Нейромышечный синапс и передача импульса¶
Нейромышечный синапс — специализированное межклеточное контактное образование, через которое двигательный нейрон передаёт возбуждение мышечному волокну. Относится к классу химических синапсов и является концевой структурой двигательной (моторной) единицы. Обеспечивает переход электрического сигнала от нервной системы к исполнительному органу — скелетной мускулатуре.
¶Строение
Нейромышечный синапс образован тремя основными компонентами:
- Пресинаптическая мембрана — окончание аксона мотонейрона (терминаль), образующее расширение. Содержит синаптические пузырьки с медиатором ацетилхолином и большое число митохондрий.
- Синаптическая щель — пространство шириной около 50 нм между мембранами, заполненное межклеточным веществом.
- Постсинаптическая мембрана — участок плазмалеммы мышечного волокна, называемый концевой пластинкой. В её складках плотно сосредоточены никотиновые ацетилхолиновые рецепторы.
В отличие от большинства нейронейрональных синапсов, нейромышечный контакт крупный, надёжный и практически всегда возбуждающий: каждый потенциал действия мотонейрона вызывает ответ мышечного волокна.
¶Механизм передачи импульса
Передача возбуждения проходит в несколько этапов:
- Потенциал действия, распространяясь по аксону, деполяризует пресинаптическую мембрану.
- Открываются потенциалозависимые кальциевые каналы, и ионы Ca²⁺ входят в терминаль.
- Повышение концентрации кальция запускает слияние синаптических пузырьков с мембраной и экзоцитоз ацетилхолина в щель.
- Ацетилхолин диффундирует к постсинаптической мембране и связывается с никотиновыми рецепторами.
- Рецепторы открывают каналы для ионов Na⁺ и K⁺; возникает входящий натриевый ток и локальная деполяризация — потенциал концевой пластинки.
- При достижении порога в мышечном волокне генерируется потенциал действия, запускающий сокращение через высвобождение ионов Ca²⁺ из саркоплазматического ретикулума.
- Ацетилхолин быстро расщепляется ферментом ацетилхолинэстеразой на холин и уксусную кислоту, что обеспечивает восстановление мембраны и готовность к новому сигналу.
Скорость передачи составляет доли миллисекунды, что делает синапс одним из самых быстрых химических контактов в организме.
¶Значение и клинические аспекты
Нейромышечный синапс — ключевое звено управления произвольными движениями, дыханием и поддержанием позы. Его нарушение лежит в основе ряда заболеваний и состояний:
| Фактор | Эффект |
|---|---|
| Кураре, α-бунгаротоксин | Блокада ацетилхолиновых рецепторов, паралич |
| Ботулотоксин | Подавление выброса ацетилхолина |
| Миастения гравис | Аутоиммунное разрушение рецепторов, мышечная слабость |
| Ингибиторы ацетилхолинэстеразы | Накопление медиатора, усиление сигнала |
Эти особенности делают синапс мишенью для фармакологических препаратов, применяемых в анестезиологии, неврологии и токсикологии, а также для ботулинотерапии в медицине.
¶Сравнение с другими синапсами
Нейромышечный синапс отличается от нейронейрональных контактов высокой надёжностью (коэффициент безопасности передачи близок к единице), крупными размерами терминали и наличием складчатой постсинаптической мембраны, увеличивающей площадь контакта. Эти свойства отражают его функцию: безошибочную передачу команд от нервной системы к мышцам.
IRONLIVE — база данных и аналитика по компаниям России.
На главную IRONLIVE →