Нейротон. Занимательные истории о нервном импульсе. Александр Иванович Волошин
глиальные, эпителиальные и др.
Электрические синапсы также, как и химические имеют пресинаптическое образование, синаптическую щель и постсинаптическую мембрану. Синаптическая щель у них значительно уже, чем у химических (у электрических синапсов – от 2 до 5 нм, тогда как у химических синапсов – 20—50 нм). Отличительная особенность пресинаптического образования – отсутствие пузырьков с медиатором.
Выделяют следующие свойства электрических синапсов.
· Отсутствие центральной задержки.
· Проведение возбуждения в обе стороны.
· Относительно высокая лабильность6.
· Являются практически неутомляемыми образованиями.
· Не чувствительны к химическим соединениям.
· В электрических синапсах отсутствует явление посттетанической потенциации.
· Более низкая надёжность в передаче информации.
Полученные в результате экспериментов доказательства случаев передачи сигнала через синапс чисто электрическим путём вступили в противоречие с существовавшими на тот момент теоретическими расчётами. Сложилась парадоксальная ситуация: электрические синапсы есть, функционируют, их существование доказано прямыми экспериментами, а расчёты показывают, что они не могут работать!
Действительно, как показала электронная микроскопия, непосредственного контакта между клетками нет: клетки разделены щелью, заполненной жидкостью, через которую ток пойдёт не только в клетку-мишень, но и «вытечет куда-то на сторону». Расчёты, проведённые в разных лабораториях мира, дали обескураживающие результаты. Оказалось, что при реальных экспериментально известных значениях сопротивлений мембран (которые были получены, впрочем, не для области синапса, а для аксона или тела клетки), межклеточной среды и размеров синаптических контактов и щелей, в клетку-мишень будет затекать не более 0,01% всего тока, вытекающего из терминали. Этот ток к тому же растечётся по всему телу клетки и не сможет вызвать изменения её потенциала, необходимого для возбуждения или сопоставимого с реально наблюдаемыми изменениями.
За решение этой задачи в 1965 году взялась группа молодых сотрудников Теоретического отдела Института биофизики АН СССР. [11]
Их идея состояла в решении обратной задачи – выяснить при каком электрическом сопротивлении мембраны при тех же свойствах межклеточного вещества и размерах синаптической области (диаметр около 1 мкм и ширина щели порядка 5 нм) возможна работа электрического синапса.
Оказалось, что, хотя и существует некоторое оптимальное сопротивление мембраны в синапсе, при котором в клетку-мишень попадала бы самая большая часть тока, всё равно эффективность такого синапса была несравнима с реальной. Если сопротивление мембраны бралось ниже оптимального, то увеличивалась утечка тока через щель, если сопротивление увеличивалось, то падала общая сила
Скорость протекания элементарных циклов возбуждения в нервной и мышечной тканях.