Синапс - це спеціалізована зона контакту між збудливими утворами, що забезпечує передачу біологічної інформації.
Нервові клітини за допомогою своїх відростків функціонують у тісній взаємодії одна з одною. Передача імпульсу від одних нейронів до інших здійснюється за допомогою синапсів. У результаті кожен нейрон прямо або опосередковано контактує з сотнями або тисячами інших з утворенням нейронних сіток.
Класифікація синапсів.
За локалізацією:
1. Периферичні (нервово-м’язові, нейро-секреторні);
2. Центральні (нейро-нейрональні):
а) аксо-соматичні;
б) аксо-дендритні;
в) аксо-аксональні;
г) дендро-дендритні.
За функціональним значенням:
1. Збуджуючі.
2. Гальмівні.
За способом передачі сигнала:
1. Електричні.
2. Хімічні.
3. Змішані (електро-хімічні).
Характерно, що окремі утворення синапсів - це не назавжди застиглі структури. Упродовж життя людини вони можуть трансформуватися, піддаючись модулювальному впливу. Цьому сприяє виділення деяких медіаторів. Крім того, у разі постійного (частого) проходження нервових імпульсів через структури синапсів можуть змінюватися в напрямку збільшення розміри синаптичної бляшки й кількість медіатора в ній, площа пре- і постсинаптичної мембрани. Крім того, на постсинаптичній мембрані може змінюватися щільність рецепторів. Як наслідок функція синапса модифікується, що забезпечує поліпшення і прискорення передачі нервового імпульсу. Ці зміни супроводжують процес навчання, формування пам'яті. їх вважають підґрунтям створення нервових ланцюгів для забезпечення рефлекторних відповідей. Можна зауважити, що наявність синапсів у ЦНС упорядковує її функцію.
У ЦНС основні синапси (98 %) локалізуються на дендритах і лише 2 % - на сомі. У середньому кожний аксон утворює близько 2000 синаптичних закінчень.
На дендритах знаходяться тисячі синапсів, мембрана яких містить спеціалізовані білкові макромолекули, рецептори, що реагують на появу нейромедіаторів із пресинаптичного нейрона у синаптичній щілині. Завдяки такій унікальній та складній морфології дендрити збільшують рецептивне поле нейрону у 10-20 разів, що уможливлює значно більшу кількість синаптичних контактів (а отже і збільшує пропускну здатність) між нейронами.
Величезне різноманіття дендритних форм та розгалужень, як і відкриті нещодавно різні види дендритних потенціалзалежних іонних каналів (активних провідників) та рецепторів нейромедіаторів, є свідченням багатого репертуару обчислювальних та біологічних функцій, які дендрит може виконувати в ході обробки синаптичної інформації по всьому мозку.
Переважна більшість синапсів ЦНС – хімічні. Вони збудованя приблизно так само, як і нервово-м’язові. Розглянемо їх будову на прикладі аксо-дендритичного синапса.
Аксон пресинаптичного нейрона утворює пресинаптичне закінчення (кінцева бляшка). Та частина мембрани пресинаптичного закінчення, що прилягає до дендрита наступного нейрона, називається пресинаптичною мембраною. Частина мембрани постсинаптичного дендрита називається постсинаптичною мембраною. Вона містить хемочутливі натрієві канали. Між цими двома мембранами розміщена синаптична щілина. У пресинаптичному закінченні у пухирцях (везікулах) містяться медіатори або нейротрансмітери , за допомогою яких імпульс передається через синапс від одного нейрона до іншого. На постсинаптичній мембрані розміщені хеморецептори, з якими може зв'язуватись медіатор, а це призводить до відкривання каналів.
Належність синапсів до збудливих чи гальмівних визначається, з одного боку, специфікою медіатора, а з іншого – видом рецепторів, розміщених на постсинаптичній мембрані. Зазвичай, один і той же медіатор має на постсинаптичній мембрані декілька рецепторів, взаємодія з якими може викликати протилежний ефект.
Передача збудження через синапс в ЦНС відбувається за тією ж схемою, що й через нервово-м’язовий синапс. Медіатор виділяється у синаптичну щілину, дифундує до постсинаптичної мембрани, з'єднується з відповідними рецепторами. В результаті відкриваються хемозбудливі натрієві канали , що приводить до деполяризації мембрани. Виникає місцевий потенціал, який ще не досягає критичного рівня деполяризації. Такий потенціал називається збуджувальним постсинаптичним потенціалом (ЗПСП). Величина утвореного внаслідок цього струму є настільки мала, що він не здатний поширюватись, поки подібні впливи не деполяризують усю мембрану. Генерація ПД відбувається внаслідок сумації ЗПСП. Сумація може бути часова (в одному синапсі під дією надходження частих ПД до пресинаптичної мембрани) та просторова (додаються ЗПСП з різних аксонів).
ЗПСП являє собою підпороговий місцевий потенціал, що нездатний поширюватись на великі відстані. Поширюючись пасивно по мембрані дендрита і (або) тіла постсинаптичного нейрона, він досягає аксонного горбика, що має вдвічі менший поріг деполяризації, ніж у самій сомі завдяки більшій кількості іонних каналів. Тому у аксонному горбику виникає ПД, який розповсюджується до наступного нейрона або виконавчого органа.
У зв’язку з розглянутим механізмом передачі збудження через синапс можна виділити наступні особливості передачі збудження у центральних синапсах:
- Імпульс передається лише у один бік.
- Швидкість передачі імпульса через синапс сповільнюється, виникає синаптична затримка (в ЦНС складає 0,2-0,5 мс)
- ЗПСП на тілі нейрона здатні сумуватись часово і просторово, що приводить до генерації ПД
- Нервові центри здатні трансформувати ритм імпульсів, що надходить до них.
Гальмування – це активний нервовий процесс, результатом якого є припинення або послаблення збудження. На відміну від процесів збудження, які можуть проявлятися у двох основних формах: поширюваному ПД та локальних потенціалів (ЗПСП), гальмування може розвинутися лише у формі локального процесу і тому пов’язане з існуванням специфічних гальмівних синапсів.
Розрізняють два основних механізми гальмування: пресинаптичне (в результаті зменшення ефективності дії збуджувальних синапсів ще на пресинаптичному рівні) і постсинаптичне (через зміну властивостей постсинаптичної мембрани).
