Neuronala synapser: struktur, typer och hur det fungerar
Den neuronala synapningen består i facket av terminalknapparna hos två neuroner i syfte att överföra information. Ordet synaps kommer från den grekiska sunapteinen, vilket betyder "sätta ihop".
Vid synaps skickar en neuron meddelandet, medan en del av den andra tar emot det. Sålunda sker kommunikationen vanligtvis i en riktning: från terminalknappen på en neuron eller cell till membranet i den andra cellen. Även om det är sant att det finns några undantag.
Varje enskild neuron mottar information från terminalknapparna hos andra nervceller. Och i sin tur synas terminalknapparna med andra neuroner.
Terminalknappen definieras som en liten förtjockning i slutet av en axon, som skickar information vid synaps. Medan en axon är en typ av långsträckt och tunn "kabel" som bär meddelanden från nukleins kärna till sin terminalknapp.
En enda neuron kan få information från hundratals neuroner, och var och en kan skapa ett stort antal synapser med den.
Terminalknapparna i nervcellerna kan synapera med membranet av soma eller dendriter.
Soma eller cellkroppen innehåller nukleins kärna. Det har mekanismer som gör det möjligt att behålla cellen. Dendriter är däremot grenar av neuron som liknar ett träd som börjar från summan.
När en åtgärdspotential går genom axonen hos en neuron släpper terminalknapparna kemikalier. Dessa substanser kan ha excitatoriska eller hämmande effekter på de neuroner som de är anslutna till. Vid slutet av hela processen ger effekterna av dessa synapser upphov till vårt beteende.
En åtgärdspotential är produkten av kommunikationsprocesser inom en neuron. I det finns en uppsättning förändringar i axonmembranet som orsakar utsläpp av kemikalier eller neurotransmittorer.
Neuroner byter neurotransmittorer vid sina synapser som ett sätt att skicka information till varandra.
Spännande synapser
Ett exempel på excitatoriska neuronala synapser skulle vara återtagningsreflexen när vi bränner. En sensorisk neuron skulle upptäcka det heta objektet, eftersom det skulle stimulera dess dendriter.
Denna neuron skulle skicka meddelanden genom sin axon till sina terminalknappar, placerade i ryggmärgen. Terminalknapparna hos den sensoriska neuronen skulle frigöra kemikalier som kallas neurotransmittorer som skulle excitera neuronen med vilken synapta.
Särskilt till en internuron (det som förmedlar mellan sensoriska och motoriska neuroner). Detta skulle få internuronen att skicka information längs axonen. I sin tur utsöndrar internuronens terminalknappar neurotransmittorer som exciterar motorneuronen.
Denna typ av neuron skulle skicka meddelanden längs sin axon, som förenar en nerv för att nå målmuskeln. När neurotransmittorerna släpps ut via motornervans terminalknappar, kontraherar muskelcellerna att flytta sig bort från det heta objektet.
Hämmande synapser
Denna typ av synaps är något mer komplicerat. Det skulle ges i följande exempel: Föreställ dig att du tar ett mycket varmt magasin ur ugnen. Du bär vantar för att inte bränna dig själv, men de är tunna och värmen börjar överskrida dem. I stället för att kasta brickan till marken, försök att stödja värmen lite tills du lämnar den på en yta.
Återkallningsreaktionen hos vår organism före en smärtsam stimulans skulle ha gjort oss släppa föremålet, även så har vi kontrollerat denna impuls. Hur uppstår detta fenomen?
Värmen som kommer från facket uppfattas, vilket ökar aktiviteten hos de excitatoriska synapserna på motorneuronerna (som förklaras i föregående avsnitt). Denna spänning motverkas emellertid av den hämning som kommer från en annan struktur: vår hjärna.
Detta skickar information som indikerar att om vi släpper brickan kan det vara en total katastrof. Därför skickas meddelanden till ryggmärgen som förhindrar återtagningsreflexen.
För detta når en axon av en neuron i hjärnan ryggmärgen, där dess terminalknappar synaps med en hämmande internuron. Det utsöndrar en inhiberande neurotransmittor som minskar aktiviteten hos motorneuronen och blockerar återtagningsreflexen.
Det är viktigt att notera att dessa endast är exempel. Processerna är verkligen mer komplexa (särskilt de hämmande), med tusentals neuroner som är involverade i dem.
Åtgärdspotential
För att det ska finnas en utbyte av information mellan två neuroner eller neuronala synapser, måste det först finnas en åtgärdspotential.
Detta fenomen uppstår i neuronen som skickar signalerna. Membranet i denna cell har en elektrisk laddning. Faktum är att membranerna i alla celler i vår kropp har en elektrisk laddning, men endast axoner kan orsaka åtgärdspotentialer.
Skillnaden mellan den elektriska potentialen inom neuronen och utsidan kallas membranpotentialen.
Dessa elektriska förändringar mellan det inre och yttre av neuronen medieras av befintliga koncentrationer av joner, såsom natrium och kalium.
När en mycket snabb inversion av membranpotentialen uppstår, bildas en aktionspotential. Den består av en kort elektrisk impuls, som axonen leder från neuronens soma eller kärna till terminalknapparna.
Det bör läggas till att membranpotentialen måste överstiga ett visst exciteringsgräns för att aktionspotentialen ska uppstå. Denna elektriska impuls översätts till kemiska signaler som släpps via terminalknappen.
Struktur av neuronal synaps
Neuroner kommunicerar genom synapser, och meddelanden överförs genom frisättning av neurotransmittorer.
Dessa kemikalier diffunderar i vätskans utrymme mellan terminalknapparna och membranen som skapar synapserna.
Den neuron som frigör neurotransmittorerna via sin terminalknapp kallas presynaptisk neuron. Medan den som får informationen är det postsynaptisk neuron.
När den senare fångar neurotransmittorer, så kallas synaptiska potentialer. Det vill säga de är förändringar i postsynaptisk neurons membranpotential.
För att kommunicera måste celler utsöndra kemikalier (neurotransmittorer) som detekteras av specialiserade receptorer. Dessa receptorer består av specialiserade proteinmolekyler.
Dessa fenomen differentieras helt enkelt av avståndet mellan neuron som frisätter substansen och receptorerna som fångar det.
Sålunda frigörs neurotransmittorer genom terminoknapparna i den presynaptiska neuronen och detekteras genom receptorer belägna i postsynaptisk neurons membran. Båda neuronerna måste vara placerade på nära håll för att denna överföring ska ske.
Men i motsats till vad som kan troas, neuronerna som gör kemiska synapser, förenar inte fysiskt. Faktum är att mellan dem finns ett utrymme som kallas synaptisk rymd eller synaptisk klyfta.
Detta utrymme verkar variera från en synaps till en annan, men är i allmänhet ca 20 nanometer bred. Det finns ett nätverk av trådar i den synaptiska klyftan som håller pre- och postsynaptiska neuroner inriktade.
neurotransmission
Neurotransmission eller synaptisk överföring är kommunikationen mellan två neuroner på grund av utbytet av kemiska ämnen eller elektriska signaler genom synapser.
Elektriska synapser
I dem finns en elektrisk neurotransmission. De två neuronerna är fysiskt kopplade genom proteinkonstruktioner kända som gapskryssningar.
Dessa strukturer tillåter förändringar i de elektriska egenskaperna hos en neuron för att direkt påverka den andra och vice versa. På så sätt skulle de två neuronerna fungera som om de var en.
Kemiska synapser
I dessa uppstår en kemisk neurotransmission. De pre- och postsynaptiska neuronerna separeras av det synaptiska utrymmet. En åtgärdspotential i presynaptisk neuron skulle orsaka frisättning av neurotransmittorer.
Dessa anländer till den synaptiska klyftan, som är tillgängliga för dem att utöva sina effekter på postsynaptiska neuroner.
Ämnen som släpptes vid neuronal synaps
Under neuronkommunikation är inte bara neurotransmittorer som serotonin, acetylkolin, dopamin, noradrenalin etc. utsläppt. Andra kemikalier, såsom neuromodulatorer, kan också släppas.
Dessa är så kallade eftersom de modulerar aktiviteten hos många neuroner i ett visst område i hjärnan. De segregerar i större mängder och reser längre avstånd och sprider sig mer än neurotransmittorer.
En annan typ av ämnen är hormoner. Dessa frigörs av celler i endokrina körtlar, som ligger i olika delar av kroppen, såsom mage, tarmar, njurar och hjärnor.
Hormonerna frisätts i extracellulärvätskan (utanför cellerna) och fångas därefter av kapillärerna. Sedan distribueras de genom hela kroppen genom blodbanan. Dessa substanser kan binda till neuroner som har speciella receptorer för att fånga dem.
Således kan hormoner påverka beteendet, förändra aktiviteten hos de neuroner som tar emot dem. Till exempel verkar testosteron öka aggression hos de flesta däggdjur.
Typer av neuronala synapser
Neurala synapser kan differentieras i tre typer beroende på de platser där de förekommer.
- Axodendritiska synapser: I denna typ ansluts terminalknappen till ytan på en dendrit. Eller med de dendritiska ryggraden, vilka är små utskjutningar i dendriterna i vissa typer av neuroner.
- Axosomatiska synapser: i dessa, den terminala synapta-knappen med neuronens soma eller kärna.
- Axoaxoniska synapser : Termynknappens terminalknapp förbinder med postsynaptiska cellens axon.
Denna typ av synaps fungerar annorlunda än de andra två. Dess funktion är att minska eller förstärka mängden neurotransmittor som släpps av terminalknappen. Således främjar eller inhiberar den aktiviteten hos den presynaptiska neuronen.
Dendrodendritiska synapser har också hittats, men deras exakta funktion i neuronal kommunikation är inte känd för närvarande.
Hur produceras en synaps?
Neuroner innehåller säckar som kallas synaptiska vesiklar, som kan vara stora eller små. Alla terminalknapparna har små vesiklar som bär neurotransmittormolekyler i sitt inre.
Vesiklarna produceras i en mekanism som ligger i soma kallas Golgi-apparaten. Sedan transporteras de nära terminalknappen. De kan dock också produceras på terminalknappen med "återvunnet" material.
När en åtgärdspotential sänds längs axonen uppträder en depolarisation (excitation) av cellen. Som ett resultat öppnas kalciumkanalerna i neuron vilket gör att kalciumjoner kan komma in i den.
Dessa joner binder till molekyler av membranen i de synaptiska blåsorna som finns i terminalknappen. Nämnda membran är trasigt, smältande med membranet på terminalknappen. Detta ger frisättningen av neurotransmittorn i det synaptiska utrymmet.
Cellens cytoplasma fångar de återstående bitarna av membran och tar dem till cisternerna. Där återvinns de och skapar nya synaptiska vesiklar med dem.
Postsynaptisk neuron har receptorer som fångar ämnen som finns i det synaptiska rummet. Dessa är kända som postsynaptiska receptorer, och när de aktiveras, orsakar de öppningen av jonkanalerna.
När dessa kanaler öppnar, kommer vissa ämnen in i neuronen och orsakar en postsynaptisk potential. Detta kan ha excitatoriska eller hämmande effekter på cellen beroende på vilken typ av jonkanal som har öppnats.
Normalt förekommer excitatoriska postsynaptiska potentialer när natrium tränger in i nervcellen. Medan hämmarna produceras genom frisättning av kalium eller ingreppet av klor.
Inträdet av kalcium i neuron orsakar postsynaptiska exciterande potentialer, även om det också aktiverar specialiserade enzymer som producerar fysiologiska förändringar i denna cell. Till exempel utlöser den förskjutningen av synaptiska vesiklar och frisättningen av neurotransmittorer.
Det underlättar också strukturella förändringar i neuron efter inlärning.
Slutförande av synaps
Postsynaptiska potentialer är vanligtvis mycket korta och slutar genom speciella mekanismer.
En av dem är inaktivering av acetylkolin med ett enzym som kallas acetylkolinesteras. Neurotransmittermolekylerna avlägsnas från det synaptiska utrymmet genom återupptagning eller reabsorbering av transportörer som befinner sig i det presynaptiska membranet.
Således har både presynaptiska och postsynaptiska neuroner receptorer som fångar närvaron av kemiska substanser kring dem.
Det finns presynaptiska receptorer som kallas autoreceptorer som kontrollerar mängden neurotransmittor som frisätter eller syntetiserar neuronen.
