Особенности передачи возбуждения в химическом синапсе:

Синаптическая задержка до 0,5 мс за счет диффузии;
Одностороннее проведение возбуждения;
Постсинаптические потенциалы
- амплитуда постсинаптического потенциала зависит от числа рецепторов постсинаптической мембраны, прореагировавших с медиатором,
- не подчиняются закону “все или ничего”,
- постсинаптические потенциалы способны суммироваться,
- распространяются электротонически, с декрементом;
Синаптическое проведение утомляемо, зависит от условий среды, является мишенью для действия фармпрепаратов, токсинов.

Действие ядов и препаратов:

Стрихнин конкурирует с тормозными медиаторами за рецепторы постсинаптической мембраны, вызывает судороги.

Столбнячный токсин нарушает экзоцитоз тормозных медиаторов из терминальных бляшек, вызывает судороги.
Ионы магния, марганца, никеля конкурируют с ионами кальция на пресинаптической мембране, препятствуют входу кальция в терминальную бляшку и блокируют нервно-мышечную передачу.
Токсин Cl. botulinum блокирует экзоцитоз ацетилхолина в нервно-мышечных синапсах.
Кураре конкурирует с ацетилхолином за рецепторы постсинаптической мембраны нервно-мышечных синапсов. (Недеполяризующая миореллаксация)
Дитилин, избыток ацетилхолина (образующийся, например, вследствие ингибирования ацетлхолинэстеразы) вызывают стойкую деполяризацию постсинаптической мембраны и не дает формироваться там потенциалу действия. (Деполяризующая миорелаксация).

Проверь себя – синаптическая передача

В чем самое главное отличие постсинаптического потенциала от потенциала действия (один ответ)?

Более низкая амплитуда
Одновременное повышение натриевой и калиевой (калиевой и хлорной) проводимости
Отсутствие Екр
Постсинаптический потенциал формируется только в определенном месте (синапсе)

Электрический синапс

Распространены в гладкой мускулатуре, миокарде; в ЦНС немногочисленны.
Возбуждающие.
Двухстороннее проведение.
Формируют функциональные синцитии.
Механизм проведения:
- В целом, как по волокну: электротоническое распространение потенциала, а затем – генерация ПД на постсинаптической мембране.
- В щелевых контактах (нексусах) – коннексоны: белки, формирующие ионные каналы, расположенные друг напротив друга в пре- и постсинаптической мембране. За счет коннексонов обеспечивается проводимость щелевых контактов.
- Коннексоны могут закрываться при понижении рН и увеличении концентрации кальция внутри клетки.

Физиология мышц: поперечено-полосатые (скелетные), гладкие, сердечные

Мышца как возбудимая ткань

По сравнению с нейронами:

Возбудимость, скорость проведения меньше
Длительность ПД (РП) больше

Закон “все или ничего”

В скелетной мускулатуре – для отдельного волокна, но не для мышцы в целом.
В гладкой мускулатуре и миокарде – для целой мышцы (функциональный синцитий).

Скелетная мускулатура

Функциональная организация скелетной мускулатуры - двигательные единицы (ДЕ)

ДЕ – один мотонейрон и группа иннервируемых им мышечных волокон.
Чем меньше волокон в одной ДЕ, тем более тонкое движение можно совершить.
По лабильности ДЕ:
- быстрые (длительность ПД от 1 мс, высокая скорость сокращения, гидролиза и ресинтеза АТФ)
- медленные (длительность ПД до 10-15 мс, низкая скорость сокращения, гидролиза и ресинтеза АТФ).

Механизм мышечного сокращения

Распространение ПД по Т-каналам ® деполяризация СПР ® выход Са²⁺.
Са²⁺-тропонин ® сдвиг тропомиозина ® открытие центров связывания головки миозина на актине.
Соединение головки миозина с актином ® жесткость (ригидность) мышцы.
АТФ-азная активность головки миозина ® гидролиз АТФ ® гребковое движение (генерация усилия).
Присоединение новой молекулы АТФ к миозиновой головке ® разрыв поперечного мостика (исчезновение ригидности).
Присоединение головки миозина к другому центру актина.
Активация Са-АТФазы СПР фосфатом (гидролиз АТФ) ® возврат Са²⁺ обратно ® расслабление мышцы.

Регуляция силы и скорости сокращения

Суммация

амплитуды сокращения – после первого сокращения часть Са²⁺ не успевает возвратиться в СПР (движение против градиента концентраций требует АТФ) и суммируется с вновь поступившей порцией.

Слитное сокращение – тетанус.
- Гладкий – новая фаза укорочения накладывается на предыдущую.
- Зубчатый – новая фаза укорочения накладывается на фазу удлинения.
В естественных условиях гладкий тетанус целой мышцы возникает за счет несинхронности зубчатых тетанусов отдельных ДЕ.

Так как возврат Са²⁺медленнее его выхода, чем частота возбуждения, тем амплитуда и сила сокращения;
Но небезгранично: имеется оптимум частоты возбуждения, после которого развивается пессимальное торможение (пессимум).