Синаптическая передача в нервно-мышечном синапсе.

В нервно-мышечном синапсе медиатором является ацетилхолин. В пресинаптической части мембраны имеются потенциал-заисимые каналы для ионов кальция. Под влиянием изменения потенциала они открываются, и ионы калия в большом количестве входят в пресинаптическую часть, что приводит к экзоцитозу синаптических пузырьков.

Под действием нервного импульса открываются потенциал-зависимые кальциевые каналы в пресинаптической части. Ионы кальция входят внутрь аксона, в результате чего происходит экзоцитоз синаптических пузырьков и выделение ацетилхолина. Т.о. Ионы кальция необходимы для передачи импульса.

Нейромедиатор находится в синаптических пузырьках. Число пузырьков, которые изливают своё содержимое в синаптическую щель пропорционально количеству ионов кальция, которые входят внутрь аксона. Поскольку кальциевые каналы остаются открытыми в течение всего периода деполяризации (у них отсутствует явление инактивации, характерное для натриевых каналов) то чем больше длительность потенциала действия, тем больше медиатора выделяется на постсинаптическую мембрану. Поэтому синапс очень чувствителен к длительночти потенциала действия.

Каждый синаптический пузырёк, выбрасывая своё содержимое в синаптическую щель, вызывает изменение мембранного потенциала постсинаптической клетки. При изливании одного пузырька возникает миниатюрный синаптический потенциал амплитудой приблизительно 1мВ. Эти потенциалы возникают спонтанным образом с частотой примерно 1 разв секунду, что называется квантом медиатора.

В синапсе мембрана мышечной клетки ведёт себя как преобразователь, т.е. превращает химический сигнал (определённую концентрацию медиатора) в сигнал электрический. Это осуществляется с помощью хемозависимых ионных каналов.

Хемозависимые каналы открываются, пропускают ионы и тем самым изменяют потенциал постсинаптической клетки. В отличие от потенциал-зависимых каналов, хемозависимые не чувствительны к изменению потенциала, поэтому они не способны к самоусиливающемуся возбуждению по типу «всё или ничего», которому подчиняется потенциал действия. Поэтому они генерируют локальный потенциал, амплитуда которого зависит от интенсивности и продолжительности внешнего химического сигнала (от того, сколько медиатора выделяется в синаптическую щель и как долго он там остаётся).

Два важных свойства хемозависимых каналов:

1. Рецепторы, связанные с каналами, специфичны только к определённым химическим веществам, т.е. отвечают на действие только одного медиатора.

2. Для этих каналов характерна различная ионная специфичность: одни могут пропускать только ионы натрия, другие – ионы хлора, третьи – только катионы). Обычно все каналы в одном синапсе обладают одинаковой избирательностью.

В мембране скелетной мышцы находится ацетилхолиновый канал (ацетилхолиновый рецептор). Через этот канал проходят в основном ионы натрия, в меньшем количестве – ионы калия, ещё в меньшем – кальция.

В организме существует два типа ацетилхолиновых рецепторов (каналов). Поскольку один из них связывается с ацетилхолином и с никотиновой кислотой, он называется никатиновым ацетилхолиновым рецептором. N-АХ рецепторы находятся в скелетных мышцах. Второй тип – мускариновые ацетилхолиновые рецепторы. M-АХ рецепторы находятся в сердечной мышце, на нейронах головного мозга и на гладких мышцах внутренних органов.

Возуждение постсинаптической мембраны должно быстро спадать чтобы быть готовой к принятию нового импульса. Это досигается при помощи бытрого удаления ацетилхолина из синаптической щели.

Для этого используются два механизма:

1. Ацетилхолин рассеивается в результате диффузии (пассивный механизм).

2. Ацетилхолин расщепляется ферментом – ацетилхолин-эстразой – на составные части – ацетат и холин (активный механизм); эти вещества затем идут обратно в пресинаптическое окончание, поглощаются аксоном и вновь используются для ресинтеза ацетилхолина. Молекула ацетилхолин-эстеразы находится на базальной мембране синаптической щели. АХ-эстераза в среднем способна расщепить десять молекул ацетилхолина в одну миллисекунду. Поэтому весь ацетилхолин достаточно быстро удаляется из синаптической щели.

Многие отравляющие вещества ингибируют ацетилхоин-эстеразу. Так, при воздействии карбофоса или дихлофоса ацетилхолин будет постоянно находится в синаптической щели, что приведёт к судорогам и параличу мышц. Воздействие ингибитора ацетилолин-эстеразы имеет лечебный эффект при отравлении ядом кураре. Ботулинистический токсин блокирует экзоцитоз (секрецию) ацетилхолина. Мускариновый холиновый рецептор в нейронах является рецептором для вируса бешенства. Миостения (мышечная слабость) связана с тем, что собственные антитела организма уничтожают ацетилхолиновые рецепторы. В результате мышца не способна сокращаться в ответ на потенциал действия. Расположение холиновых рецепторов на мембране мышечной клетки таково, что они находятся.