Нервно-мышечное соединение (синапс)
Структурное образование, обеспечивающее переход возбуждения с нервного волокна на иннервируемую им клетку — мышечную, нервную или железистую, получило название синапса.
Электронно-микроскопические исследования выявили, что так же как в ЦНС, на периферии синапсы состоят из трех основных элементов: пресинаптической мембраны, постсинаптической мембраны и синаптической щели (рис. 52).
Пресинаптической называется мембрана, покрывающая нервное окончание, которое представляет собой своеобразный нейросекреторный аппарат. Здесь содержится и выделяется медиатор, оказывающий возбуждающее или тормозящее действие на иннервируемую клетку.
В скелетной мышце позвоночных двигательное миелиновое нервное волокно разветвляется веерообразно на концевые безмякотные волокна диаметром около 1,5 мкм.
На всем этом концевом участке нервное волокно (пресинаптическое окончание) образует синаптическое соединение с мышечным волокном. Вся область мышечного волокна, в которой расположены синапсы, образованные двигательным нервным волокном, называют концевой пластинкой (бляшкой; пуговкой).
В пресинаптических окончаниях медиатор ацетилхолин содержится в «пузырьках» диаметром около 50 нм. При достижении распространяющегося потенциала действия области пресинаптичёского окончания ацетилхолин освобождается из «пузырьков» и выходит в синаптическую щель.
В механизме этого нейросекреторного процесса важную роль играют ионы Са²⁺: они поступают внутрь окончания из внеклеточной жидкости по электровозбудимым кальциевым каналам, активируемым при деполяризации пресинаптической мембраны приходящим потенциалом действия. При этом наблюдается следующая цепь процессов: деполяризация пресинаптической мембраны при проведении нервного импульса → открывание кальциевых каналов → вхождение ионов Са²⁺ внутрь окончания→ выделение медиатора в синаптическую щель.
Ширина последней примерно 50 нм; она заполнена межклеточной жидкостью, которая по составу приближается к плазме крови. Медиатор быстро диффундирует через щель, воздействуя на мембрану иннервируемого мышечного волокна. Та часть мембраны этого волокна, которая непосредственно граничит с нервным окончанием, называется постсинаптической. От мембраны, покрывающей остальную часть мышечного волокна, постсинаптическая мембрана отличается тем, что не содержит электрически возбудимых ионных каналов и потому не способна к генерации потенциала действия. Постсинаптическая мембрана обладает, однако, химической возбудимостью: на действие ацетилхолина она отвечает местным изменением проницаемости для ионов Na ⁺ и К ⁺, что приводит к развитию так называемого потенциала концевой пластинки (ПКП). По своей природе он аналогичен возбуждающим постсинаптическим потенциалам, возникающим при передаче возбуждения с одной нервной клетки на другую. ПКП порождает генерацию потенциала действия в мышечном волокне. Наличие химического звена в механизме нервно-мышечной передачи делает понятным два общих свойства синапсов:
- возбуждение проводится через синапс только в одном направлении — с нерва на мышцу;
- возбуждение проводится через синапс значительно медленнее, чем по нервному волокну.
Односторонность проведения обусловлена наличием относительно широкой синаптической щели, препятствующей проведению импульса с помощью локальных токов с мышцы на нерв. Замедление проведения через синапс объясняется тем, что это проведение является многоэтапным процессом: время затрачивается на секрецию медиатора, его диффузию к постсинаптической мембране, активацию последней, рост ПКП до пороговой величины.
