NEURAL SYNAPSE: STRUKTUR, TYPER OG HVORDAN DET FUNGERER - GEOGRAFÍA - 2026

Den synapsen består av unionen av de terminale knapper to neuroner for å overføre informasjon. I denne forbindelse sender en nevron beskjeden, mens den ene delen av den andre mottar den.

Dermed skjer kommunikasjon vanligvis i en retning: fra terminalknappen til en nevron eller celle til membranen til den andre cellen, selv om det er sant at det er noen unntak. En enkelt nevron kan motta informasjon fra hundrevis av nevroner.

Deler av et nevron. Kilde: Julia Anavel Painted Cordova / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Hver enkelt nevron mottar informasjon fra terminalknappene til andre nerveceller, og terminalknappene til den sistnevnte på sin side synapse med andre nevroner.

Hovedkonsepter

Terminalknappen er definert som en liten fortykkelse på enden av et akson, som sender informasjon til synapsen. Mens en akson er en slags langstrakt og tynn "ledning" som fører meldinger fra kjernen til nevronen til den terminale knappen.

Terminalknappene til nerveceller kan synapse med membranen til soma eller dendritter.

Skjema for et nevron

Somaen eller cellelegemet inneholder kjernen i nevronen; Den har mekanismer som tillater vedlikehold av cellen. I stedet er dendritter trelignende grener av nevronen som starter fra somaen.

Når et handlingspotensial beveger seg gjennom aksonet til et nevron, slipper terminalknappene kjemikalier. Disse stoffene kan ha stimulerende eller hemmende effekter på nevronene som de kobles sammen med. På slutten av hele prosessen gir effekten av disse synapser opphav til vår oppførsel.

Et handlingspotensial er produktet av kommunikasjonsprosesser i et nevron. I den er det et sett med endringer i aksonmembranen som forårsaker frigjøring av kjemiske stoffer eller nevrotransmittere.

Nevroner utveksler nevrotransmittere ved sin synapser som en måte å sende informasjon til hverandre.

Struktur av neuronal synapse

Synaptisk transmisjonsprosess i nevroner

Nevroner kommuniserer gjennom synapser, og meldinger overføres gjennom frigjøring av nevrotransmittere. Disse kjemikaliene diffunderer i væskerommet mellom klemmeknappene og membranene som skaper synapser.

Presynaptisk nerone

Nevronet som frigjør nevrotransmittere gjennom terminalknappen kalles et presynaptisk nevron. Mens den som mottar informasjonen er postsynaptisk nevron.

Presynaptisk nevron (øverst) og postsynaptisk nevron (nederst). Det presynaptiske rommet er mellom de to

Når sistnevnte fanger nevrotransmittere, produseres såkalte synaptiske potensialer. Det vil si at de er endringer i membranpotensialet til det postsynaptiske nevronet.

For å kommunisere må celler utskille kjemikalier (nevrotransmittere) som blir oppdaget 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.

Postsynaptisk nevron

Således frigjøres nevrotransmittere av terminalknappene til det presynaptiske nevronet og oppdages gjennom reseptorer lokalisert på membranen til det postsynaptiske nevronet. Begge nevronene må være lokalisert i nærheten for at denne overføringen skal skje.

Synaptisk plass

I motsetning til hva man kan tro, blir ikke nevroner som lager kjemiske synapser fysisk med. Faktisk mellom dem er det et rom kjent som synaptisk rom eller synaptisk kløft.

Dette rommet ser ut til å variere fra synapse til synapse, men er vanligvis omtrent 20 nanometer bredt. Det er et nettverk av filamenter i synaptisk spalte som holder før og postsynaptiske nevroner på linje.

Handlingspotensial

A. Skjematisk syn på et ideelt handlingspotensial. B. Reell registrering av et handlingspotensial. Kilde: no: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

For at en utveksling av informasjon skal skje mellom to nevroner eller nevronale synapser, må et handlingspotensial først oppstå.

Dette fenomenet oppstår i nevronen som sender signalene. Membranen til denne cellen har en elektrisk ladning. I virkeligheten er membranene til alle celler i kroppen vår elektrisk ladet, men bare aksoner kan utløse handlingspotensialer.

Forskjellen mellom det elektriske potensialet inne i nevronen og utsiden kalles membranpotensialet.

Disse elektriske endringene mellom innsiden og utsiden av nevronen er formidlet av eksisterende konsentrasjoner av ioner, for eksempel natrium og kalium.

Når det er en veldig rask reversering av membranpotensialet, oppstår et handlingspotensial. Den består av en kort elektrisk impuls, som aksonet leder fra soma eller kjernen i nevronet til terminal knappene.

Det skal legges til at membranpotensialet må overstige en viss eksitasjonsgrense for at handlingspotensialet skal oppstå. Denne elektriske impulsen blir oversatt til kjemiske signaler som frigjøres via terminalknappen.

Hvordan fungerer en synapse?

Multipolar nevron. Kilde: BruceBlaus

Nevroner inneholder sekker som kalles synaptiske vesikler, som kan være store eller små. Alle terminalknapper har små vesikler som har nevrotransmittermolekyler inni seg.

Vesikler produseres i en mekanisme lokalisert i somaen kalt Golgi-apparatet. De blir deretter transportert nær terminal-knappen. Imidlertid kan de også produseres på terminalknappen med "resirkulert" materiale.

Når et handlingspotensial sendes langs aksonet, oppstår depolarisering (eksitasjon) av den presynaptiske cellen. Som en konsekvens blir kalsiumkanalene i nevronet åpnet slik at kalsiumioner kan komme inn i den.

Etter ankomsten av handlingspotensialet depolariserer den presynaptiske nevronen seg, og kalsiumkanalene åpnes og kommer inn i ionene

Disse ionene binder seg til molekyler på membranene til de synaptiske vesiklene som er på terminalknappen. Nevnte membran går i stykker, og smelter sammen med membranen på terminalknappen. Dette produserer frigjøring av nevrotransmitteren i det synaptiske rommet.

Cellens cytoplasma fanger opp de resterende membranstykkene og fører dem til sisternen. Der blir de resirkulert, og skaper nye synaptiske vesikler med seg.

Frigjøring av nevrotransmittere fra det presynaptiske nevronet og binding til reseptorer på det postsynaptiske nevronet

Det postsynaptiske nevronet har reseptorer som fanger opp stoffer som er i det synaptiske rommet. Disse er kjent som postsynaptiske reseptorer, og når de aktiveres, får de ionekanalene til å åpne seg.

Illustrasjon av kjemisk synapse. Når det blir åpnet nok natriumkanaler, depolariserer postsynaptic cellen og handlingspotensialet fortsetter gjennom nevronen.

Når disse kanalene åpnes, kommer visse stoffer inn i nevronet, noe som forårsaker et postsynaptisk potensial. Dette kan ha eksiterende eller hemmende effekter på cellen avhengig av typen ionekanal som er åpnet.

Normalt oppstår eksitatoriske postsynaptiske potensialer når natrium trenger inn i nervecellen. Mens hemmere produseres ved utløp av kalium eller innføring av klor.

Inntreden av kalsium i nevronet forårsaker eksitatoriske postsynaptiske potensialer, selv om det også aktiverer spesialiserte enzymer som produserer fysiologiske forandringer i denne cellen. For eksempel utløser det forskyvning av synaptiske vesikler og frigjøring av nevrotransmittere.

Det letter også strukturelle endringer i nevronen etter læring.

Synapse fullføring

Postsynaptiske potensialer er normalt veldig korte og avsluttes gjennom spesielle mekanismer.

En av dem er inaktivering av acetylkolin av et enzym kalt acetylcholinesterase. Nevrotransmittermolekyler fjernes fra det synaptiske rommet ved gjenopptak eller reabsorpsjon av transportører som er på den presynaptiske membranen.

Således har både presynaptiske og postsynaptiske nevroner reseptorer som fanger opp tilstedeværelsen av kjemikalier rundt seg.

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

Synapsetyper

Elektriske synapser

Illustrasjon av en elektrisk synapse. Handlingspotensialet blir verdsatt

I dem finner en elektrisk nevrotransmisjon sted. De to nevronene er fysisk koblet gjennom proteinstrukturer kjent som "gap junctions" eller gap junction.

Disse strukturene lar endringer i de elektriske egenskapene til den ene nevronen påvirke den andre direkte og omvendt. På denne måten ville de to nevronene fungere som om de var en.

Kjemiske synapser

Skjema for en kjemisk synapse. Kilde: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)

Kjemisk nevrotransmisjon skjer ved kjemiske synapser. Før- og postsynaptiske nevroner skilles ut av det synaptiske rommet. Et handlingspotensial i det presynaptiske nevronet vil føre til frigjøring av nevrotransmittere.

Disse når synaptisk spalte, og er tilgjengelige for å utøve sine effekter på postsynaptiske nevroner.

Excitatoriske synapser

Et eksempel på en eksitatorisk nevronal synapse ville være uttaksrefleksen når vi brenner ut. En sensorisk nevron vil oppdage den varme gjenstanden, da den ville stimulere dens dendritter.

Denne nevronen ville sende meldinger gjennom aksonet til terminalknappene som befinner seg i ryggmargen. Terminalknappene til det sensoriske nevronet vil frigjøre kjemikalier som kalles nevrotransmittere som vil begeistre nevronen som den synaptes med. Spesielt til en internuron (den som formidler mellom sensoriske og motoriske nevroner).

Dette vil føre til at internuron sender informasjon langs aksonet. På sin side utskiller terminalknappene til interneuron nevrotransmittere som begeistrer motorneuronet.

Denne typen nevroner ville sende meldinger langs aksonet, som fester seg til en nerve for å nå målmuskelen. Når nevrotransmittere er frigjort fra terminalknappene til motorneuronet, trekker muskelcellene seg sammen for å bevege seg bort fra den varme gjenstanden.

Hemmende synapser

Denne typen synapse er noe mer komplisert. Det vil bli gitt i følgende eksempel: forestill deg at du tar et veldig varmt brett ut av ovnen. Du bruker votter for ikke å brenne deg, de er imidlertid noe tynne og varmen begynner å overvinne dem. I stedet for å slippe brettet på gulvet, prøver du å tåle varmen litt til den ligger på en overflate.

Tilbaketrekningen av kroppen vår mot en smertefull stimulans ville ha gjort at vi slapp objektet, selv om vi har kontrollert denne impulsen. Hvordan produseres dette fenomenet?

Varmen som kommer fra brettet oppfattes, noe som øker aktiviteten til de eksitatoriske synapser på motorneuronene (som forklart i forrige avsnitt). Imidlertid motvirkes denne spenningen av hemming som kommer fra en annen struktur: hjernen vår.

Den sender informasjon som indikerer at hvis vi dropper skuffen, kan det være en total katastrofe. Derfor blir meldinger sendt til ryggmargen som forhindrer uttaksrefleks.

For å gjøre dette når et akson fra et nevron i hjernen ryggmargen, der terminalknappene synapse med et hemmende internuron. Den utskiller en hemmende nevrotransmitter som reduserer aktiviteten til motorneuronet, og blokkerer uttaksrefleksen.

Det er viktig at dette bare er eksempler. Prosessene er egentlig mer komplekse (spesielt de hemmende), med tusenvis av nevroner involvert i dem.

Synapsklasser i henhold til stedene der de forekommer

- Axodendritiske synapser: i denne typen kobles terminal-knappen til overflaten av en dendrite. Eller med dendritiske ryggrader, som er små fremspring som ligger på dendrittene i noen typer nevroner.

- Axosomatiske synapser: i disse synkroniseres terminalknappen med nevaens soma eller kjernen.

- Axoaxonic synapser : terminalknappen til den presynaptiske cellen kobles til aksonet til den postsynaptiske cellen. Disse typer synapser fungerer annerledes enn de to andre. Dens funksjon er å redusere eller øke mengden av nevrotransmitter som frigjøres med terminalknappen. Dermed fremmer eller hemmer aktiviteten til det presynaptiske nevronet.

Dendrodendritiske synapser er også funnet, men deres eksakte rolle i nevronal kommunikasjon er foreløpig ikke kjent.

Stoffer frigitt ved neuronal synapse

1. Carlson, NR (2006). Atferdens fysiologi 8. utg. Madrid: Pearson. s: 32-68.
2. Cowan, WM, Südhof, T. & Stevens, CF (2001). Synapser. Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
3. Elektrisk synapse. (SF). Hentet 28. februar 2017, fra Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (nd). Nevroner, synapser, handlingspotensialer og nevrotransmisjon. Hentet 28. februar 2017, fra CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, JG, Martín, A R., Fuchs, P. A, & Wallace, BG (2001). Fra Neuron til Brain, 4. utg. Sunderland, MA: Sinauer.
6. Synapsen. (SF). Hentet 28. februar 2017 fra University of Washington: fakultet.washington.edu.