אמינו-בוטירית (GABA) זוהו כמתווכים הגורמים ל-IPSP; הקולטנים שלהם מחוברים לתעלות עבור כלור, וכאשר מתווכים אלה מקיימים אינטראקציה עם הקולטנים שלהם, יוני כלוריד עוברים לתוך התא ופוטנציאל הממברנה עולה (עד -90 או -100 mV). תהליך זה נקרא עיכוב פוסט-סינפטי .

עם זאת, במקרים מסוימים לא ניתן להסביר עיכוב רק במונחים של שינויים פוסט-סינפטיים בהולכה. ג'יי אקלס ומשתפי הפעולה שלו גילו מנגנון עיכוב נוסף בחוט השדרה של יונקים - עיכוב קדם-סינפטי . כתוצאה מעיכוב פרה-סינפטי, יש ירידה בשחרור המתווך מסופים מעוררים. במהלך עיכוב פרה-סינפטי, אקסונים מעכבים יוצרים מגע סינפטי עם הקצוות של אקסונים מעוררים. GABA הוא המתווך הנפוץ ביותר של עיכוב קדם-סינפטי. כתוצאה מפעולת ה-GABA על הקצה הפרה-סינפטי, ישנה גם עלייה משמעותית במוליכות לכלור וכתוצאה מכך ירידה באמפליטודה של AP בסיום הפרה-סינפטי.

המשמעות התפקודית של שני סוגי העיכוב הללו ב-CNS שונה מאוד. עיכוב פוסט-סינפטי מפחית את ההתרגשות של התא כולו בכללותו, מה שהופך אותו לפחות רגיש לכל התשומות המעוררות. עיכוב קדם-סינפטי הוא הרבה יותר ספציפי ובררני. הוא מכוון לקלט ספציפי, מה שמאפשר לתא לשלב מידע מתשומות אחרות (Human Physiology, 1996).

1. 
   קריטריונים (סימנים) של המגשר.

1. קריטריונים של מגשר:

• 
  החומר חייב להיות נוכח בגוף הנוירון ובריכוז גבוה יותר בקצה הסינפטי;
• 
  בגוף או בקצה הסינפטי חייבת להיות מערכת לסינתזה וריקבון של חומר זה;
• 
  חומר זה צריך להשתחרר מהקצה הסינפטי לתוך השסע הסינפטי במהלך עירור טבעי או במהלך גירוי מלאכותי;
• 
  כאשר הוא מוכנס לתוך השסע הסינפטי, החומר הזה צריך להיות בדיוק את אותן השפעות כמו כאשר משוחרר באופן טבעי מהסוף;
• 
  חייבים להיות קולטנים ספציפיים לחומר נתון על הממברנה הפוסט-סינפטית.

ג'יי אקלס ניסח מושג הספציפיות הפונקציונלית: אופי הפעולה הסינפטית נקבע לא על ידי המתווך עצמו (לא על פי אופיו הכימי), אלא על פי תכונות הקולטנים של הממברנה הפוסט-סינפטית. לאותו מתווך יכולות להיות השפעות שונות בהתאם לקולטנים שהוא פועל עליהם.

2. תכונות של נוירומודולטורים:

• 
  לנוירומודולטורים אין השפעה פיזיולוגית עצמאית, הם רק משנים את השפעת המתווך;
• 
  פעולת המודולטור מתפתחת לאט יותר מפעולת המתווך, אך נמשכת זמן רב יותר;
• 
  נוירומודולטורים נוצרים לא רק בנוירון, אלא יכולים להשתחרר גם מתאי גליה;
• 
  פעולת המאפנן אינה מתוזמנת בהכרח להופעת גירוי עצבי;
• 
  המטרה של המאפנן יכולה להיות לא רק קולטנים פוסט-סינפטיים, היא יכולה לפעול על חלקים שונים של הנוירון, וגם להשפיע על תהליכים תוך-תאיים (Chrestomat. 5.1).

1. 
   פונקציות של חוט השדרה.

חוט השדרה הוא החלק המאורגן בפשטות של מערכת העצבים המרכזית, המבצע פונקציות רפלקס והולכה. פונקציית מנצחמורכב מהולכת אותות מקולטנים ושרירים עד לחלקים הגבוהים יותר של המוח, ו רֶפלֶקס- ביישום רפלקסים. בנוסף לשתי הפונקציות הללו, מרכזי מערכת העצבים האוטונומית (האוטונומית) ממוקמים בחוט השדרה. בחוט השדרה החזה, המותני העליון וחוט השדרה, החומר האפור יוצר קרניים לרוחב, שבהן נמצאים גופם של הנוירונים האוטונומיים הראשונים (הפרגנגליונים).

רפלקס הוא תגובה סטריאוטיפית של הגוף לכל השפעה (חיצונית או פנימית). המצע האנטומי של הרפלקס הוא קשת הרפלקס. הסכימה הכללית של מבנה קשת הרפלקס: קולטנים? מסלול אפרנטי? CNS? מסלול efferent? אפקטור (שרירי שלד, תאי שריר חלק, תאי בלוטות).

הרפלקס מאופיין בזמן הרפלקס - הזמן מרגע הגירוי ועד להופעת תגובה, המורכב מהתהליכים הבאים:

• 
  זמן הולכה לאורך סיבים אפרנטיים ופורעים;
• 
  זמן שינוי גירוי בקולטן;
• 
  זמן העברת המידע בסינפסות למערכת העצבים המרכזית (עיכוב סינפטי);
• 
  זמן העברת האות מהמסלולים היוצאים אל האפקטור (יצירת PCP);
• 
  הפעלת אפקטור (צימוד אלקטרומכני).

על פי קישור האפקטור, הרפלקסים הם מוטוריים (המתבטא בצורה של כיווץ של שרירי השלד, כלומר תנועה) ואוטונומיים (מתבטאים בצורה של כיווץ של שרירים חלקים של איברים פנימיים).

על פי המאפיינים המבניים של קשת הרפלקס, הרפלקסים הם מונו-סינפטיים ופולי-סינפטים (מספר נוירונים בין-קליריים במערכת העצבים המרכזית) (Human Physiology, 1996).

דוגמאות לרפלקסים מונו-סינפטיים ופולי-סינפטים

רפלקסים מונוסינפטיים	רפלקסים פוליסינפטיים
הברך	יְנִיקָה
סגירת פה	בְּלִיעָה
מתיחה דו-ראשי (מרפק).	הִתעַטְשׁוּת
רפלקס גיד אכילס	שורט
רפלקס זנב (לחי)	אישונים
בטן (גירוי פסים של עור הבטן)	יד מטלטלת
Plantar (גירוי הבלעדית)

פוטנציאל פעולה המגיע למסוף הפרה-סינפטי גורם לשחרור הנוירוטרנסמיטר לתוך השסע הסינפטי. כאשר הנוירוטרנסמיטר מגיע למסוף הפוסט-סינפטי, הוא נקשר לקולטנים על הממברנה הפוסט-סינפטית, מיניאטורה פוטנציאל פוסט-סינפטי מעורר(EPSP) - כ-0.05 mV. פוטנציאל מקומי כזה אינו מספיק כדי לשנות את מצב התא. עם זאת, פוטנציאלים פוסט-סינפטיים מעוררים רבים מתעוררים בבת אחת; הם, בניגוד לפוטנציאל הפעולה, מסוכמים על מנת להגיע לרמה קריטית של דה-פולריזציה. כאשר מגיעים ל-AC, מתחיל יצירת פוטנציאל הפעולה. ניתן לסכם פוטנציאלים פוסט-סינפטיים מעוררים רק אם הם מתרחשים בו-זמנית, סינכרונית (במקרה זה, לפוטנציאל המנוחה אין זמן להתאושש והדפולריזציה של הממברנה עולה).

לפעמים יש שחרורים ספונטניים של המתווך מהסוף הפרה-סינפטי עקב התנגשויות אקראיות של השלפוחית ​​והממברנה. עם זאת, פוטנציאל הפעולה אינו מתעורר במקרה זה בשל הגודל הקטן של הפוטנציאל הפוסט-סינפטי המעורר.

בנוסף לתהליכי עירור על הממברנה, יכולים להתרחש גם תהליכים הפוכים של עיכוב. עיכוב ב-NS אינו תהליך פסיבי של חוסר פעילות, אלא פעילות חוסמת אקטיבית. במקרה של עיכוב, לא עולים פוטנציאלים פוסט-סינפטיים מעוררים על הממברנה, אלא פוטנציאלים פוסט-סינפטיים מעכבים, TPSP. כאשר מתרחשים פוטנציאלים פוסט-סינפטיים מעכבים, מתרחשת היפרפולריזציה של הממברנה. IPSP אינו גורם לירידה, אלא לעלייה בהפרש הפוטנציאל על פני הממברנה, מה שמונע היווצרות של פוטנציאל פעולה. נוצרים זרמים מתכנסים על הממברנה, כלומר היפרפולריזציה "זורמת" אל האקסון מכל המקומות בהם התרחשה ההשפעה המעכבת. IPSP מתרחש כאשר אניונים נכנסים לתא, אשר עוברים בקלות דרך הערוצים. לרוב זה Cl-.

בעבר, האמינו שמתווכים שונים היו אחראים להתרחשות של EPSP ו-IPSP. המתווכים המעכבים העיקריים כוללים את GABA (באזור הקורטיקלי והתת-קורטיקלי) וגליצין (בפריפריה וב-SM). עם זאת, כיום מאמינים שלא המתווך עצמו הוא שאחראי ליצירת EPSP או IPSP (GABA יכול גם לגרום לאפקט מפעיל). המתווך, העולה על הממברנה הפוסט-סינפטית, נקשר לקולטן, אשר, בתורו, משפיע על חלבון G מיוחד המפעיל את חלבוני תעלת היונים. חלבון G נקשר לשליח המשפיע על תפקוד תעלת היונים. בהתאם לפעילות של חלבון G זה, נפתחות תעלות אניון או קטיון, ובהתאם נוצרות EPSP או IPSP.

תכונות של פוטנציאל פוסט-סינפטי:

1. מתרחשים רק באופן ספציפי במקום בו חלה השפעת המתווך. בדרך כלל, זה דנדריט או סומא.
2. ערך = 0.05 mV
3. בניגוד ל-PD, הם מצטברים.

לעיל, נשקללה התרחשות של AP כתוצאה מהשפעת הדפולריזציה המלאכותית של זרם חשמלי. באופן טבעי, בתנאים אמיתיים, AP נוצר כתוצאה מתהליכים פיזיולוגיים מסוימים. תהליכים אלו מתרחשים בסינפסות. כאשר AP מתפשט לאורך הממברנה ומגיע למסוף הפרה-סינפטי, הדבר מוביל לשחרור המתווך לתוך השסע הסינפטי.

על הממברנה הפוסט-סינפטית נמצאים קולטנים- מולקולות חלבון מורכבות שהמתווך מסוגל להתחבר אליהן. הקומפלקס שנוצר הוא "חוליה מעוררת" בשרשרת התגובות הביוכימיות המובילות לפתיחה תעלות יונים רגישות לכימות. הודות לתעלות כאלה - נתרן, אשלגן, כלוריד, סידן - נוצרים פוטנציאלים פוסט-סינפטיים (PSP), הן מעוררים והן מעכבים. תעלות יונים רגישות לכימות נפתחות בדרך כלל למשך 3-5 אלפיות השנייה.

מתווכים שונים גורמים לפתיחת ערוצים שונים. פתיחת תעלות נתרן או סידן על גבי הממברנה הפוסט-סינפטית גורמת לכניסה של יוני Na + (Ca 2+) לתא ולדה-פולריזציה קלה של הנוירון. במהלך דה-פולריזציה זו, הפרש הפוטנציאלים על פני הממברנה קרוב יותר לסף ההדק של AP. לכן, גירוי קטן מהרגיל יכול לגרום לנוירון להגיב – כלומר, תא העצב נמצא במצב נרגש יחסית. בהקשר זה נקראה הדפולריזציה המקומית של הממברנה תחת פעולת המתווך פוטנציאל פוסט-סינפטי מעורר(VPSP).

פתיחת תעלות Cl - רגישות לכימות מובילה לכניסת יוני כלוריד לתא; פתיחת תעלות K + -ליציאה של יוני אשלגן. בשני המקרים, מתרחשת היפרפולריזציה קלה, וההבדל הפוטנציאלי על פני קרום הנוירון עולה בערך המוחלט. על רקע זה, יש צורך בתמריץ גדול מהרגיל כדי להשיק PD. כתוצאה מכך, תא העצב נמצא במצב מעוכב יחסית. בהקשר זה נקרא ההיפרפולריזציה המקומית של הממברנה תחת פעולת המתווך פוטנציאל פוסט-סינפטי מעכב(TPSP).

בניגוד לפוטנציאל הפעולה, פוטנציאלים פוסט-סינפטיים (PSPs) מתפתחים לא לפי חוק "הכל או כלום", אלא בהדרגה, כלומר. יכול להיות פחות או יותר. ערך ה-PSP הוא פרופורציונלי לכמות המתווך המשוחרר לתוך השסע הסינפטי. המתווך משתחרר מהפרה-סינפסה במנות קטנות - קוואנטה המתאימה לנפח השלפוחית. כל שלפוחית ​​מכילה כמה אלפי מולקולות של המתווך. בהתאם לכך, קוונטי משדר אחד גורם ל-PSP קטן (PSP מיניאטורי), בגודל 0.1-0.6 mV. הבדל נוסף בין PSP ל-AP הוא ש-PSP אינו מתפשט על פני קרום הנוירון.

הפרמטרים הממוצעים של EPSP ו-TPSP קרובים. משך הזמן שלהם הוא בדרך כלל כ-10 אלפיות השנייה (לעיתים 50-100 שניות), וזה ארוך משמעותית מאשר במקרה של PD. המשרעת של EPSP ו-IPSP נקבעת לפי משך והשיפוע של השלב הראשון שלהם. זה, בתורו, תלוי בכמות ובמשך הנוכחות של המתווך במרווח הסינפטי. המשרעת של פוטנציאלים פוסט-סינפטיים בודדים ב-CNS היא 1-5 mV. בסינפסה עצבית-שרירית גדולה, אנלוגי של EPSP, מה שנקרא פוטנציאל צלחת הקצה, מגיע ל-40 mV או יותר. . הזמן שלוקח לדחף לעבור דרך השסע הסינפטי נקרא ההשהיה הסינפטית. זה בערך 1 ms.

ברור שברוב המוחלט של המקרים (למעט הפוטנציאל של לוחית הקצה) EPSP בודד אינו מסוגל לגרום ל-AP. העירור שנגרם על ידי הנוירוטרנסמיטר פשוט לא גדל לרמת הסף. לכן, על מנת להגיע לסף הפעלת PD, יש צורך סיכום(סופרפוזיציה) של מספר EPSPs. ישנן שתי אפשרויות סיכום - זמני ומרחבי. במקרה הראשון, ההשפעות של גירויים שהגיעו לסינפסה אחת בתדירות גבוהה מונחות על גבי. . אכן, אם נוסף ל-EPSP שנייה, אז שליש וכו', שעדיין לא גווע. - תהיה הזדמנות אמיתית להשיק את PD. במצבים אמיתיים זה אומר שהאות שהגיע לסינפסה מספיק אינטנסיבי ו"ראוי" לעבור הלאה לאורך רשת הנוירונים. סיכום מרחבי מורכב מהנחת EPSPs של סינפסות שכנות זו על זו באזור כלשהו של הממברנה הרגישה לאלקטרוניקה הסמוכה אליהן. ממברנה רגישה לאלקטרו היא ממברנה שיש לה תעלות יונים מותאמות למתח. קרום בעל תעלות יונים מגודרות לליגנד נקרא, בהתאמה, כימו-רגיש.

במקרה של פעילות אמיתית של נוירונים, משולבות ההשפעות של סיכום מרחבי וזמני. וככל שיותר סינפסות מעורבות בתהליך הזה (כלומר, הן פועלות יחסית בו-זמנית), כך גדל הסיכוי להגיע לסף להפעלת AP. יחד עם זאת, לסינפסות מסוימות עשויות להיות תכונות מעכבות ולגרום ל-IPSP. לכן, ההשפעות שלהם יופחתו מסכום ההשפעות המרגשות. באופן כללי, בקירוב הראשון, ניתן לקבוע את התנאי לשיגור ה-PD בכל רגע של זמן כדלקמן:

å EPSP - å TPSP ³ סף טריגר PD

עם זאת, קשה מאוד להעריך את התרומה של פוטנציאלים פוסט-סינפטיים ספציפיים לתוצאה זו. העובדה היא שהשפעתם דועכת במהירות כשהם מתרחקים ממקום המוצא. בנוסף, הנחתה בתהליכים מתרחשת מהר יותר מאשר בגוף של נוירון, וככל שהתהליך מהיר יותר דק יותר. לבסוף, לממברנה הרגישה לאלקטרוניקה של נוירון יש ריגוש מעט שונה במקומות שונים. היא מקסימלית בגבעת האקסון (המקום שבו האקסון יוצא מגוף הנוירון) ובמקומות של הסתעפות ראשונה של דנדריטים גדולים. כתוצאה מכך, מסתבר שככל שסינפסה ספציפית קרובה יותר לנקודות אלו, כך תרומתה לשליטה ביצירת AP גדולה יותר. IPSP אחד שמתרחש ליד גבעת האקסון עשוי להספיק כדי לעצור את האות.

תהליך הסיכום של EPSPs ו-IPSPs שהופיעו בסינפסות שונות הוא למעשה הפעולה החישובית העיקרית המתרחשת על נוירונים של CNS. כשהם מיושמים, לאותות יש את היכולת "לאשר" את משמעותם, ניתן לשלב אותם עם אותות אחרים וליצור איזושהי "תמונת מידע", ניתן לחסום (במידה ותנאים מסוימים קיימים - אותות דרך ערוצי הבלמים) וכו'. מכאן נובע שהיחידה המבנית והתפקודית הבסיסית ביותר של מערכת העצבים המרכזית אינה נוירון, אלא סינפסה. היכולת של מערכת העצבים המרכזית לבצע פעולות חישוביות מורכבות נקבעת אם כן לא לפי משקלו הכולל ואפילו לא לפי מספר הנוירונים, אלא לפי מספר הסינפסות. מספר זה במוח האנושי נמדד ככל הנראה בעשרות טריליונים. יתרה מכך, ככל שהאונטוגנזה האינדיבידואלית מתקדמת, המוח מסוגל ליצור סינפסות נוספות, מה שמגדיל את היכולות הפוטנציאליות שלו. תהליך זה אינטנסיבי במיוחד בתקופה המוקדמת שלאחר הלידה, כאשר מערכת העצבים מכוונת לרמת עומס המידע הקרובה.

אז, מידע ברשת העצבית מועבר באופן הבא: מתווך מעורר (גורם ל-EPSP) משתחרר מהקצה הפרה-סינפטי, AP מתרחש בנוירון הפוסט-סינפטי, הוא מתפשט לאורך האקסון עד לקצה שלו, המתווך נפלט לשם שוב, וכו' . כל PD חדש שנוצר זהה בגודלו (חוק הכל או כלום). כתוצאה מכך, האות מתפשט במהירות וללא הנחתה.

עם זאת, להפצת המידע במערכת העצבים חייבת להיות נקודת מוצא כלשהי. בהקשר זה נשאלת השאלה - מאיפה מגיע ה-EPSP הראשון? התשובה נשמעת כך: היא מתרחשת בתצורות חושיות מיוחדות הקולטות השפעות מהעולם החיצון או מהסביבה הפנימית של הגוף. כתוצאה מכך, מתרחשים שינויים בחדירות של ממברנות התא. הם מובילים לפיתוח פוטנציאלים מיוחדים של קולטן הדומים בתכונותיהם ל-PSP, ובסופו של דבר ליצירת AP בעצב הסנסורי. למעשה, תצורות חושיות מסוגים שונים מתרגמות צורות רבות של אנרגיה (כימית, מכנית, אור, תרמית) לשפה אחת של אותות עצביים המובנים למוח.

מתווכים של מערכת העצבים

מחזור חיים של מתווך

זה והחלקים הבאים במדריך זה מוקדשים להיבטים הכימיים של מערכת העצבים, תיאור של מערכות מתווך שונות ותרופות פסיכוטרופיות. עם זאת, לפני שעוברים לחומרים ספציפיים המבצעים ומווסתים העברה סינפטית, יש לשקול את מחזור החיים של מתווך "מוכלל". הוא כולל את השלבים הבאים: סינתזה, העמסה לתוך השלפוחית ​​והובלה אל הסוף הפרה-סינפטי; שחרור לתוך השסע הסינפטי; קישור לקולטן על הממברנה הפוסט-סינפטית; אִיוּן פְּעוּלָה.

היווצרות הנוירוטרנסמיטר מתרחשת לעתים קרובות ישירות בקצה הפרה-סינפטי. זה אפשרי כאשר תהליך הסינתזה הוא פשוט יחסית מבחינה כימית ואינו מצריך חומרי מוצא שקשה למצוא. אם לא מתקיימים תנאים אלו, נוצר המתווך בגוף הנוירון. זה אופייני במיוחד למתווכים פפטידים הנובעים מ"ניתוק" ממולקולות חלבון גדולות יותר. עם הסינתזה של כל מתווך ספציפי, אנזימים ספציפיים קשורים המבצעים את התגובות המתאימות. פעילות מערכת המגשרים תלויה בסופו של דבר במספרם ובפעילותם.

מולקולות המתווך המסונתזות בגוף הנוירון מועברות תחילה לרשת האנדופלזמית ולאחר מכן למנגנון הגולגי. אורגנואיד זה מספק אקסוציטוזיס של מתווכים, אורז אותם מראש לתוך שלפוחיות ממברנות - שלפוחיות. השלפוחיות המתקבלות מועברות לסופים פרה-סינפטיים על ידי הובלה אקסונלית מהירה.

במקרה שבו הנוירוטרנסמיטר מסונתז מיד בקצה הפרה-סינפטי, מנגנון הגולגי מסוגל ליצור שלפוחיות ריקות. הם נישאים באופן דומה לאורך האקסון. מילוי השלפוחיות במתווך מתבצע ישירות בקצה הפרה-סינפטי (בשל העבודה של משאבות מולקולריות מיוחדות). מספר השלפוחיות המצטברות בקצה הפרה-סינפטי נמדד באלפים. דלדול עתודות המתווך, אפילו עם העברת מידע אינטנסיבית, מתרחש לעתים רחוקות מאוד (בדרך כלל על רקע פעולתם של סוכנים תרופתיים מיוחדים).

כל נוירון מייצר רק מתווך עיקרי אחד (אצטילכולין, דופמין וכו'). עם זאת, חומרים אחרים המסוגלים להעביר אותות עצביים יכולים להימצא לעתים קרובות בקצה הפרה-סינפטי. אלה הם מה שנקרא מתווכים (לדוגמה, פפטידים). הם נמצאים בכמויות קטנות מאוד ונמצאים בדרך כלל בשלפוחיות השונות בצורתן ובגודלן מהשלפוחיות עם המתווך הראשי.

שחרור תוכן השלפוחית ​​מופעל ברגע ההגעה למסוף הפרה-סינפטי של פוטנציאל הפעולה (איור 10). במקרה זה, בעצם, האות החשמלי מומר לאות כימי. טרנספורמציה כזו היא משימה מורכבת למדי והיא מיושמת במספר שלבים. הראשון הוא להיפתח ערוצי Ca 2+ תלויי מתח.

ערוצים מסוג זה נפוצים במערכת העצבים. במקרה זה, הם ממוקמים בממברנה של הטרמינל הפרה-סינפטי ונפתחות במהלך הדפולריזציה שלו, אשר נגרמת מהגעת AP. כתוצאה מכך, חלק מסוים של יוני Ca 2+ נכנס לתא, והתוכן שלהם בתוך הקצה גדל פי 10-100. ברור שככל שריכוז Ca 2+ גדול יותר בסביבה החיצונית, כך יגדל מספר היונים הנכנסים.

המטרה העיקרית של יוני Ca 2+ בקצה הפרה-סינפטי היא לפעול על קומפלקס חלבון מורכב המוטבע בממברנת השלפוחית. קומפלקס זה כולל חלבונים שאחראים על קיבוע ("עיגון") של השלפוחית ​​בציטופלזמה של הקצה הפרה-סינפטי ולמגע שלה עם הממברנה הפרה-סינפטית. תחת הפעולה של Ca 2+ (ההנחה היא שזה דורש ארבעה יונים), השלפוחית ​​מתחילה לנוע. בהגעה לממברנה הפרה-סינפטית "נדבקת" אליו השלפוחית, וכתוצאה מכך הנוירוטרנסמיטר חודר אל השסע הסינפטי. כל התהליך הזה מהיר מאוד - תוך 1-5 אלפיות השנייה. מעניין שאחרי כ-10 שניות ניתן להבחין בתהליך של התאוששות שלפוחית: הם נפרדים מהממברנה הפרה-סינפטית וחוזרים לסוף הפרה-סינפטי. בעתיד, ניתן למלא מחדש את הבועות הריקות הללו באמצעות מתווך.

באופן מעניין, יוני Mg 2+ מסוגלים גם לחדור דרך תעלות סידן, ומתחרים בסידן. כתוצאה מכך, הופעת המגנזיום במדיום הבין-תאי מפחיתה את כמות הסידן הכוללת בסופו של דבר. לכן, הכנסת כמות גדולה של Mg 2+, (לדוגמה, בצורה של מגנזיה - MgSo 4) מובילה לירידה בשחרור המתווך, וכתוצאה מכך, להיחלשות האיתות הסינפטי.

לאחר שסוע הסינפטי, הנוירוטרנסמיטר יוצר אינטראקציה עם קולטני חלבון מיוחדים המוטבעים בממברנה הקדם-סינפטית תוך פחות מ-1 אלפית השנייה. הארגון המרחבי של קולטן כזה מספק את קיומו של "מרכז פעיל" בו - אתר במולקולת חלבון שיש לה צורה ופיזור מסוים של מטענים. אתר כזה מתאים בהחלט לתצורה המרחבית של המתווך ולהפצת המטענים על המולקולה שלו. המרכז הפעיל של הקולטן והנוירוטרנסמיטר מסוגלים ליצור קומפלקס (על פי עקרון "מפתח המנעול"). התוצאה המיידית של זה היא הפעלת הקולטן, והתוצאה הרחוקה יחסית היא התפתחות של פוטנציאלים פוסט-סינפטיים והפעלת AP.

המגע של המתווך והקולטן יכול להוביל להשלכות שונות בהתאם לסוג הקולטן המסוים. ישנם שני סוגים של אלה, במקרה הכללי ביותר, קולטנים יונוטרופיים ומטאבוטרופיים.

הַפעָלָה קולטן מטבוטרופי(איור 11) מוביל לשינוי במטבוליזם התוך תאי, כלומר למהלך של כמה תגובות ביוכימיות. בחלק הפנימי של הממברנה צמודים לקולטן כזה מספר חלבונים נוספים, חלקם מבצעים פונקציות אנזימטיות, חלקן מעבירות ("ביניים"). חלבוני ביניים שייכים לקבוצת חלבוני G. בהשפעת הקולטן המופעל, חלבון ה-G פועל על האנזים החלבון, ומעביר אותו למצב ה"עובד" הפעיל. משמעות הדבר היא כי תגובה כימית מסוימת מופעלת. המהות שלו היא שמולקולת קודמת כלשהי הופכת למולקולת אות - שליח שני.

מתווכים משנייםהן מולקולות קטנות או יונים הנעות במהירות המעבירות אות בתוך התא. בכך הם נבדלים מה"מתווכים הראשוניים" - מתווכים והורמונים המעבירים מידע מתא לתא. השליח השני הידוע ביותר הוא cAMP (חומצה מחזורית אדנוזין מונופוספורית), שנוצרת מ-ATP על ידי האנזים אדנילט ציקלאז. דומה לו cGMP (חומצה גואנוזין-מונו-פוספורית). שליחים שניים חשובים נוספים הם אינוזיטול טריפוספט ודיאצילגליצרול, הנוצרים ממרכיבים של קרום התא. תפקידו של Ca 2+, החודר לתא מבחוץ דרך תעלות יונים או משתחרר מאתרי אחסון מיוחדים בתוך התא ("מחסן" סידן), חשוב ביותר. לאחרונה ניתנה תשומת לב רבה לשליח השני הקצר מאוד NO (חנקן אוקסיד). הוכח ש-NO מסוגל להעביר אות לא רק בתוך התא, אלא גם בין תאים (כולל מנוירון פוסט-סינפטי לקדם-סינפטי).

השלב האחרון בהעברת אותות כימי הוא פעולתו של השליח השני על תעלת היונים הרגישים לכימו. פעולה זו מתרחשת ישירות או דרך קישורי ביניים נוספים (לדוגמה, אנזימים). בכל מקרה מתרחשים פתיחת תעלת היונים והתפתחות EPSP או IPSP. משך ומשרעת השלב הראשון שלהם ייקבעו לפי כמות השליח השני, אשר, בתורו, תלוי בכמות המתווך המשוחרר ומשך האינטראקציה שלו עם הקולטן.

לפיכך, המנגנון של העברת גירוי עצבי המשמש את הקולטנים המטבוטרופיים יכלול מספר שלבים עוקבים. על כל אחד מהם מתאפשר ויסות (היחלשות או חיזוק) של האות, מה שהופך את התגובה של התא הפוסט-סינפטי לגמיש יותר ומותאם לתנאים הנוכחיים. יחד עם זאת, הדבר מוביל גם להאטה בתהליך העברת המידע. לכן, במהלך האבולוציה, היה צורך בנתיב איתות מהיר יותר, כתוצאה מכך היו קולטנים יונוטרופיים.

במקרה של קולטן יונוטרופי (ראה איור 13), המולקולה הרגישה מכילה לא רק אתר פעיל לקשירת מתווך, אלא גם תעלת יונים. השפעת המתווך על הקולטן מביאה לפתיחה כמעט מיידית של התעלה ולהתפתחות הפוטנציאל הפוסט-סינפטי. לדוגמה, סינפסות נוירו-שריריות פועלות לפי עיקרון זה.

אינאקטיבציה היא השלב האחרון במחזור החיים של המתווך. המשמעות של שלב זה היא הפסקת פעולתו על הקולטן (הפסקת האות). ואכן, AP המתפשט לאורך הממברנה של תאי עצב הם אירועים נפרדים ומוגבלים בזמן. להעברת אותות נאותה מנוירון לנוירון, יש לשמור על דיסקרטיות זו. בהתאם, גם שידור סינפטי חייב להיות מוגבל בזמן ובעל מנגנונים לא רק להתנעה, אלא גם לעצירה.

במקרה הפשוט ביותר, אי-אקטיבציה מתרחשת ישירות במטרה הסינפטית. במקרה זה, האנזים הורס למעשה את כל מולקולות המתווך הצפות חופשיות. כמובן שחלקם עדיין מצליחים להגיע לממברנה הפוסט-סינפטית. עם זאת, הקשר שלהם עם המרכזים הפעילים של הקולטנים אינו יציב לחלוטין. הנקודה היא שהאינטראקציה של הליגנד-קולטן היא בדרך כלל הסתברותית. המשמעות היא שבמציאות מולקולת המתווך נמצאת בקשר עם המרכז הפעיל, נניח, 2/3 מהזמן, אבל 1/3 מרחפת בחופשיות במרווח הסינפטי. ברגע זה ניתן להשבית אותו.

שיטת האינאקטיבציה השנייה כוללת ספיגה של המתווך מהשסע הסינפטי בעזרת חלבוני משאבה ספציפיים. חלבונים אלה יכולים להימצא על גבי ממברנות תאי גליה או על גבי הממברנה הפרה-סינפטית. במקרה הראשון, המתווך מועבר במהירות לתוך תאי הגליה, ולאחר מכן הוא נהרס על ידי אנזים מיוחד. במקרה השני, המתווך חוזר לסוף הפרה-סינפטי ( לכידה הפוכה). בעתיד, ניתן גם להרוס אותו, אך ניתן גם להעלות אותו מחדש לתוך שלפוחיות ריקות. האפשרות האחרונה מאפשרת את השימוש החסכוני ביותר באותם מתווכים, שהסינתזה שלהם קשורה לבעיות מסוימות עבור הנוירון (מעט מבשרים, שרשרת ארוכה של תגובות וכו').

קצב תהליך האינאקטיבציה קובע את זמן הפעולה הכולל של המתווך על הקולטן. בכך תלויה בסופו של דבר משרעת הפוטנציאלים הפוסט-סינפטיים, ולכן, ההשקה של AP והמשך האות דרך הרשת העצבית. כאשר אלמנטים של מערכת ההפעלה ניזוקים, אנו רואים עלייה משמעותית ביעילות השידור הסינפטי. ואכן, במקרה זה, הנוירוטרנסמיטר המשוחרר יפעל על הקולטנים במשך זמן רב הרבה יותר, ומשרעת ה-EPSP או IPSP תגדל באופן ניכר.

כל הנוירונים מחולקים לסוגים בהתאם למתווך שהם מייצרים. במקביל, נוסף "-ergic" לשם המגשר. לפיכך, נוירונים אצטילכולינרגיים המסנתזים אצטילכולין יוצרים את המערכת האצטילכולינרגית, נוירונים המסנתזים חומצה גלוטמית יוצרים את המערכת הגלוטמטרגית וכו'.

נוירון יכול להיות מחובר לנוירונים של מערכת המתווך שלו ושל מערכות אחרות. העניין מסובך בשל העובדה שככלל, אין סוג אחד של קולטנים עבור מתווך אחד, אלא שניים או יותר, ועבור מתווך אחד יכולים להתקיים גם קולטנים יונוטרופיים וגם קולטנים מטאבוטרופיים.

לחומרים המשפיעים על שלבים שונים במחזור החיים של נוירוטרנסמיטורים חשיבות רבה לחיי האדם. הם יוצרים קבוצה של מה שנקרא תרופות פסיכוטרופיות– תרכובות המשפיעות על היבטים שונים של פעילות המוח: רמת הפעילות הכללית, זיכרון, חוויות רגשיות וכו'. במקרה זה, משתמשים לרוב בחומרים המשנים את האינטראקציה של הקולטן והמתווך, וכן משפיעים על תעלות יונים רגישות לכימו. .

על ידי החדרת מולקולות הדומות במבנהן למתווך לגוף, ניתן לראות כיצד הן משתלבות עם המרכזים הפעילים של הקולטנים המתאימים ומעוררות אותם. כתוצאה מכך, השפעת התרופה בה נעשה שימוש תהיה דומה לפעולת המתווך עצמו. חומרים מהסוג הזה נקראים אגוניסטיםמתווך. ההשפעה של אגוניסטים על הסינפסה היא לרוב מאוד ארוכה ויעילה. זה מוסבר על ידי העובדה שעוצמת הקישור שלהם לקולטנים היא לרוב גדולה מזו של המתווך, ומערכות אינאקטיבציה אינן מסוגלות להסיר במהירות את האגוניסט מהשסע הסינפטי.

במקרה מורכב יותר, מולקולות המוכנסות מבחוץ דומות רק באופן חלקי למתווך. לאחר מכן, בחיבור למרכזים הפעילים של הקולטנים, הם יכבשו אותם (כלומר, יפסיקו את הגישה של המתווך אליהם; יתחרו בו), אך לא ירגשו את הקולטן. כתוצאה מכך, השפעת התרופה בה נעשה שימוש תהיה הפוכה לפעולת המתווך. חומרים מהסוג הזה נקראים תחרותיים. אנטגוניסטים(חוסמים) של המתווך. יש גם מושג של אנטגוניסט לא תחרותי. בגרסה זו, התרופה המוזרקת משבשת את פעולת המתווך על ידי חסימת תעלות יונים רגישות לכימותרפיה.

חלק מהאגוניסטים והאנטגוניסטים של מתווכים הם חומרים ממקור טבעי. קיומם הוא תוצאה של תהליכים אבולוציוניים ארוכים, שבמהלכם כמה אורגניזמים חיים (קודם כל, צמחים) "המציאו" חומרים המגינים עליהם מפני אכילתם של אורגניזמים אחרים. גם רעלים של ציד בעלי חיים (נחשים, עכבישים וכו') הם תרופות פסיכוטרופיות טבעיות.

החלק השני של אגוניסטים ואנטגוניסטים הם תרכובות סינתטיות שנוצרו על ידי האדם. במהלך הפיתוח שלהם, כימאים ופרמקולוגים צריכים לקחת בחשבון מספר דרישות. ראשית, המבנה של חומר כזה חייב להכיל אתר "מפתח" המתאים למולקולת המתווך. שנית, תכשיר כזה חייב להיות עמיד בפני פעולתן של מערכות אינאקטיבציה. שלישית, עליו לחדור את מחסומי הגוף - הדם-מוח ורצוי גם המעי. רק במקרה זה ניתן להגיע למוח כאשר מכניסים אותו לגוף בצורה של טבליה או זריקה. כיום, אגוניסטים ואנטגוניסטים של מתווכים (כמו גם תרכובות המשפיעות על העברה סינפטית בדרכים אחרות) נמצאים בשימוש נרחב במרפאה. יחד עם זאת, במינונים גדולים, רבים מהם הם סמים ורעלים, מה שמעיד גם על הצורך במחקר רציני שלהם.

המתווכים מגוונים מאוד במבנה הכימי שלהם. בהקשר זה, ביניהם יש קבוצות של מונואמינים (נגזרות של חומצות אמינו), חומצות אמינו, פפטידים (שרשרות של חומצות אמינו). לאצטילכולין יש אופי כימי מיוחד, שבעזרתו נתחיל את סקירת מערכות המתווך העיקריות ותרופות פסיכוטרופיות קשורות.

אצטילכולין

אצטילכולין היה המתווך הפתוח הראשון. לפי המבנה הכימי שלו, מדובר בשילוב של שתי מולקולות - כולין המכיל חנקן ושארית חומצה אצטית. הסינתזה של אצטילכולין מתבצעת בעיקר בסופים פרה-סינפטיים בעזרת האנזים כולין אצטילטרנספראז. לאחר מכן, הנוירוטרנסמיטר מועבר לשלפוחיות ריקות ומאוחסן שם עד לשחרור.

אצטילכולין כמתווך פועל בשלושה בלוקים תפקודיים של מערכת העצבים. אלו הן סינפסות עצביות-שריריות, החלק ההיקפי של מערכת העצבים האוטונומית, ואזורים מעטים יחסית של מערכת העצבים המרכזית.

אצטילכולין הוא מתווך של נוירונים מוטוריים של מערכת העצבים, הממוקמים בקרניים הקדמיות של החומר האפור של חוט השדרה והגרעינים המוטוריים של עצבי הגולגולת. האקסונים שלהם הולכים לשרירי השלד, ומסתעפים, יוצרים איתם סינפסות עצביות-שריריות. במקרה זה, אקסון אחד יכול ליצור מגע עם 5-5000 סיבי שריר; אבל כל סיב שריר נשלט על ידי סינפסה אחת בלבד. גודלן של סינפסות נוירו-שריריות גדול פי עשרה מסינפסות ב-CNS. אפילו AP בודד שמגיע לאורך האקסון של נוירון מוטורי גורם לשחרור כמות משמעותית מאוד של אצטילכולין בסינפסה. כתוצאה מכך, הדפולריזציה המתפתחת על הממברנה הפוסט-סינפטית היא כה גדולה שהיא תמיד מפעילה את ה-AP של תא השריר. AP זה, בתורו, מוביל לשחרור Ca 2+ מהתעלות של הרשת האנדופלזמית, הפעלה של חלבונים מוטוריים והתכווצות הסיבים המפוספסים.

במערכת העצבים האוטונומית, אצטילכולין מיוצר כמתווך על ידי נוירונים הממוקמים במערכת העצבים המרכזית, וכן בתאי הגנגליון של החלק הפאראסימפטטי. לכן, בעזרת מתווך זה, אותות מועברים בתוך הגרעינים האוטונומיים, כמו גם השפעות פאראסימפתטיות ישירות על האיברים הפנימיים.

ב-CNS, אצטילכולין מיוצר על ידי חלק מהנוירונים של הגרעינים הרשתיים של ה-pons, האינטרנוירונים של הגרעינים הבסיסיים (ליתר דיוק, הסטריאטום) וכמה אזורים מקומיים אחרים. תפקידו של מתווך זה בוויסות רמת הערנות, מערכות זיכרון, מערכות מוטוריות נחשב.

בהיותו משוחרר מהסוף הפרה-סינפטי, אצטילכולין פועל על קולטנים פוסט-סינפטיים. קולטנים אלה אינם הומוגניים ונבדלים הן במקום הלוקליזציה והן במספר תכונות חיוניות. הובחנו בין שני סוגים, הנקראים על שם האגוניסטים שלהם. הסוג הראשון, בנוסף לאצטילכולין, מתרגש על ידי פעולת אלקלואיד הטבק ניקוטין (קולטנים ניקוטיניים או קולטנים H-כולינרגיים). הסוג השני מופעל על ידי אצטילכולין ורעלן זבוב מוסקרין (קולטנים מוסקריניים או קולטנים M-כולינרגיים). בואו נשקול אותם ביתר פירוט.

קולטנים ניקוטיניםהם דוגמה קלאסית לקולטנים יונוטרופיים, כלומר. תעלת היונים שלהם היא חלק מהקולטן ונפתחת מיד לאחר הוספת אצטילכולין. ערוץ זה מאופיין בחדירות אוניברסלית ליונים טעונים חיובית. עם זאת, בתנאים רגילים (בעת פתיחה על רקע PP), בעיקר נצפה זרם Na + הנכנס דרך הערוצים שלהם, מה שגורם לדה-פולריזציה של הממברנה ולעירור של הנוירון.

קולטנים N-כולינרגיים ממוקמים על הממברנה הפוסט-סינפטית של סיבי שריר השלד המפוספסים (סינפסות נוירו-שריריות), בסינפסות של הגרעינים האוטונומיים ובכמות קטנה יותר מקולטנים מוסקריניים במערכת העצבים המרכזית. האזור הרגיש ביותר לניקוטין הוא הגרעינים האוטונומיים (במיוחד הסימפתטיים שבהם). לכן, ניסיונות העישון הראשונים מובילים להפרעות משמעותיות בפעילות האיברים הפנימיים, קפיצות בלחץ הדם, בחילות וכו'. ככל שמתרגלים, נשמר בעיקר המרכיב הסימפטי של הפעולה – כלומר. ניקוטין מתחיל לפעול בעיקר כממריץ של מערכות גוף רבות. יש גם אפקט מפעיל מרכזי (על המוח) של אצטילכולין. מינון יתר של ניקוטין (50 מ"ג ומעלה) גורם לעלייה חדה בקצב הלב, עוויתות והפסקת נשימה.

בהיותו בשימוש במהלך העישון כסם ממריץ נרקוטי חלש, ניקוטין גורם להתפתחות לא רק התמכרות, אלא גם התמכרות - מצב בו הגוף כולל סם המגיע מבחוץ לתוך חילוף החומרים שלו, כלומר. "סומך" על הנהירה המתמדת שלו. כאשר מפסיקים ליטול תרופה, ישנה תקלה במערכות המוח שמשתמשות בה. כתוצאה מכך חלה הידרדרות חדה ברווחה, דיכאון וכו'. (תסמונת גמילה או תסמונת גמילה). לפיכך, אדם שהתמכר זקוק לסם לא כל כך כדי לחוש עליזות ואופוריה, אלא כדי לחזור לפחות לרמה "רגילה" יחסית של פעילות חיונית.

אנטגוניסט הקולטן לניקוטין הידוע ביותר הוא d-tubocurarine, החומר הפעיל ברעל שהוכן מכמה צמחים בדרום אמריקה. אתר היישום העיקרי שלו הוא הסינפסות הנוירו-שריריות. במקרה זה, יש הרפיה עקבית של שרירי האצבעות, ואז העיניים, הידיים והרגליים, הצוואר, הגב ולבסוף, הנשימה. משך הפעולה של d-tubocurarine קצר יחסית - 30-60 דקות. אם נשמרת נשימה מלאכותית כל הזמן הזה, אז לאחר פקיעת ה- tubocurarine, אין נזק משמעותי לגוף.

לרעלים עצביים של נחשים יש השפעה חזקה עוד יותר על הצומת העצב-שרירי. לדוגמה, ארס הקוברה מכיל א-נוירוטוקסין, הנקשר כמעט בלתי הפיך לקולטן הניקוטין וחוסם אותו. הרעל מכיל גם b-נוירוטוקסין, המעכב את שחרור המתווך מהסוף הפרה-סינפטי.

אנטגוניסטים לקולטן ניקוטין במוח, ציקלודול ואקינטון, משמשים להקלה על הסימפטומים של פרקינסוניזם. הכנסתם מפחיתה ביטויים של הפרעות מניע, האופייניות למחלה זו.

קולטנים מוסקרינייםהם מטבוטרופיים. הם קשורים לחלבוני G, והוספת אצטילכולין אליהם מובילה לסינתזה של שליחים שניים.

קולטנים אלו נמצאים הן ב-CNS והן בפריפריה, שם הם ממוקמים על איברי המטרה של מערכת העצבים הפאראסימפתטית. ההשלכות היוניות של עירור של קולטנים מוסקריניים מגוונות מאוד. אז, בלב יש עלייה במוליכות עבור יוני K+, מה שמוביל להיפרפולריזציה ולירידה בתדירות ההתכווצויות. במקרה של שרירים חלקים, ישנם שינויים במוליכות הן עבור K + והן עבור Na + ; בהתאם לכך, היפר- או דה-פולריזציה אפשרי - תלוי באיבר הספציפי.

במערכת העצבים המרכזית יש ירידה במוליכות ל-K+ (דה-פולריזציה, פעולה מעוררת). יחד עם זאת, סינפסות המכילות קולטנים מוסקריניים יכולות להיות ממוקמות הן על נוירונים מעכבים ומעוררים של קליפת המוח, גרעיני בסיס וכו'. בהקשר זה, ההשלכות של חסימה או הפעלה של קולטנים מוסקריניים ברמה ההתנהגותית הן מאוד אינדיבידואליות.

במערכת העצבים ההיקפית, ההשפעות של המוסקרין הן בעיקר פאראסימפתטיות. במקרה של הרעלת זבובים נצפים בחילות, הזעה מוגברת והפרשת רוק, דמעות, כאבי בטן, ירידה בלחץ הדם ופעילות הלב. כמות המוסקרין הגורמת להתפתחות תרדמת ומוות היא 0.5 גרם.

אנטגוניסט קלאסי של קולטנים מוסקריניים הוא אטרופין, אלקלואיד של חינבאן וסמים. ההשפעות ההיקפיות שלו מנוגדות לאלו של מוסקרין. בהשפעת האטרופין, יש ירידה בטונוס של שרירי מערכת העיכול, פעימות הלב מואצות, ריור נפסק ("יבש בפה"). הרחבת אישונים אופיינית ביותר. נצפות גם השפעות מרכזיות (מתווכות באמצעות מערכת העצבים המרכזית): עירור מוטורי ודיבור, הזיות.

עם זאת, למספר אנטגוניסטים של קולטן מוסקריני יש השפעה מרגיעה. לדוגמה, תרופה כמו אמיזיל מסווגת כחומר הרגעה ומשמשת להפרעות תנועה.

השבתה של אצטילכולין מתרחשת ישירות במרווח הסינפטי. זה מתבצע על ידי אנזים אצטילכולין אסטראז, פירוק המתווך לכולין ולשארית חומצה אצטית. מאוחר יותר, כולין נספג בקצה הפרה-סינפטי וניתן להשתמש בו שוב לסינתזה של אצטילכולין.

לאצטילכולין אסטראז יש מרכז פעיל המזהה כולין, ומרכז פעיל נוסף שמנתק את קבוצת האצטיל מהמולקולה המקורית. זה האחרון הוא לרוב אתר ההתקפה של חוסמים ספציפיים. דוגמה לכך היא אסרין (פיסוסטיגמין) - אלקלואיד של אחת הקטניות האפריקאיות, הגורם להתכווצות אישונים, ריור והאטה בקצב הלב.

אנלוגי סינטטי של eserine הוא neostigmine, המשמש במיאסטניה גרביס. הסימפטומים שלו הם עייפות שרירים מהירה, צניחה לא רצונית של העפעפיים, לעיסה איטית. הכנסת חוסמי אצטילכולין אסטראז מחלישה את הביטויים הפתולוגיים. הוכח כי בחלק ניכר מהחולים עם מיאסטניה גרביס, מספר הקולטנים הניקוטיניים קטן בכ-70% מהרגיל. הסיבה לכך היא שמערכת החיסון של החולה מייצרת נוגדנים לקולטנים ניקוטיניים. נוגדנים אלה מאיצים את הרס הקולטנים על הממברנה, ומחלישים את ההעברה בצומת העצבים-שרירי. מחלות מסוג זה נקראות אוטואימוניות.

פרוזרין ותרופות נלוות נקראות חוסמי אצטילכולין אסטראז הפיכים, ופעולתם נפסקת לאחר מספר שעות לאחר המתן. בנוסף, ישנם חוסמים בלתי הפיכים של אותו אנזים. במקרה זה, החומר המשבש את עבודתו של אצטילכולין אסטראז נכנס לקשר כימי יציב עם החלבון ומשבית אותו. חומרי חסימה כאלה הם גזי עצב שונים (סארין וכו'). חודרים בקלות דרך כל מחסומי הגוף, הם גורמים לפרכוסים, אובדן הכרה ושיתוק. המוות מגיע מדום נשימה. השימוש באטרופין מומלץ להקלה מיידית על השפעות הגזים; להחזרת הפעילות של אצטילכולין אסטראז - חומרים מיוחדים-מחדשים התולשים את החוסם מהאנזים.

מונואמינים

מתווכים של מונואמין כוללים קטכולאמינים, סרוטונין והיסטמין. כולם נגזרות של חומצות אמינו שונות.

קטכולאמינים

שלושת המתווכים של קטכולאמינים הם נוראפינפרין, אפינפרין ודופמין. כולם נוצרים מחומצת האמינו טירוזין, חומצת אמינו חיונית שאנו מקבלים רק מהמזון.

טירוזין ® L-DOPA ® דופמין ® נוראפינפרין ® אפינפרין

השלב המפתח והאיטי ביותר הוא התגובה הראשונה של הפיכת טירוזין ל-L-DOPA (דיאוקסיפנילאלנין). והאנזים המזרז תגובה זו - טירוזין הידרוקסילאז - הוא בעל חשיבות מיוחדת. הסינתזה של קטכולאמינים מתבצעת בעיקר בסיומות פרה-סינפטיים. לאחר מכן הם מועברים לשלפוחיות ריקות, שם הן מאוחסנות עד לשחרורן.

נוראפינפרין

קטכולמין אַדְרֶנָלִיןהוא הורמון יותרת הכליה. נוראפינפריןממלא תפקיד חשוב הן במערכת העצבים המרכזית והן במערכת העצבים ההיקפית כמתווך.

בפריפריה, נוראדרנלין מתווך את רוב הסינפסות הפוסט-גנגליוניות של מערכת העצבים הסימפתטית. פועל על האיברים הפנימיים, יש לו השפעה הפוכה לאצטילכולין.

בהיותו משוחרר מהסיום הפרה-סינפטי, נוראפינפרין פועל על קולטנים פוסט-סינפטיים. קולטנים אלו מתחלקים לשני סוגים, הנקראים קולטנים אלפא ובטא אדרנרגיים. שניהם מטבוטרופיים. ההבדל הוא שקולטני אלפא אדרנרגיים משתמשים באינוזיטול טריפוספט, דיאצילגליצרול ויוני Ca 2+ כשליחים שניים. קולטני בטא אדרנרגיים מחוברים לאנזים אדנילט ציקלאז המעורב בסינתזה של אדנוזין מונופוספט מחזורי (cAMP). חקר קולטני בטא-אדרנרגי הוא שאיפשר לראשונה לחשוף את קיומה של מערכת שליחים שניים ולתאר את תכונותיה העיקריות. התוצאה של הפעלת האדרנורצפטורים יכולה להיות שינוי במוליכות הנתרן והאשלגן כאחד – כלומר השפעות מעוררות או מעכבות, בהתאם למיקום הספציפי של הקולטנים.

האגוניסט האלפא-אדרנרגי הקלאסי הוא פטנול, האנטגוניסט הוא פנטולמין. במקרה של קולטנים בטא-אדרנרגיים, האגוניסט והאנטגוניסט של פרופרנולול איזדרין הידוע ביותר (מילים נרדפות - אנפרילין, אובזידאן).

כל איבר פנימי מכיל אדרנורצפטורים אלפא או בטא, או שניהם.

כאשר יוני Na + נכנסים לתא, ההתרגשות של הממברנה הפוסט-סינפטית עולה, זה דה-פולריזציה. לכן, הקולטן הפותח את תעלת הנתרן מעביר את האפקט המעורר. הפוטנציאל הפוסט-סינפטי המתרחש במקרה זה נקרא פוטנציאל פוסט-סינפטי מעורר - EPSP(ראה איור 16, עמדה א').

פוטנציאל פוסט-סינפטי מעכב - IPSP

אתרים אחרים בקולטנים, אשר, למשל, קושרים חומצה גמא-אמינו-בוטירית (GABA), פותחים תעלות בממברנה הפוסט-סינפטית לכניסת Cl-ions לתא ומפחיתים את ההתרגשות של הממברנה הפוסט-סינפטית. היפרפולריזציה. המשמעות היא שהקולטן שפותח את תעלת הכלוריד מייצג השפעה מעכבת. והפוטנציאל הפוסט-סינפטי שמתרחש במקרה זה נקרא פוטנציאל פוסט-סינפטי מעכב - IPSP(ראה איור 16, עמדה ב').

סיכום

שקול מנגנון נוסף של אינטגרציה ברמה של נוירון אחד, הנקרא סיכום.

סיכום(La T. סיכום- תוספת) - מיזוג של תגובות מקומיות לגירויים תת-סף. זכור!תחת פעולתו של גירוי תת-סף יחיד, AP אינו מתרחש.

ישנם שני סוגי סיכום:

1) זמני (רצוף);

2) מרחבי (בו זמנית).

מנגנון הסיכום ב-CNS תואר לראשונה על ידי I.M. Sechenov (1868), שראה, בתנאים מסוימים של גירוי קצבי, עיכוב בהופעה והתעצמות של תגובות רפלקס לאחר מכן.

סיכום זמןהוא תוצאה של תוספת של תגובות מקומיות פוסט-סינפטיות, הנגרמות על ידי מספר גירויים אפרנטיים עוקבים במהירות אחד אחרי השני (איור 17).

תנאי מוקדם לסוג זה של סיכום הם מרווחים קצרים בין גירויים נכנסים. הגירויים צריכים להגיע במרווח כזה שניתן לסכם את התגובות המקומיות הבאות שנגרמו על ידם עם הקודמות שלא הספיקו "להתפוגג". לכן, סיכום זמני בסינפסה מאפשר סינון אותות חלשיםמגיע לנוירון.

הבה נבחן בפירוט את המנגנון של התרחשות סיכום זמן. בתגובה לגירוי אפרנטי בודד שעובר מנוירון לנוירון אחר, משתחרר קוונטי של נוירוטרנסמיטר אחד בחלק הפרה-סינפטי של הסינפסה. במקרה זה, פוטנציאל תת-סף (תגובה מקומית) של 0.1-0.2 mV, שאינו מספיק ליצירת AP, מופיע בדרך כלל על הממברנה הפוסט-סינפטית של הנוירון. על מנת שגודל התגובה המקומית תגיע לרמה קריטית - סף התרחשות AP, עליה לרדת בכ-10 mV. זה דורש סיכום של תגובות מקומיות תת-סף רבות על קרום התא הפוסט-סינפטי. סיכום הואהתוצאה המצטברת של הפעולה על הנוירון של גירויים תחושתיים קלט. סיכום הפוטנציאלים הפוסט-סינפטיים מתרחש בגבעת האקסון של הנוירון, שם מתרחש פוטנציאל הפעולה המתפשט.