Сигнализация нервные клетки

Испускание возбужденной нервной клеткой серии импульсов частота тем выше, чем больше энергия возбуждения Сигнализация посредством кодированных последовательностей световых или электрических импульсов [c.108]

Рис. 1-40. Сравнение гормональной и нервной сигнализации. Эндокринная клетка при стимуляции высвобождает гормоны в кровяное русло, и циркулирующие гормоны вызывают ответ в любой клетке, чувствительной к ним, независимо от того, где она находится Нервная клетка при стимуляции генерирует потенциал действия, распространяющийся вдоль аксона и быстро запускающий высвобождение нейротрансмиттера с окончания аксона нейротрансмиттер действует только на клетки, находящиеся в непосредственной близости от окончания аксона.

Эндокринные клетки и нервные клетки специализированы для разных типов химической сигнализации [1] [c.339]

Известны три типа химической сигнализации 1) большинство клеток тела выделяют одно или несколько сигнальных веществ, которые служат локальными химическими медиаторами, поскольку разрушаются или поглощаются так быстро, что воздействуют лишь на клетки ближайшего окружения 2) специализированные эндокринные клетки секретируют гормоны, которые разносятся кровью и влияют на клетки-мишени, причем последние могут находиться в самых различных частях организма 3) нервные клетки образуют со своими клетками-мишенями специализированные контакты химические синапсы) и секретируют действующие лишь на очень малых расстояниях химические вещества-нейромедиаторы, влияющие (в каждом синапсе) только на одну клетку-мишень (рис. 13-2). [c.245]

Эндокринные и нервные клетки специально предназначены для химической сигнализации, они совместно координируют различного рода активность миллиардов клеток, составляющих тело высшего животного. Нервные клетки передают информацию намного быстрее эндокринных, так как для передачи сигнала на большие расстояния они не нуждаются в диффузии и кровотоке сигнал быстро передается по нервному волокну электрическими импульсами. Только в нервных окончаниях, где высвобождается нейромедиатор, эти импульсы преобразуются в химические сигналы. Нейромедиатор достигает клетки-мишени путем диффузии на микроскопически малое расстояние, что занимает меньше миллисекунды (рис. 13-2). В то время как гормоны в кровотоке очень сильно разбавляются и должны быть способны действовать в чрезвычайно низких концентрациях (обычно <10 М), разбавление нейромедиаторов незначительно, и их концентрация у определенных участков клеток-мишеней может быть велика. Например, концентрация нейромедиатора ацетилхолина в синаптической щели нервно-мышечного соединения может достигать около 5- М. Однако в других отношениях механизмы химической сигнализации с помощью гормонов и нейромедиаторов в общих чертах сходны, и многие сигнальные молекулы, используемые эндокринными клетками, используются также и нервными клетками (нейронами). [c.246]

Рис. 13-8. Различия между сигнализацией с помощью гормонов (Л) и нейромедиаторов (Б). Клетки эндокринной системы выделяют в кровоток множество различных гормонов, которые действуют на определенные клетки-мишени, имеющие рецепторы для связывания соответствующих гормонов и таким образом вылавливающие нужные гормоны из внеклеточной жидкости. В отличие от ЭТОГО у большинства нервных клеток специфичность сигнализации определяется контактом между их отростками и определенными клетками-мишенями воздействию нейромедиатора, вьщеляемого нервным окончанием, подвергаются только те клетки, которые имеют с этим окончанием синаптический контакт. В то время как разные эндокринные клетки должны использовать для связи с разными клетками-мишенями различные гормоны, разные нервные клетки могут использовать один и тот же нейромедиатор без ущерба для специфичности связи.

Г. В настоящее время связь на молекулярном уровне между отсутствием продукта гена Rb и ретинобластомой не известна. Одно из очевидных объяснений состоит в том, что опухоль образуется в результате ошибки в развитии. В норме незрелые нервные клетки глаза пролиферируют до тех пор, пока не получат сигнал к остановке роста, после чего они дифференцируются, превращаясь в зрелые нервные клетки. Продукт гена Rb, возможно, участвует в этой сигнализации, поэтому в его отсутствие клетки не получают сигнала и, следовательно, продолжают расти, образуя опухоль. [c.481]

Приобретение митохондрий должно было иметь много последствий. Например, у прокариотических клеток плазматическая мембрана тесно связана с образованием энергии, в то время как у эукариотических клеток эта важнейшая функция передана митохондриям. Кажется вполне вероятным, что освобождение плазматической мембраны эукариотической клетки от этой функции позволило ей приобрести новые свойства. В частности, поскольку эукариотическим клеткам не нужно поддерживать высокий градиент Н на своей мембране (что необходимо для производства АТР у прокариот), у них появляется возможность использовать контролируемые изменения в ионной проницаемости плазматической мембраны в целях клеточной сигнализации. Следовательно, одновременно с возникновением эукариот в плазматической мембране появляются ионные каналы. В настоящее время у высших организмов эти каналы опосредуют сложные процессы передачи электрических сигналов (в частности, в нервной системе), а у одноклеточных свободноживущих эукариот, таких, как простейшие, они во многом определяют их поведение (см. ниже). [c.31]

Во всех клетках тела плазматическая мембрана регулирует обмен веществ между клеткой и ее средой. Для нервных клеток это особенно важно по ряду причин. Во-первых, мембрана регулирует движение веществ, которые непосредственно связаны с нервной сигнализацией. Во-вторых, мембрана служит местом электрической активности, лежащей в основе быстрой нервной сигнализации. В-третьих, она служит местом действия пептидов и гормонов. И наконец, ее участки образуют синапсы, где сигналы передаются от одной клетки к другой. Таким образом, значительная часть нейробиологии имеет дело именно с организацией и свойствами плазматической мембраны нейрона, и в следующих главах мы узнаем об этих свойствах гораздо больше. [c.82]

Сопряжение эмбриональных клеток могло бы также служить средством дальней межклеточной сигнализации. Малые молекулы могут переходить через щелевые контакты из участков ткани, где их концентрация поддерживается на высоком уровне, в участки, где поддерживается низкая концентрация. Таким путем может установиться плавный градиент концентрации. Локальное значение концентрации может интерпретироваться клеткой как информация о положении и контролировать дифференцировку в соответствии с местом клетки в эмбрионе. Оказалось, например, что у амфибий электрически сопряженные клетки развивающейся нервной пластинки имеют, в зависи- [c.217]

Химическая передача в синапсах основана на тех же принципах, что н химическая сигнализация с помошью водорастворимых гормонов (гл. 13). В обоих случаях клетка путем экзоцитоза высвобождает в межклеточное пространство химическое вещество-посредник, которое затем воздействует на другую клетку нли группу клеток, связываясь с мембранными рецепторными белками. В синапсе такой посредник-кейролкдиатор-проходит путем диффузии от своего источника до мишени расстояние всего лишь в долю микрометра, тогда как гормон может перемешаться с током крови в отдаленные участки тела. Однако это не принципиальное различие. Некоторые вещества выполняют двойные обязанности-действуют и как циркулирующие гормоны, выделяемые клетками эндокринных желез, и как нейромедиаторы, высвобождаемые нервными окончаниями. Более того, некоторые клепси по своей форме и способности к проведению импульсов представляют собой типичные [c.93]

Химические сигнальные механизмы различаются по расстояниям, на которых они действуют 1) в случае эндокринной сигнализации специализированные эндокринные клетки выделяют гормоны, которые разносятся кровью и воздействуют на клетки-мишени, находящиеся иногда в самых разных частях организма 2) в случае иаракринной сигнализации клетки выделяют локальные химические медиаторы, которые поглощаются, разрушаются или иммобилизуются так быстро, что успевают подействовать только на клетки ближайшего окружения, быть может, в радиусе около миллиметра 3) при синаитической передаче, используемой только в нервной системе, клетки секретируют нейромедиаторы в специализированных межклеточных контактах, называемых химическими синапсами, Нейромедиаторы диффундируют через синаптическую щель, обычно на расстояние около 50 нм, и воздействуют только на одщ постсинантическую клетку-мишень (рис. 12-2). В каждом случае мишень реагирует на определенный внеклеточный сигнал с помощью специальных белков, называемых рецепторами, которые связывают сигнальную молекулу и инициируют ответ. Многие сигнальные молекулы и рецепторы используются в передаче сигнала и по эндокринному, и по паракринному, и по синаптическом типу. Главные различия касаются быстроты и избирательности воздействия сигнала на определенные мишени. [c.339]

Рис. 14.5. А. Нервная цепь рефлекса у краба, включающая торако-коксаль-иый мышечный рецептор и запускающий иейрои. Б. Внутриклеточные отведения от сенсорного нейрона. При растяжении мышцы рецепторная клетка отвечает градуальными потенциалами (б, в, г — разная амплитуда градуального ответа), которых достаточно для синаптической передачи и импульсного ответа запускающего нейрона (а) (внеклеточное отведение от моторного нерва). При определенных условиях возникает небольшой градуальный спайк (д), который, по-видимому, создается небольшим числом чувствительных к напряжению натриевых каналов в мембране рецепторной клетки. Этот спайк может способствовать сигнализации очень быстрых растяжений мышцы. (Bush, 1981.)

Нейромедиаторы либо быстро расшепляются в синаптической щели специфическими ферментами (такова судьба ацетилхолина, освобожденного в нервно-мьш1ечном соединении), либо быстро вновь поглощаются вьщелившими их нервными окончаниями. Немедленное удаление медиатора служит двум целям ограничивает эффект нейромедиатора постсинаптической клеткой и прекращает воздействие его молекул, так что каждый сигнал очень непродолжителен и может быть почти мгновенно повторен. Это делает сигнализацию чрезвычайно точной. [c.253]

Если бы все возбуждающие и тормозные сигналы в нервной системе были направлены описанным образом на единичные клетки, можно было бы обойтись очень небольшим числом сигнальных веществ. Однако в действительности в мозгу позвоночных уже обнаружено более 30 таких веществ, в том числе ацетилхолин, аминокислоты [глицин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, у-аминомасляная кислота (ГАМК)], производные аминокислот (норадреналин, дофамин, серотонин и гистамин) и разнообразные пептиды. Это может означать, что многие сигнальные молекулы функционируют не как обычные нейромедиаторы, а как локальные химические медиаторы (нейрорегуляторы), которые, освобождаясь из нервных окончаний, диффундируют на небольшое расстояние и влияют на множество находящихся поблизости клеток. Строго говоря, такая сигнализация не является синаптической (одно окончание-одна клетка-мишень), поэтому для обеспечения специфичности необходимо большое число сигнальных веществ (и комплементарных им рецепторов), как в эндокринной системе. [c.254]

Во-вторых, у мьшгечных, а также нервных и других клеток, использующих сигнализацию с помощью ионов Са , в плазматических мембранах есть дополнительньгй механизм, который осуществляет сопряженное выведение ионов Са из клетки с введением в клетку ионов. На (см. рис. 82,а). Работа такого На -Се -транспортера впрямую не связана с потреблением энергии АТР, однако АТР оказывает, по-ввдимому. какое-то каталитическое действие, возможно, увеличивая сродство транспортного механизма к ионам Са " . Этот Na - i2+-обменник обладает большей скоростью выведения кальция, чем Са -АТРаза, но при этом относительно низким сродством к ионам Са2+ и поэтому начинает действовать эффективно только при 10-1фатном и более превышении нормального уровня ионов Са" в миоплазме. Такое наблюдается, как пра- [c.143]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология