Проведение возбуждения в нервном волокне, синапсе

Содержание

Слайд 2

Слайд 3

Проведение возбуждения в нервном волокне

Проведение возбуждения в нервном волокне

Слайд 4

Изменение потенциала мембраны нервного волокна

Изменение потенциала мембраны нервного волокна

Слайд 5

Движение ионов

Движение ионов

Слайд 6

Слайд 7

Скорость распространения зависит от толщины волокна

Скорость распространения зависит от толщины волокна

Слайд 8

Скорость распространения зависит от миелиновой оболочки

Скорость распространения зависит от миелиновой оболочки

Слайд 9

Слайд 10

ПД возникает в перехватах Раньве

ПД возникает в перехватах Раньве

Слайд 11

Слайд 12

Сальтаторное проведение импульса

Сальтаторное проведение импульса

Слайд 13

Закономерности проведения импульса по нерву Возбуждение может распространяться в любом направлении.

Закономерности проведения импульса по нерву

Возбуждение может распространяться в любом направлении.

Возбуждение распространяется не затухая (возникает ПД стандартной величины).
Высокая скорость проведения возбуждения. Скорость проведения возбуждения тем больше, чем выше амплитуда ПД.
Частота импульсов не изменяется
Скорость проведения прямо пропорциональна диаметру нервного волокна.
Возбуждение проводится изолированно по каждому нервному волокну
Слайд 14

Распространение возбуждения от нейрона к нейрону с помощью синапса. !

Распространение возбуждения от нейрона к нейрону с помощью синапса.

!

Слайд 15

На одном нейроне может быть до нескольких тысяч синапсов

На одном нейроне может быть до нескольких тысяч синапсов

Слайд 16

Синапс - специализированная зона контакта между аксоном и другим нейроном, мышечной или секреторной клеткой.

Синапс -

специализированная зона контакта между аксоном и другим нейроном, мышечной или

секреторной клеткой.
Слайд 17

Нервномышечный синапс

Нервномышечный синапс

Слайд 18

Синапсы Электрические- Принцип распространения импульса как в нервном волокне за счет

Синапсы

Электрические-
Принцип распространения импульса как в нервном волокне за счет плотных контактов

между мембранами

Химические
В процесс вовлекается химическое вещество и рецепторы к нему.

Слайд 19

Мозг человека содержит ≈ 100 миллиардов нейронов. Каждый нейрон образует контакты

Мозг человека содержит ≈ 100 миллиардов нейронов.
Каждый нейрон образует контакты

в среднем с 1000 других нейронов.
Существуют контакты нейронов с мышечными, секреторными и др. клетками.
Межклеточные контакты, специализированные для передачи сигналов -
Синапсы

Пресинаптический ток из нервной терминали распространяется на постсинаптичекую клетку

Пресинаптический ток в нервной терминали вызывает освобождение химического посредника (медиатора). Его молекулы взаимодействуют с рецепторами постсинаптического нейрона

Электрический синапс ≈ 1%

Химический синапс ≈ 99%

Два основных типа синаптической передачи

Слайд 20

Классификация синапсов. по локализации: центральные и периферические По виду синаптического контакта:

Классификация синапсов.

по локализации: центральные и периферические
По виду синаптического контакта: аксосоматические,

аксоаксональные, аксодендритные, нервномышечные, нейровазальные.
По медиатору
(медиатор- эргический)
Слайд 21

Структура коннексонов в электрическом синапсе Передача в электрическом сианпсе Синаптическая задержка- 0.1 мс!!!

Структура коннексонов в электрическом синапсе

Передача в электрическом сианпсе

Синаптическая задержка-

0.1 мс!!!
Слайд 22

Микроструктура щелевого синаптического контакта (gap junction) Коннексоны могут переходить в закрытое

Микроструктура щелевого синаптического контакта (gap junction)

Коннексоны могут переходить в закрытое

состояние!

а также рН,
уровень СО2,
Токсические факторы - супероксиды

Главный регулятор – Са!!!

Са

Слайд 23

Строение химического синапса

Строение химического синапса

Слайд 24

1. Гранулы содержат химическое вещество - медиатор 2. Гранулы могут сливаться

1. Гранулы содержат химическое вещество - медиатор 2. Гранулы могут сливаться с

пресинаптической мембраной и выделять медиатор в синаптическую щель
Слайд 25

Пресинаптическая мембрана 1Медиаторы Открыты Леви, 1921 год

Пресинаптическая мембрана 1Медиаторы Открыты Леви, 1921 год

Слайд 26

Слайд 27

Пресинаптическая мембрана Механизмы синтеза медиатора Транспорт медиатора Натриевые и кальциевые каналы

Пресинаптическая мембрана

Механизмы синтеза медиатора
Транспорт медиатора
Натриевые и кальциевые каналы
Механизм освобождения медиатора
Механизм

обратного захвата медиатора
Слайд 28

Механизмы синтеза традиционны

Механизмы синтеза традиционны

Слайд 29

Транспорт медиатора

Транспорт медиатора

Слайд 30

Микротрубочки аксонов Микротрубочки - это полые трубки диаметром около 25 нм.,

Микротрубочки аксонов
Микротрубочки - это полые трубки диаметром около 25 нм., идущие

по всей длине аксона .
Стенки микротрубочек состоят из белка тубулина.
Слайд 31

Аксонный транспорт Быстрый-25-400 мм/сутки. Медленный-1-4 мм/сутки Антероградный транспорт - транспорт везикул

Аксонный транспорт

Быстрый-25-400 мм/сутки.
Медленный-1-4 мм/сутки
Антероградный транспорт - транспорт везикул с медиатором для

синапсов в дистальном направлении.
Ретроградный (обратный транспорт лизосом,вирусов и.т.д., регулирующих процессы синтеза в теле нейрона)
Слайд 32

Слайд 33

В терминали аксона медиатор накапливается в гранулах (везикулах)

В терминали аксона медиатор накапливается в гранулах (везикулах)

Слайд 34

Пресинаптическая мембрана содержит ионные каналы для Na+ и Ca++

Пресинаптическая мембрана содержит ионные каналы для Na+ и Ca++

Слайд 35

Са2+ поступает через каналы по градиенту концентрации в терминаль аксона и взаимодействует с кальцийсвязывающими белками

Са2+ поступает через каналы по градиенту концентрации в терминаль аксона и

взаимодействует с кальцийсвязывающими белками
Слайд 36

Механизм выделения медиатора

Механизм выделения медиатора

Слайд 37

Размеры и морфология синаптических везикул Малые электроннопрозрачные везикулы(40-60нм) – АХ+АТФ, глутамат,

Размеры и морфология синаптических везикул

Малые электроннопрозрачные везикулы(40-60нм) –
АХ+АТФ, глутамат,

ГАМК, глицин
2. Везикулы с электронно-плотным ядром (“dence core” vesicles)
Моноамины, пептиды

D - 40-60нм

D -100-150нм

Слайд 38

Везикула с глутаматом

Везикула с глутаматом

Слайд 39

3. Созревание синаптического пузырька в нервном окончании Заполнение пузырька медиатором Конечные

3. Созревание синаптического пузырька в нервном окончании
Заполнение пузырька медиатором

Конечные стадии

биогенеза везикул

4. Прикрепление к цитоскелету аксоплазмы – к актиновым нитям и между собой

АТФ

Н+

медиатор

+

+

+

+

За счет электрохимического градиента

Н+

Слайд 40

Механизмы заполнения пузырька 1.Электронно-протонный насос (Н+-АТФаза ) 2. Ионные каналы –

Механизмы заполнения пузырька

1.Электронно-протонный насос (Н+-АТФаза )

2. Ионные каналы – предположительно,
-

для одновалентных катионов ,
- для анионов хлора Cl-

Сl-

K+

Н+ -АТФаза- протонный насос, многомерный белковый комплекс, осуществляет а)связывание и гидролиз АТФ,
Б) перенос протонов Н+ внутрь пузырька – ПРОТИВ градиента концентрации

В результате между аксоплазмой и внутренним содержимым пузырька создается ЭЛЕКТРО-ХИМИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ, необходимый для транспорта медиатора.

Н+

Н+

Н+

Н+

Н+

Н+

Н+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

АТФ

Глутамат

Н+

Слайд 41

Идентифицированы 4 вида транспортных систем Для биогенных аминов (важен градиент рН

Идентифицированы 4 вида транспортных систем
Для биогенных аминов (важен градиент рН )
Для

глутамата (за счет градиента потенциала ΔVм )
Для АХ (важны оба градиента)
Для ГАМК/глицина (важны оба градиента)

ΔрН

Норадреналин, дофамин, серотонин

медиатор

Глутамат -

АХ

ГАМК
глицин

+

+

+

+

+

-

ΔрН

ΔрН

ΔVм

-

-

+

+

+

+

-

-

-

Слайд 42

Последовательность событий экзоцитоза Заполнение везикулы медиатором Связывание и хранение на актиновых

Последовательность событий экзоцитоза

Заполнение везикулы медиатором
Связывание и хранение на актиновых

нитях цитоскелета терминали с помощью спец. белка – СИНАПСИНА
Са-зависимое отсоединение от актинового цитоскелета

5. Са-зависимое слияние с мембр.и выброс медиатора

5. Связывание спец. белками-сцепками с мембраной – прайминг

4. Причаливание к мембране (докинг)

Слайд 43

Этапы работы белковой машины, обеспечивающей экзоцитоз медиатора – этап 1. Основные

Этапы работы белковой машины, обеспечивающей экзоцитоз медиатора – этап 1.

Основные белки

синаптических пузырьков:
Synaptobrevin
Synaptotagmin (интегр. белок)
Основные белки постсинаптической мембраны:
Syntaxin (интегр. белок)
SNAP-25

Состояние покоя: пузырьки доставлены к местам освобождения, но белковое взаимодействие еще не началось.

Слайд 44

Этапы работы белковой машины, обеспечивающей экзоцитоз медиатора – этап 3 Са2+

Этапы работы белковой машины, обеспечивающей экзоцитоз медиатора – этап 3

Са2+ зависимый

этап. Деполяризация открывает кальциевые каналы в пресинаптической мембране. Концентрация Са2+ повышается вблизи пузырька. Са2+ связывается с синаптотагмином

Это состояние непосредственно предшествует последнему этапу - освобождению медиатора в синаптическую щель

синтаксин

Слайд 45

Конечный акт экзоцитоза везикулы – слияние мембран, образование ПОРЫ СЛИЯНИЯ и

Конечный акт экзоцитоза везикулы – слияние мембран, образование ПОРЫ СЛИЯНИЯ и

выход медиатора через пору в синаптическую щель

Пора слияния

Слайд 46

Белки «машины секреции медиатора» являются мишенями ряда токсинов Микробные токсины, вызывающие

Белки «машины секреции медиатора» являются мишенями ряда токсинов

Микробные токсины, вызывающие

ботулизм, и столбнячный токсин – специфические протеазы.
Латротоксин, продуцируемой пауком «черная вдова» нарушает функцию синаптотагмина.

Фосфолипазы как пресинаптические токсины

Слайд 47

Синаптическая щель размер 10-50 мкм. Кислые мукополисахариды, гликоген, механизмы разрушения медиатора (холинэстераза, МАО, КОМТ)

Синаптическая щель

размер 10-50 мкм.
Кислые мукополисахариды, гликоген,
механизмы разрушения медиатора (холинэстераза,

МАО, КОМТ)
Слайд 48

Разрушение медиатора и обратный захват Разрушение ферментами (ацетилхолинэстераза, МАО) Обратный захват : медиатор целиком, фрагменты медиатора

Разрушение медиатора и обратный захват

Разрушение ферментами (ацетилхолинэстераза, МАО)
Обратный захват : медиатор

целиком, фрагменты медиатора
Слайд 49

Постсинаптическая мембрана содержит– мембранные рецепторы

Постсинаптическая мембрана содержит– мембранные рецепторы

Слайд 50

Рецепторы могут быть кооперированы с ионными каналами В этом случае при

Рецепторы могут быть кооперированы с ионными каналами В этом случае при

взаимодействии медиатора с рецепторами

открываются рецепторуправляемые ионные каналы.
Результат: ионный ток по градиенту концентрации и изменение потенциала мембраны.
Такие рецепторы называются ионотропными.

Слайд 51

Слайд 52

Рецепторы могут быть кооперированы с системой ферментов – вторичными внутриклеточными посредниками

Рецепторы могут быть кооперированы с системой ферментов – вторичными внутриклеточными

посредниками
В этом случае происходит изменение активности ферментов активация или инактивация процессов (гликолиз, липолиз).
Такие рецепторы называются метаботропными.
Слайд 53

Типы мембранных рецепторов

Типы мембранных рецепторов

Слайд 54

Механизм передачи нервного импульса

Механизм передачи нервного импульса

Слайд 55

Слайд 56

Слайд 57

Слайд 58

Слайд 59

Слайд 60

Изменение потенциала пресинаптической и постсинаптической мембраны

Изменение потенциала пресинаптической и постсинаптической мембраны

Слайд 61

Закономерности проведения импульса в синапсе

Закономерности проведения импульса в синапсе

Слайд 62

Механизм тренировки – посттетаническая потенциация Накопление ионов кальция в пресинаптической мембране

Механизм тренировки – посттетаническая потенциация

Накопление ионов кальция в пресинаптической мембране
Активация синтеза

медиатора
Активация синтеза рецепторов
Слайд 63

Возбуждающие и тормозные синапсы

Возбуждающие и тормозные синапсы

Слайд 64

Что происходит при выделении медиатора? Возбуждающего формируется ВПСП Тормозного формируется ТПСП

Что происходит при выделении медиатора?

Возбуждающего
формируется ВПСП

Тормозного формируется ТПСП

Слайд 65

Возникновение ПД является результатом суммации ВПСП и ТПСП на нейроне

Возникновение ПД является результатом суммации ВПСП и ТПСП на нейроне

Слайд 66

Пространственная суммация

Пространственная суммация

Слайд 67

С нейроном контактируют тысячи синапсов

С нейроном контактируют тысячи синапсов

Слайд 68

Виды суммации

Виды суммации

Слайд 69

Суммация dendrites Cell body axon -4 +6 -12 -4 +6 +6 +6 +6 +10 ПД

Суммация

dendrites

Cell body

axon

-4

+6

-12

-4

+6

+6

+6

+6

+10

ПД

Слайд 70

Слайд 71

Слайд 72

Слайд 73

Слайд 74

Слайд 75

Слайд 76

Слайд 77

Закономерности проведения импульса в синапсе

Закономерности проведения импульса в синапсе

Слайд 78

Механизм тренировки – посттетаническая потенциация Накопление ионов кальция в пресинаптической мембране

Механизм тренировки – посттетаническая потенциация

Накопление ионов кальция в пресинаптической мембране
Активация синтеза

медиатора
Активация синтеза рецепторов