Struktura, tipovi i način djelovanja neuronske sinapse

neuronska sinapsa sastoji se od spajanja terminalnih tipki dvaju neurona s ciljem prijenosa informacija. Riječ sinapsa dolazi od grčkog sunaptein, što znači "okupiti".

U sinapsi, neuron šalje poruku, dok je dio druge prima. Stoga se komunikacija obično odvija u jednom smjeru: od terminalnog gumba jednog neurona ili stanice do membrane druge stanice. Iako je istina da postoje iznimke.

Svaki pojedinačni neuron prima informacije od terminalnih tipki drugih živčanih stanica. I, zauzvrat, terminalne tipke potonjih sinapsa s drugim neuronima.

Tipka terminala definirana je kao malo zadebljanje na kraju aksona, koje šalje informacije u sinapsu. Dok je akson neka vrsta izduženog i tankog "kabela" koji prenosi poruke od jezgre neurona do njegovog terminalnog gumba.

Jedan neuron može primiti informacije od stotina neurona, a svaki od njih može uspostaviti veliki broj sinapsi s njim.

Terminalni gumbi živčanih stanica mogu sinapsi s membranom soma ili dendrita.

Soma ili stanično tijelo sadrži jezgru neurona. Ima mehanizme koji omogućuju održavanje ćelije. Nasuprot tome, dendriti su grane neurona slične stablu koje počinje od soma.

Kada akcijski potencijal putuje kroz akson neurona, terminalski gumbi oslobađaju kemikalije. Ove tvari mogu imati ekscitatorne ili inhibitorne učinke na neurone s kojima su povezane. Na kraju cijelog procesa, učinci ovih sinapsi uzrokuju naše ponašanje.

Akcijski potencijal je proizvod komunikacijskih procesa unutar neurona. U njemu postoji skup promjena u membrani aksona koje uzrokuju otpuštanje kemikalija ili neurotransmitera.

Neuroni razmjenjuju neurotransmitore u svojim sinapsama kao način međusobnog slanja informacija.

Uzbudljive sinapse

Primjer ekscitatornih neuronskih sinapsi bio bi refleks povlačenja kada gorimo. Senzorni neuron bi otkrio vrući objekt, jer bi stimulirao njegove dendrite.

Taj bi neuron preko aksona poslao poruke na svoje terminalne tipke, smještene u leđnoj moždini. Terminalni gumbi senzornog neurona oslobodili bi kemikalije poznate kao neurotransmiteri koji bi pobudili neuron s kojim sinapsi.

Konkretno, na interneuron (onaj koji posreduje između senzornih i motoričkih neurona). To bi uzrokovalo da interneuron pošalje informacije duž aksona. S druge strane, terminalne tipke interneurona izlučuju neurotransmitere koji pobuđuju motorni neuron.

Ova vrsta neurona poslala bi poruke duž aksona, koji bi se pridružio živcu da bi došao do ciljnog mišića. Kada se neurotransmiteri oslobode terminalnim gumbima motornog neurona, mišićne se stanice skidaju s vrućeg objekta.

Inhibitorne sinapse

Ova vrsta sinapse je nešto složenija. To bi se dalo u sljedećem primjeru: zamislite da iz pećnice izvadite vrlo vruće pladnjeve. Nosite rukavice da se ne opečete, međutim, one su tanke i vrućina ih prelazi. Umjesto da bacate pladanj na tlo, pokušajte malo poduprijeti toplinu dok je ne ostavite na površini.

Reakcija povlačenja našeg organizma prije nego što bi nas bolni podražaj natjerali da oslobodimo objekt, čak i tako, kontrolirali smo taj impuls. Kako se ta pojava događa?

Toplina koja dolazi iz plitice se opaža, povećavajući aktivnost ekscitatornih sinapsi na motornim neuronima (kao što je objašnjeno u prethodnom odjeljku). Međutim, to uzbuđenje se suzbija inhibicijom koja dolazi iz druge strukture: našeg mozga.

Time se šalju informacije koje pokazuju da, ako ispustimo ladicu, to može biti totalna katastrofa. Stoga se poruke šalju na leđnu moždinu koja sprječava refleks povlačenja.

Za to, akson neurona mozga dopire do leđne moždine, gdje se na njegovom terminalu pritiska sinapsa s inhibitornim interneuronom. To izlučuje inhibitorni neurotransmiter koji smanjuje aktivnost motornog neurona, blokirajući refleks povlačenja.

Važno je napomenuti da su to samo primjeri. Procesi su doista složeniji (posebno oni koji inhibiraju), a na njih sudjeluje tisuće neurona.

Akcijski potencijal

Da bi došlo do razmjene informacija između dva neurona ili neuronskih sinapsa, prvo, mora postojati akcijski potencijal.

Ovaj fenomen javlja se u neuronu koji šalje signale. Membrana ove ćelije ima električni naboj. Zapravo, membrane svih stanica u našem tijelu imaju električni naboj, ali samo aksoni mogu uzrokovati akcijske potencijale.

Razlika između električnog potencijala unutar neurona i izvan njega naziva se membranski potencijal.

Ove električne promjene između unutarnjeg i vanjskog dijela neurona posredovane su postojećim koncentracijama iona, kao što su natrij i kalij..

Kada se dogodi vrlo brza inverzija membranskog potencijala, stvara se akcijski potencijal. Sastoji se od kratkog električnog impulsa, koji akson vodi od soma ili jezgre neurona do terminalnih tipki.

Treba dodati da membranski potencijal mora prijeći određeni prag uzbude kako bi se pojavio akcijski potencijal. Taj električni impuls se pretvara u kemijske signale koji se otpuštaju kroz terminalnu tipku.

Struktura neuronske sinapse

Neuroni komuniciraju putem sinapsi, a poruke se prenose putem oslobađanja neurotransmitera.

Te kemikalije se šire u prostor tekućine između tipki terminala i membrana koje uspostavljaju sinapse.

Neuron koji otpušta neurotransmitere preko svog terminalnog gumba naziva se presinaptički neuron. Dok je onaj koji prima informaciju postsinaptički neuron.

Kada potonji zahvati neurotransmitere, nastaju takozvani sinaptički potencijali. To jest, to su promjene u membranskom potencijalu postsinaptičkog neurona.

Da bi komunicirali, stanice moraju izlučiti kemikalije (neurotransmitere) koje otkrivaju specijalizirani receptori. Ovi receptori se sastoje od specijaliziranih molekula proteina.

Te se pojave jednostavno razlikuju prema udaljenosti između neurona koji oslobađa supstancu i receptora koji ga hvataju.

Tako se neurotransmiteri oslobađaju pomoću terminalnih tipki presinaptičkog neurona i detektiraju se preko receptora smještenih u membrani postsinaptičkog neurona. Oba neurona moraju biti smještena na malom dometu kako bi se ovaj prijenos dogodio.

Međutim, suprotno onome što se može misliti, neuroni koji stvaraju kemijske sinapse ne fizički se ujedinjuju. Zapravo, među njima postoji prostor poznat kao sinaptički prostor ili sinaptički rascjep.

Čini se da ovaj prostor varira od jedne sinapse do druge, ali je općenito širok oko 20 nanometara. Postoji mreža filamenata u sinaptičkom rascjepu koja održava poravnanje pre i postsinaptičkih neurona.

ncurotransmisiju

Neurotransmisija ili sinaptička transmisija je komunikacija između dva neurona zbog razmjene kemikalija ili električnih signala kroz sinapse.

Električne sinapse

U njima postoji električna neurotransmisija. Dva neurona su fizički povezana preko proteinskih struktura poznatih kao "rascjep" ili "unija u prorezu".

Ove strukture dopuštaju da promjene u električnim svojstvima jednog neurona izravno utječu na druge i obratno. Na taj način bi se dva neurona ponašala kao da su jedno.

Kemijske sinapse

U njima se događa kemijska neurotransmisija. Pre i postsinaptički neuroni su odvojeni sinaptičkim prostorom. Akcijski potencijal u presinaptičkom neuronu pokrenuo bi oslobađanje neurotransmitera.

Oni stižu do sinaptičkog rascjepa, jer su dostupni za djelovanje na postsinaptičke neurone.

Tvari puštene u neuronsku sinapsu

Tijekom neuronske komunikacije oslobođeni su ne samo neurotransmiteri kao što su serotonin, acetilkolin, dopamin, noradrenalin itd. Ostale kemikalije, kao što su neuromodulatori, također se mogu osloboditi.

To su takozvani jer moduliraju aktivnost mnogih neurona u određenom području mozga. Oni se odvajaju u većoj količini i putuju na veće udaljenosti, šireći se šire od neurotransmitera.

Druga vrsta tvari su hormoni. One se oslobađaju stanicama endokrinih žlijezda koje se nalaze u različitim dijelovima tijela, kao što su želudac, crijeva, bubrezi i mozak.

Hormoni se oslobađaju u izvanstaničnu tekućinu (izvan stanica), a zatim ih kapilare hvataju. Zatim se distribuiraju kroz tijelo kroz krvotok. Te se tvari mogu vezati za neurone koji imaju posebne receptore da ih uhvate.

Dakle, hormoni mogu utjecati na ponašanje, mijenjajući aktivnost neurona koji ih primaju. Na primjer, čini se da testosteron povećava agresivnost kod većine sisavaca.

Vrste neuronskih sinapsi

Neuralne sinapse mogu se razlikovati u tri vrste ovisno o mjestu gdje se pojavljuju.

- Axodendritic synapses: u ovom tipu, terminalni gumb se spaja na površinu dendrita. Ili, s dendritičkim bodljama, koje su male izbočine koje se nalaze na dendritima u nekim tipovima neurona.

- Aksosomatske sinapse: u tim, krajnji sinaptički gumb s somom ili jezgrom neurona.

- Axoaxonic sinapse: terminalni gumb presinaptičke stanice povezuje se s aksonom postsinaptičke stanice.

Ova vrsta sinapse djeluje drugačije od druge dvije. Njegova je funkcija smanjiti ili ojačati količinu neurotransmitera koji se oslobađa putem terminalnog gumba. Dakle, on potiče ili inhibira aktivnost presinaptičkog neurona.

Pronađene su i dendrodendritičke sinapse, ali njihova točna funkcija u neuronskoj komunikaciji trenutno nije poznata.

Kako nastaje sinapsa?

Neuroni sadrže vrećice nazvane sinaptičke vezikule, koje mogu biti velike ili male. Svi gumbi na terminalu imaju male vezikule koje nose molekule neurotransmitera unutar njih.

Vezikule se proizvode u mehanizmu koji se nalazi u somama zvanom Golgijev aparat. Zatim se prevoze blizu terminala. Međutim, oni se također mogu proizvesti na terminalu s "recikliranim" materijalom.

Kada se akcijski potencijal šalje duž aksona, depolarizira se (ekscitacija) stanice. Kao rezultat, otvaraju se kalcijevi kanali neurona koji omogućuju da kalcij ioni ulaze u njega.

Ovi se ioni vežu za molekule membrana sinaptičkih vezikula koje se nalaze u terminalnom gumbu. Navedena membrana je slomljena, spaja se s membranom terminalne tipke. To proizvodi oslobađanje neurotransmitera u sinaptički prostor.

Citoplazma stanice hvata preostale dijelove membrane i odvodi ih u cisterne. Tamo oni recikliraju, stvarajući s njima nove sinaptičke vezikule.

Postinaptički neuron ima receptore koji hvataju tvari koje se nalaze u sinaptičkom prostoru. Oni su poznati kao postsinaptički receptori, a kada se aktiviraju, oni stvaraju otvaranje ionskih kanala.

Kada se ti kanali otvore, određene tvari ulaze u neuron, uzrokujući postsinaptički potencijal. To može imati ekscitatorne ili inhibitorne učinke na stanicu ovisno o vrsti otvorenog ionskog kanala.

Normalno, ekscitacijski postsinaptički potencijali nastaju kada natrij ulazi u živčanu stanicu. Dok se inhibitori proizvode pomoću izlaza kalija ili ulaska u klor.

Unošenje kalcija u neuron uzrokuje postsinaptičke ekscitatorne potencijale, iako aktivira i specijalizirane enzime koji uzrokuju fiziološke promjene u ovoj stanici. Na primjer, aktivira pomicanje sinaptičkih vezikula i oslobađanje neurotransmitera.

Također olakšava strukturne promjene u neuronu nakon učenja.

Dovršenje sinapse

Postinaptički potencijali obično su vrlo kratki i završavaju se posebnim mehanizmima.

Jedna od njih je inaktivacija acetilkolina enzimom zvanim acetilkolinesteraza. Neurotransmiterske molekule se uklanjaju iz sinaptičkog prostora ponovnim zauzimanjem ili reapsorpcijom pomoću transportera koji se nalaze u presinaptičnoj membrani.

Dakle, i presinaptički i postsinaptički neuroni imaju receptore koji obuhvaćaju prisutnost kemijskih tvari oko njih.

Postoje presinaptički receptori koji se nazivaju autoreceptori koji kontroliraju količinu neurotransmitera koji oslobađa ili sintetizira neuron.

reference

1. Carlson, N.R. (2006). Fiziologija ponašanja 8. Ed Madrid: Pearson. pp: 32-68.
2. Cowan, W. M., Südhof, T. i Stevens, C.F. (2001). Sinapse. Baltirnore, MD: Sveučilišni tisak Johns Hopkinsa.
3. Električna sinapsa (N. D.). Preuzeto 28. veljače 2017. iz Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (s.f.). Neuroni, sinapsi, akcijski potencijali i neurotransmisija. Preuzeto 28. veljače 2017. iz tvrtke CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, J.G., Martin, A.R., Fuchs, P.A., & Wallace, B.G. (2001). Od Neurona do Mozga, 4. izd. Sunderland, MA: Sinauer.
6. Synapse. (N. D.). Preuzeto 28. veljače 2017. na Sveučilištu Washington: faculty.washington.edu.