Neuronal synaps struktur, typer og hvordan det fungerer

den neuronal synapse består av forening av terminalknappene til to nevroner med sikte på å overføre informasjon. Ordet synaps kommer fra gresk sunaptein, som betyr "å samle".

Ved synaps sender en nevron meldingen, mens en del av den andre mottar den. Dermed kommer kommunikasjon vanligvis i én retning: fra terminalknappen til en neuron eller celle til membranen til den andre cellen. Selv om det er sant at det er noen unntak.

Hver enkelt neuron mottar informasjon fra terminalknappene til andre nerveceller. Og i sin tur synkroniseres terminalknappene til sistnevnte med andre nevroner.

Terminalknappen er definert som en liten fortykning på slutten av en axon, som sender informasjon ved synaps. Mens en akson er en slags langstrakt og tynn "kabel" som bærer meldinger fra nukleins kjerne til dens terminalknapp.

En enkelt neuron kan motta informasjon fra hundrevis av nevroner, og hver av dem kan etablere et stort antall synapser med den.

Terminalknappene til nervecellene kan synapse med membranen til soma eller dendritene.

Soma- eller cellelegemet inneholder nukleins kjernen. Det har mekanismer som gjør det mulig å opprettholde cellen. Dendritter er derimot grener av nevronet som ligner på et tre som starter fra summen.

Når et handlingspotensial beveger seg gjennom aksonet til en neuron, frigjør terminalknappene kjemikalier. Disse stoffene kan ha eksitatoriske eller hemmende effekter på nevronene som de er koblet til. På slutten av hele prosessen gir effektene av disse synapene opphav til vår oppførsel.

Et handlingspotensial er produktet av kommunikasjonsprosesser i en neuron. I det er det et sett med endringer i axonmembranen som forårsaker utslipp av kjemikalier eller nevrotransmittere.

Neuroner bytter nevrotransmittere på sine synaps som en måte å sende informasjon til hverandre.

Spennende synapser

Et eksempel på eksitatoriske neuronale synapser ville være tilbaketrekningsrefleksen når vi brenner. En sensorisk nevron ville oppdage den varme gjenstanden, siden det ville stimulere dens dendriter.

Dette nevronet ville sende meldinger gjennom sin axon til terminalknappene, plassert i ryggmargen. Terminalknappene til sensorisk nevron vil frigjøre kjemikalier kjent som nevrotransmittere som ville excitere nevronen med hvilken synaps.

Spesielt til en interneuron (det som formidler mellom sensoriske og motoriske nevroner). Dette vil føre til at interneuronen sender informasjon langs sin axon. I sin tur sekresjonsknappene til interneuronen sekreterer nevrotransmittere som exciterer motorneuronet.

Denne typen neuron ville sende meldinger langs sin axon, som knytter seg til en nerve for å nå målmuskelen. Når neurotransmitterne slippes ut av terminalknappene til motorneuronet, samtaler muskelcellene seg for å bevege seg bort fra den varme gjenstanden.

Inhibitory synapses

Denne typen synaps er noe mer komplisert. Det vil bli gitt i følgende eksempel: tenk at du tar en veldig varm skuff ut av ovnen. Du bruker vanter for å ikke brenne deg selv, men de er tynne og varmen begynner å overstige dem. I stedet for å kaste skuffen til bakken, prøv å støtte varmen litt til du legger den på en overflate.

Tilbaketrekningsreaksjonen av organismen vår før en smertefull stimulus ville ha gjort oss slippe ut objektet, selv om vi har kontrollert denne impulsen. Hvordan dette fenomenet oppstår?

Varmen som kommer fra brettet oppfattes, og øker aktiviteten til de excitatoriske synapsene på motorneuronene (som forklart i forrige avsnitt). Imidlertid motvirkes denne spenningen av inhiberingen som kommer fra en annen struktur: vår hjerne.

Dette sender informasjon som indikerer at hvis vi slipper skuffen, kan det være en total katastrofe. Derfor sendes meldinger til ryggmargen som hindrer tilbaketrekningsrefleksen.

For dette kommer en akson av en hjernenes neuron til ryggmargen, hvor terminalknappene synaps med en hemmende interneuron. Dette utskiller en inhibitorisk nevrotransmitter som reduserer aktiviteten til motorneuronet, blokkerer tilbaketrekningsrefleksen.

Det er viktig å merke seg at disse bare er eksempler. Prosessene er egentlig mer komplekse (spesielt de hemmende), og har tusenvis av nevroner involvert i dem.

Handlingspotensial

For å være en utveksling av informasjon mellom to nevroner eller nevonale synapser, må det først være et handlingspotensial.

Dette fenomenet forekommer i nevronet som sender signalene. Membranen i denne cellen har en elektrisk ladning. Faktisk har membranene til alle cellene i kroppen vår en elektrisk ladning, men bare axoner kan forårsake handlingspotensialer.

Forskjellen mellom det elektriske potensialet inne i nevronet og utsiden, kalles membranpotensial.

Disse elektriske endringene mellom innsiden og utsiden av nevronet er formidlet av eksisterende konsentrasjoner av ioner, som natrium og kalium.

Når en meget rask inversjon av membranpotensialet oppstår, oppnås et handlingspotensial. Den består av en kort elektrisk impuls, som axonen fører fra soma eller kjernen til nevronen til terminalknappene.

Det bør legges til at membranpotensialet må overstige en bestemt eksitasjonsgrense for at potensialpotensialet skal oppstå. Denne elektriske impulsen blir oversatt til kjemiske signaler som slippes ut via terminalknappen.

Struktur av neuronal synaps

Neuroner kommuniserer gjennom synaps, og meldinger overføres gjennom frigjøring av nevrotransmittere.

Disse kjemikaliene diffunderer i væsken mellom terminalknappene og membranene som etablerer synapsene.

Nevronen som frigjør nevrotransmitterne via den terminale knappen kalles presynaptisk nevron. Mens den som mottar informasjonen, er postsynaptisk nevron.

Når sistnevnte fanger nevrotransmittere, produseres såkalte synaptiske potensialer. Det vil si, de er endringer i membranpotensialet i postsynaptisk nevron.

For å kommunisere, må cellene utskille kjemikalier (nevrotransmittere) som oppdages av spesialiserte reseptorer. Disse reseptorene består av spesialiserte proteinmolekyler.

Disse fenomenene er ganske enkelt differensiert av avstanden mellom nevronet som frigjør stoffet og reseptorene som fanger det.

Dermed frigis nevrotransmittere ved terminalknappene til det presynaptiske nevronet og detekteres gjennom reseptorer som er lokalisert i membranen til det postsynaptiske nevronet. Begge nevronene må være plassert på nært hold for at denne overføringen skal skje.

Imidlertid, i motsetning til hva som kan tenkes, er nevronene som lager kjemiske synapser ikke fysisk forening. Faktisk er det mellom dem en plass kjent som synaptisk rom eller synaptisk klype.

Denne plassen synes å variere fra en synaps til en annen, men er vanligvis omtrent 20 nanometer bredt. Det er et nettverk av filamenter i det synaptiske spaltet som holder pre- og postsynaptiske nevroner justert.

neurotransmission

Neurotransmisjon eller synaptisk overføring er kommunikasjonen mellom to nevroner på grunn av utveksling av kjemikalier eller elektriske signaler gjennom synaps.

Elektriske synapser

I dem er det en elektrisk nevrotransmission. De to nevronene er fysisk forbundet gjennom proteinstrukturer kjent som "gapskryss" eller forening i spalt.

Disse strukturene tillater endringer i de elektriske egenskapene til en neuron for direkte å påvirke den andre og omvendt. På den måten ville de to nevronene virke som om de var en.

Kjemiske synapser

I disse forekommer en kjemisk nevrotransmission. Pre- og postsynaptiske nervene skilles fra det synaptiske rommet. Et aksjonspotensial i presynaptisk neuron ville utløse frigivelsen av nevrotransmittere.

Disse kommer til synaptisk klype, som er tilgjengelige for å utøve deres effekter på postsynaptiske nevroner.

Stoffer utgitt ved neuronal synapse

Under nevronkommunikasjon er ikke bare nevrotransmittere som serotonin, acetylkolin, dopamin, noradrenalin etc. utgitt. Andre kjemikalier, som nevromodulatorer, kan også frigjøres.

Disse er såkalte fordi de modulerer aktiviteten til mange nevroner i et bestemt område av hjernen. De segregerer i større mengder og reiser lengre avstander, spre mer enn nevrotransmittere.

En annen type stoffer er hormoner. Disse frigjøres av celler i endokrine kjertler, som ligger i forskjellige deler av kroppen, som mage, tarm, nyrer og hjerne.

Hormonene frigjøres i det ekstracellulære væsken (utenfor cellene), og blir deretter fanget av kapillærene. Så blir de fordelt gjennom hele kroppen gjennom blodet. Disse stoffene kan binde seg til nevroner som har spesielle reseptorer til å fange dem.

Dermed kan hormoner påvirke atferd, og endrer aktiviteten til nevronene som mottar dem. For eksempel synes testosteron å øke aggresjon hos de fleste pattedyr.

Typer av neuronale synapser

Nevrale synaps kan differensieres til tre typer i henhold til stedene der de forekommer.

- Axodendritiske synapser: I denne typen kobles terminalknappen til overflaten av en dendrit. Eller med de dendritiske spines, som er små fremspring på dendrittene i noen typer neuroner.

- Axosomatiske synapser: i disse, den terminale synapta-knappen med soma eller kjernen til nevronen.

- Axoaxoniske synapser: Terminalknappen til den presynaptiske cellen kobles til aksonet til den postsynaptiske cellen.

Denne typen synaps virker annerledes enn de andre to. Funksjonen er å redusere eller forsterke mengden av nevrotransmitter som blir utgitt av terminalknappen. Dermed fremmer eller hemmer den aktiviteten til det presynaptiske nevronet.

Dendrodendritiske synapser har også blitt funnet, men deres eksakte funksjon i nevronkommunikasjon er for tiden ikke kjent.

Hvordan skjer en synaps??

Neuroner inneholder sekker kalt synaptiske vesikler, som kan være store eller små. Alle terminalknappene har små vesikler som bærer nevrotransmittermolekyler inne i dem.

Vesiklene er produsert i en mekanisme som ligger i soma kalles Golgi-apparatet. Deretter transporteres de nær terminalknappen. De kan imidlertid også produseres på terminalknappen med "resirkulert" materiale.

Når et handlingspotensial blir sendt langs aksonen, oppstår en depolarisering (excitasjon) av cellen. Som et resultat åpnes kalsiumkanaler av nevronet slik at kalsiumioner kan komme inn i den.

Disse ioner binder seg til molekyler av membranene i de synaptiske vesiklene som er i terminalknappen. Nevnte membran er ødelagt, fusing med membranen på terminalknappen. Dette gir frigivelsen av nevrotransmitteren inn i det synaptiske rommet.

Cellens cytoplasma fanger de resterende stykkene av membran og tar dem til cisternene. Der resirkulerer de, skaper nye synaptiske vesikler med dem.

Postsynaptisk nevron har reseptorer som fanger stoffene som er i synaptisk rom. Disse kalles postsynaptiske reseptorer, og når de aktiveres, produserer de åpningen av ionkanaler.

Når disse kanalene er åpne, kommer visse stoffer inn i nevronen, noe som forårsaker et postsynaptisk potensial. Dette kan ha excitatoriske eller hemmende effekter på cellen, avhengig av hvilken type ionkanal som har blitt åpnet.

Normalt oppstår eksitatoriske postsynaptiske potensialer når natrium går inn i nervecellen. Mens inhibitorene produseres ved kaliumutgang eller klorinngang.

Innføringen av kalsium i nevronen forårsaker postsynaptiske eksitatoriske potensialer, selv om det også aktiverer spesialiserte enzymer som produserer fysiologiske endringer i denne cellen. For eksempel utløser det forskyvningen av synaptiske vesikler og frigivelsen av nevrotransmittere.

Det letter også strukturelle endringer i nevronen etter læring.

Fullføring av synaps

De postsynaptiske potensialene er vanligvis veldig korte og ender gjennom spesielle mekanismer.

En av dem er inaktivering av acetylkolin med et enzym kalt acetylkolinesterase. Neurotransmittermolekyler fjernes fra det synaptiske rommet ved å gjenoppta eller reabsorbere ved transportører som er i presynaptisk membran.

Således har både presynaptiske og postsynaptiske nevroner reseptorer som fanger tilstedeværelsen av kjemiske stoffer rundt dem.

Det er presynaptiske reseptorer kalt autoreceptorer som kontrollerer mengden av nevrotransmitter som frigjør eller syntetiserer nevronen.

referanser

1. Carlson, N.R. (2006). Fysiologi av oppførsel 8. Ed. Madrid: Pearson. pp: 32-68.
2. Cowan, W. M., Südhof, T. & Stevens, C. F. (2001). Synapser. Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
3. Elektrisk synaps (N.d.). Hentet 28. februar 2017, fra Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (s.f.). Neurons, Synapses, Action Potensials, og Neurotransmission. Hentet 28. februar 2017, fra CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, J.G., Martin, A.R., Fuchs, P.A., & Wallace, B.G. (2001). Fra Neuron til Brain, 4. utgave. Sunderland, MA: Sinauer.
6. Synaps. (N.d.). Hentet 28. februar 2017, fra University of Washington: faculty.washington.edu.