Синапсы, рецепторы

Нейронауки в психиатрии



Синапсы, рецепторы
Типичный синапс состоит из пресинаптической терминали, постсинап-тической области и расположенной между ними синаптической щели. Пре-синаптическая терминаль является окончанием аксона. Она содержит ней-рофиламенты, нейротрубочки, митохондрии и синаптические пузырьки, скопления которых видны около пресинаптической мембраны. Через последнюю переносятся содержащиеся в пузырьках нейротрансмиттеры. Постсинапс характеризуется наличием постсинаптического утолщения. Постсинаптическое утолщение представлено мембраной клетки с расположенными на ней рецепторами, входящими в структуру самой мембраны.

Синапс может быть расположен на теле (соме) клетки - аксосомати-ческий синапс, на дендрите - аксодендритный, на шипике дендрита - ак-сошипиковый и на аксоне другой клетки - аксоаксональный. Ак-сошипиковые синапсы несколько отличаются по своему строению от типичного синапса, что определяется строением шипика, имеющего в составе постсинапса особый шипиковый аппарат.

Взаимодействие пресинапса и постсинапса обеспечивается благодаря переносу нейротрансмиттера через синаптическую щель. Выделяясь из пресинапса, нейротрансмиттер (медиатор) может связываться с рецептором пост-синаптической мембраны, инактивироваться в синаптической щели и частично вновь захватьшаться пресинаптической мембраной (процесс обратного захвата -reuptake). Если рецептор постсинаптической мембраны заблокирован, то возможны оба последних процесса, а также избыточное накопление медиатора и связанное с этим развитие гиперчувствительности рецепторов.

Более подробно эти процессы рассматриваются в разделе "Нейрохимические системы мозга".

Рецепторы нейронов - это белковые структуры, расположенные на внешней поверхности мембраны клеток. Они способны "распознавать" и связывать биологически активные вещества - нейротрансмиттеры, различные эндогенные вещества, а также экзогенные соединения, в том числе психофармакологические средства. Соединения, которые могут связывать рецепторы, называются ли-гандами. Лиганды бывают эндогенными и экзогенными.

Распознавание лиганда рецептором обеспечивается специальными структурными элементами, или сайтами. Специфичность связывания лиганда происходит благодаря структурному соответствию молекул лиганда и рецептора, когда они подходят друг к другу по типу "ключ к замку". Реакция связывания является моментом запуска каскада внутриклеточных реакций, приводящих к изменению функционального состояния нейрона. В зависимости от "силы" и "прочности" связывания лиганда с рецептором употребляют понятие аффинности (сродства) лиганда по отношению к рецептору.

При связывании рецептора с лигандом может происходить как активация, так и блокада рецептора. В связи с этим говорят об агонистах и антагонистах рецепторов, а также о частичных агонистах.

Максимальную эффективность в отношении активации рецептора имеет полный агонист, минимальную (практически нулевую) - антагонист. Между ними находятся вещества, называемые частичными агонистами. Последние действуют значительно мягче, чем полные агонисты. Частичные агонисты, кроме того, занимая определенное пространственное положение в молекуле рецептора, могут предотвращать избыточное действие полного агониста, т.е. действуют частично как антагонисты. В этом случае употребляют понятие агонист/антагонист.

Высокой аффинностью могут обладать как агонисты, так и антагонисты рецептора. Агонист активирует рецептор, вызывая соответствующий физиологический эффект, в то время как антагонист, связываясь с рецептором, блокирует его и предотвращает развитие физиологического эффекта, выявляемого агонистами. Примером антагонистов могут служить нейролептики, которые предотвращают эффекты дофамина на уровне дофаминового рецептора.

При связывании лиганда с рецептором происходит изменение конфигурации последнего.

Многие вещества, как эндогенные, так и экзогенные, реагируют не с одним, а с несколькими типами рецепторов - "семейством" их, которое подразделяется на отдельные типы. Примером могут служить многие ней ротрансмиттеры, реагирующие с несколькими типами специфических рецепторов (например, Д1-Д5-типы дофаминовых рецепторов). Существование нескольких рецепторов к одному лиганду носит название гетерогенности рецепторов.

Представление о функции рецепторов было бы неполным, если не представить внутриклеточные процессы, развивающиеся после связывания рецептора соответствующим веществом, и механизмы, обеспечивающие трансформацию внешнего сигнала в процессы, приводящие к появлению нервного импульса. Связывание ли-ганда с рецептором может приводить либо непосредственно к открытию (или закрытию) соответствующих ионных каналов, либо к активации вторичных мессенджерных систем (в качестве первичного мессенджера рассматривается вещество, реагирующее с рецептором).

Первые упоминания о вторичных мессенджерных системах появились в связи с работами E.Sutherland , которые показали, что адреналин стимулирует гликогенез путем увеличения концентрации циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) в клетке. Оказалось, что этот вторичный мес-сенджер опосредует и другие клеточные реакции. В дальнейшем была выявлена связь действия цАМФ с акти-ферментов, фосфорилирующих белки, что привацией белковых киназ приводит к изменению их структуры и активности.

Позднее были открыты и другие вторичные мессенджеры. Сейчас выделяют среди них 3 класса: 1) циклические нуклеотиды (цАМФ, циклический гуанозинмонофосфат - цГМФ); 2) ионы кальция (Са2+); 3) метаболиты фосфолипидов - инозитол-1,4,5-трифосфат (1Р3), диглицерин (ДАГ), арахидоновую кислоту. В отличие от других вторичных мессенджеров Са2+ транспортируется в нейрон из внутриклеточного пространства.

Мембраны нейрона содержат специализированные трансмембранные белки, которые формируют ионные каналы не только для Са2+, но и для других ионов, концентрация которых по обе стороны мембраны влияет на изменение мембранного потенциала. Происходят поляризация и деполяризация мембраны, т.е. изменение трансмембранного потенциала. Наибольшее значение в этих процессах имеют ионные каналы для натрия (Na+), калия (К+), хлора (О-) и кальция (Са2+).

Рецепты в картинках.


Похожие статьи:

Развитие синапса
Развитие синапсаРазвитие синапса начинается на 4-5-й неделе пренатального периода с постсинапса, т.е. с той части синаптического комплекса, который расположен на клетке, принимающей внеклеточные сигналы. К наружной клето ... Читать

Дофаминергические системы мозга
Дофаминергические системы мозга созревают преимущественно в постанальном периоде. Дофаминовые терминали образуют синапсы преимущественно на шипиках и стволах дендритов - это аксошипиковые и аксодендритные синапсы (их бол ... Читать

Возбуждающие аминокислоты.
Возбуждающие аминокислоты. Функция этих аминокислот имеет отношение к деятельности перечисленных нейрохимических систем, особенно ГАМКергической. К возбуждающим аминокислотам относятся глютамат и аспартат, которые рассма ... Читать

ГАМКергическая система.
ГАМКергическая система. ГАМК (гамма-аминомасляная кислота) синтезируется из глютаминовой кислоты при участии декарбоксилазы. Этот фермент локализуется в нейронах, использующих ГАМК как тормозящий нейротрансмиттер. К ГА ... Читать

Нейрон
Цитоархитекгоника головного мозга человека организована таким образом, что более чем 10 млрд нервных клеток, занимая относительно небольшое пространство и будучи сформированными в специализированные структуры, обеспечива ... Читать