Электрический синапс. 
Нервная система: анатомия, физиология, нейрофармакология

Нервно-мышечный синапс, как и множество синапсов в ЦНС, относится к химическим синапсам, однако к середине XX в. были обнаружены и изучены электрические синапсы, в которых нет нужды в химическом передатчике информации — медиаторе. Существование чисто электрических синапсов предсказал Л. Герман. Его идея заключалась в том, что возбуждение с клетки на клетку в таком контакте передается с помощью местных токов, т. е. точно так же, как происходит распространение возбуждения по аксону клетки. Местные токи между противоположно заряженными участками синаптического окончания возбужденной пресинаптической клетки «затекают» на постсинаптическую клетку, открывая в ее мембране натриевые каналы и тем самым возбуждая ее (рис. 8.18).

Каковы же отличительные признаки электрических межклеточных контактов? Сигнал переходит с клетки на клетку очень быстро, со скоростью распространения нервного импульса. Сигнал передается без изменения амплитуды. Электрический сигнал способен проводить возбуждение в обе стороны. Такие синапсы очень удобны для того, чтобы одновременно возбудить большую группу одинаковых клеток, например, мышечных. Когда они все сразу сократятся, произойдет резкое движение. Так обеспечивается движение хвоста у рыб, втягивание жабр в раковину у двухстворчатых моллюсков, когда створки приходится мгновенно захлопывать в случае опасности.

Рис. 8.18. Схема работы электрического синапса.

В последние десятилетия электрические синапсы обнаружили в мозге млекопитающих, в том числе у человека, а также у амфибий, червей, птиц. Электрические синапсы обеспечивают слаженные движения гладких мышц, например, желудка и кишечника, синхронизируют сокращения сердечной мышцы.

В месте нахождения электрического синапса клетки тесно прижаты друг к другу, и в их мембранах образуются особые, так называемые щелевые контакты, обеспечиваемые белками — коннексинами (рис. 8.19).

Рис. 8.19. Схема строения щелевых контактов:

а — вид сбоку; б — вид сверху Когда одна клетка возбуждается, и происходит деполяризация ее мембраны, то это приводит к изменению расположения коннексинов как пресинаптической, так и постсинаптической клеток. В результате на мгновение формируется канал из коннексинов, пронизывающий обе мембраны, и по этому каналу ионы устремляются в постсинаптическую клетку, в результате чего она мгновенно возбуждается. Такие электрические синапсы отличаются высокой надежностью.

Еще совсем недавно (в конце XX в.) считалось, что число электрических синапсов составляет не более 1% от общего числа межклеточных контактов. Однако к настоящему времени по мере внедрения в эксперимент новых технических приемов становится понятным, что электрических синапсов в ЦНС очень много, и они отличаются по сравнению с химическими синапсами особой скоростью проведения и надежностью. Но с помощью электрического контакта нельзя изменить характер передаваемого сигнала, а в везикулах пресинаптического окончания могут содержаться молекулы не одного, а нескольких медиаторов, в том числе и тормозных.

Таким образом, электрический синапс способен быстро и надежно передавать без каких-либо изменений сигнал с нресинаптической клетки на постсинаптическую, тогда как сигнал, передаваемый через химический синапс, может менять свои электрические характеристики и даже знак.