Медиатор - это вещество, которое необходимо для передачи нервного импульса с одной нервной клетки на другую. И из этой статьи вы узнаете, где происходит синтез медиатора, благодаря чему происходит синтез медиатора, что провоцирует его выброс в синаптическую щель, и как он влияет на постсинаптические рецепторы.
1. Первый этап - это синтез и накопление медиатора в пресинаптическом окончании.
Для синтеза медиатора необходимо:
1.Вещество-предшественник (или несколько веществ). Это вещество участвующее в реакции, приводящей к образованию целевого вещества.
2.Белок-фермент (или несколько ферментов)
3.АТФ (энергия)
Синтез может проходит в соме, либо прямо в пресинаптическом окончании.
Если синтез происходит в соме, то:
Белок-фермент берет вещество-предшественник (П1 и П2), с затратой энергии изогнувшись делает молекулу медиатора, отпускает его, и возвращается в исходное состояние.
1.Фермент, управляющий синтезом медиатора присоединил два вещества предшественника (П1 и П2).
2.Фермент (обычно с затратой энергии АТФ) изменяет свою конфигурацию, соединив П1 и П2 в новую молекулу медиатора.
3.Высвобождение медиатора и возврат фермента в исходное состояние.
Когда синтез происходит в соме, то последовательность событий следующая :
1.Белок-фермент делает медиатор (рисунок 1)
2.ЭПС переносит медиатор в комплекс Гольджи
3.Комплекс Гольджи образует везикулы с медиатором (он набивает везикулы медиатором, а сама везикула нужна для того, чтобы медиатор по пути к пресинаптическому окончанию не разрушился и не потерялся)
4.Везикулы по аксону (с опорой на белковые микротрубочки - "рельсы") переносятся в пресинаптическое окончание, где и накапливаются в пресинаптическом окончании.
Объединим теперь все перечисленные процессы.
Белок-фермент синтезировал медиатор, который попадает в ЭПС, по ней доходит до комплекса Гольджи в котором происходит почкование (упаковка) везикул с медиатором, затем по специальным белковым "рельсам" медиатор дотаскивается до пресинаптического окончания, где и накапливается - но, этот вариант очень долгий, поэтому есть второй, более быстрый, то есть когда синтез медиатора происходит в прямо в пресинаптическом окончании, вне зависимости от сомы (центра).
Если синтез медиатора происходит в пресинаптическом окончании, то:
Комплекс Гольджи также продолжает делать пустые везикулы, и здесь в пресинаптическом окончании образуется медиатор (все по той же схеме, рис.1) и тут появляется белок-насос, который загружает медиатор в везикулу. (То есть до этого загрузка происходила в комплексе Гольджи, а сейчас эту функцию начал выполнять белок-насос) И после этого везикулы ждут команды, чтобы начать выпрыскивать медиатор в синаптическую щель, тут то и происходит второй этап.
2. Второй этап - выброс медиатора в синаптическую щель при появлении ПД (потенциала действия).
Выброс (или экзоцитоз) медиатора в синаптическую щель происходит после появления ПД (потенциала действия), который вызывает открывание электрочувствительных кальциевых каналов (примерно 2-3 мс).
В результате в пресинаптическом окончании успевает войти несколько сот ионов кальция, которые присоединяются к специальным белкам на везикулах, и как только присоединилось 5 ионов кальция, то везикула начинает движение к пресинаптической мембране и соприкоснувшись с ней выпрыскивает медиатор. Для того, чтобы везикула начала движение нужно не меньше 5 ионов кальция, иначе движение не запуститься.
Также важно отметить, что сразу после ПД начинают работать белки-насосы, которые выкачивают кальций из пресинаптического окончания, поскольку иначе выброс медиатора не прекратиться.
3.Третий этап - действие медиатора на рецепторы постсинаптической клетки
Вот везикула высвободила медиатор в синаптическую щель, и медиатор связывается с рецептором постсинаптического окончания.
Рецептор постсинаптического толкает G-белок, а он активирует белок-фермент синтезирующий ВтП (вторичного посредника), после чего вторичный посредник запускает открытие хемочувствительного ионного канала, и начнет входить в клетку, например, натрий и нервная клетка начнет повышать свой заряд, что и приведет её к потенциалу действия (ПД).
4.И последний четвертый этап - это инактивация (прекращение действие медиатора на рецептор)
Существует 3 способа инактивации медиатора:
1.Первый способ - медиатор может быть разрушен с помощью фермента.
Белки-ферменты находятся на постсинаптической мембране и разрушают медиатор на рецепторе. Этот способ работает в тех синапсах, где особенно четко нужно передавать сигнал, например, в нервно-мышечных синапсах, потому что нужно очень четко запускать мышечное сокращение и очень четко его выключать.
2.Второй способ - самый экономный. После того, как медиатор подействовал на рецептор, он засасывается обратно в пресинаптическое окончание - это называется обратный захват. И обычно эта система работает там, где медиатор - это довольно какая-то экзотическая молекула, которую просто так не сделаешь. Экономичная она потому, что медиатор может использоваться повторно.
3.Третий способ. Опять-таки завхват происходит с помощью белков-насосов, но уже в глиальные клетки (клетки которые окружают синапс). И такой способ используется тогда, когда медиатор какая-то рутинная молекула, которую легко сделать. Медиатор, в этом слчае разрушается в глиальной клетке.
