Sinh học phân tử màng tế bào ( Tập 2 GS. TS. Đỗ Ngọc Liên ) - Chương 10

Thụ thể acetylcholin và sự truyền xung thần kinh10.1 Màng synap thần kinh neurotransmitterTrong quá trình phát sinh chủng loại, ở các động vật đơn bào chưa có hệ thần kinh. Cơ thể liên hệ với môi trường bên ngoài thông qua dịch nội bào.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sinh học phân tử màng tế bào ( Tập 2 GS. TS. Đỗ Ngọc Liên ) - Chương 10 46Chương 10Thụ thể acetylcholin và sự truyền xung thần kinh10.1 Màng synap thần kinh neurotransmitter Trong quá trình phát sinh chủng loại, ở các động vật đơn bào chưa có hệ thần kinh. Cơthể liên hệ với môi trường bên ngoài thông qua dịch nội bào. Đó chính là điều hoà thể dịch màbản chất của nó là các quá trình hoá học. Về sau, trong quá trình tiến hoá ở những động vật đa bào hệ thần kinh xuất hiện và pháttriển dần từ thấp đến cao, ngày càng hoàn chỉnh về cấu tạo và chức năng. Nhờ sự xuất hiệncủa hệ thần kinh mà sự điều hoà phối hợp các hoạt động sống của cơ thể thông qua phản xạđược thực hiện nhanh hơn so với điều hoà thể dịch. Hai hệ điều hoà thể dịch và thần kinh tồntại song song trong cơ thể, hình thành sự điều hoà phối hợp thần kinh – thể dịch, giúp cho cơthể thích ứng tốt hơn với môi trường sống. Hoạt động đơn giản nhất của hệ thần kinh ở bất kỳ một loài vật nào cũng phụ thuộc vàosự truyền tín hiệu điện gọi là các xung thần kinh đến hay đi ra khỏi những bộ phận khác nhaucủa cơ thể. Sự truyền tín hiệu này có liên quan đến từng tế bào mang thông tin - đó là cácnơron và các cấu trúc nhỏ bé là các synap, chúng cho phép các xung thần kinh được truyền từnơron này sang nơron khác. Bất kỳ cung phản xạ thần kinh nào dù đơn giản hay phức tạpcũng đều được cấu tạo từ một số nơron nối với nhau qua các synap. Hình 10.1 Cấu trúc một synap thần kinhCác vị trí tận cùng axon của một nơron tiếp xúc với các nơron khác và với các tế bào cơ đượcgọi là các synap. Cấu trúc của một synap được minh hoạ ở hình 10.1. Hầu hết các synap chỉcho xung động đi một chiều, đó là nhờ các chất trung gian hoá học cần thiết cho sự dẫntruyền. Chất trung gian được chứa trong các túi hay các bóng nhỏ ở tận cùng màng trước củamột dây thần kinh, khi một xung thần kinh đến đó, một vài túi hoà nhập với màng trước synap 47và giải phóng chất đó vào một khe nhỏ gọi là khe synap. Mỗi bóng chứa một lượng chất trunggian bằng nhau, lượng chất này được gọi chung là một “hạt” hay một “lượng tử” chất. Việcphóng một lượng tử chất trung gian hoá học yêu cầu phải có các ion canxi (Ca++) và vai tròcủa chúng cho đến nay vẫn chưa được rõ. Một trong những chất hoá học trung gian nghiên cứu tốt nhất là acetylcholin. Khi đượcgiải phóng ra khỏi màng trước synap, nó khuếch tán nhanh qua khe synap và kết hợp với cơquan thụ cảm ở màng của nơron thứ hai – còn gọi là màng sau synap. Kết quả làm thay đổitính thấm của màng, làm ion Na+ đi vào sau synap, gây khử cực màng nơron và làm xuất hiệnđiện thế sau synap. Điện thế này nhỏ hơn và kéo dài hơn so với xung thần kinh. Điện thế sausynap không tuân theo quy luật “tất cả hay không có gì”, mà cường độ lớn nhỏ của nó phụthuộc vào số lượng chất hoá học trung gian được giải phóng. Nồng độ acetylcholin tác dụng lên màng sau synap không duy trì ở mức độ cao được lâubởi vì khe synap chứa những enzym cholinesterase rất mạnh, chúng nhanh chóng phân huỷacetylcholin, giúp cho điện thế nghỉ (hay còn gọi là điện thế tĩnh) ở màng sau synap được hồiphục và “dọn sạch” synap, do đó xung động tiếp theo mới được truyền qua. Acetylcholin ởdạng không hoạt động từ khe synap nhanh chóng quay trở lại tận cùng trước synap, ở đó nó sẽhoạt động trở lại và được tái sử dụng. Tác dụng của acetylcholin giải phóng ra ở synap là tạo ra sự khử cực màng sau synap, sảnsinh ra xung động ở nơron sau synap. Các synap có chất trung gian hoá học là acetylcholingọi là các synap kích thích và gây ra điện thế kích thích sau synap (EPSP). Không phải tất cảcác synap đều thuộc loại kích thích. Cũng tồn tại các synap ức chế sản sinh ra các điện thế ứcchế sau synap (IPSP), nhưng chúng đòi hỏi chất trung gian hoá học khác. Đa số các nơronnhận các tận cùng synap hỗn hợp tức là dạng kích thích và ức chế. Xác định chất trung gian hoá học ở một loại synap là rất khó. Cùng với acetylcholin rấtnhiều chất khác như adrenalin, dopamin, glycin, acid γ-amino butylic… cũng được coi là chấttrung gian hoá học. Nhiều đặc điểm hoạt động của synap cho đến nay vẫn còn chưa được hiểurõ. Ví dụ như chi tiết của cơ chế khi xung thần kinh đến làm giải phóng chất trung gian hoáhọc vẫn còn đang là một điều bí ẩn và cả vai trò của synap trong học hành và trí nhớ nữa. Thếnhưng lý do cơ bản của việc các synap hoạt động về mặt hoá học thay cho việc tiếp xúc điệntrực tiếp giữa các nơron thì đã khá rõ ràng. Đơn giản là các chất trung gian hoá học chỉ cầnmột lượng nhỏ đã có thể thay đổi màng nơron hiệu quả hơn là kích thích điện trực tiếp do tiếpxúc giữa các tế bào. Hơn nữa tận cùng synap vô cùng nhỏ bé mà vẫn có hiệu quả. Điều đó cónghĩa là một nơron đơn lẻ có thể nhận synap từ nhiều nơron khá ...