Del:
Neuronal synaps struktur, typer og hvordan det virker
den neuronal synapse består af sammenslutningen af terminalknapperne på to neuroner med det formål at transmittere information. Ordet synaps kommer fra græsk sunaptein, hvilket betyder "at samle".
Ved synaps sender en neuron beskeden, mens en del af den anden modtager den. Således forekommer kommunikationen sædvanligvis i en retning: fra terminalknappen til en neuron eller celle til membranen i den anden celle. Selvom det er rigtigt, at der er nogle undtagelser.
Hver enkelt neuron modtager information fra terminalknapperne på andre nerveceller. Og til gengæld synapser terminalknapperne af sidstnævnte med andre neuroner.
Terminalknappen er defineret som en lille fortykning i slutningen af en axon, som sender information ved synaps. Mens en axon er en slags langstrakt og tynd "kabel", der bærer meddelelser fra nukleins kernen til dens terminalknap.
En enkelt neuron kan modtage information fra hundredvis af neuroner, og hver af dem kan etablere et stort antal synapser med det.
Terminalknapperne på nervecellerne kan synapse med membranen af soma eller dendritterne.
Soma- eller cellelegemet indeholder kernen i neuronen. Det har mekanismer, der gør det muligt at opretholde cellen. Dendritter er derimod grene af neuronen, der ligner et træ, der starter fra sommeren.
Når et handlingspotentiale bevæger sig gennem axonen af en neuron, frigiver terminalknapperne kemikalier. Disse stoffer kan have excitatoriske eller hæmmende virkninger på de neuroner, som de er forbundet med. Ved afslutningen af hele processen giver virkningerne af disse synapser anledning til vores adfærd.
Et handlingspotentiale er produktet af kommunikationsprocesser inden for en neuron. I den er der et sæt ændringer i axonmembranen, der forårsager frigivelse af kemikalier eller neurotransmittere.
Neuroner bytter neurotransmittere ved deres synapser som en måde at sende information til hinanden.
Spændende synaps
Et eksempel på excitatoriske neuronale synapser ville være tilbagetrækningsrefleksen, når vi brænder. En sensorisk neuron ville opdage den varme genstand, da det ville stimulere dens dendritter.
Denne neuron ville sende meddelelser gennem sin axon til sine terminal knapper, der ligger i rygmarven. Terminalknapperne i det sensoriske neuron ville frigive kemikalier kendt som neurotransmittere, der ville excitere neuronen med hvilken synap.
Især til en interneuron (det som formidler mellem sensoriske og motoriske neuroner). Dette ville medføre, at interneuronen sender information langs sin axon. Til gengæld udskiller terminalknapperne på interneuronen neurotransmittere, der spænder motorneuronen.
Denne type neuron ville sende meddelelser langs sin axon, som forbinder en nerve for at nå målmusklen. Når neurotransmitterne er frigivet af motorneuronens terminalknapper, trækker muskelcellerne sig til at bevæge sig væk fra den varme genstand.
Inhibitoriske synapser
Denne type synaps er noget mere kompliceret. Det ville blive givet i følgende eksempel: Forestil dig at du tager en meget varm bakke ud af ovnen. Du bærer vanter for ikke at forbrænde dig selv, men de er tynde og varmen begynder at overstige dem. I stedet for at kaste bakken til jorden, skal du forsøge at støtte varmen lidt, indtil du efterlader den på en overflade.
Tilbagetrækningsreaktionen af vores organisme før en smertefuld stimulus ville have fået os til at frigive objektet, selvom vi har kontrolleret denne impuls. Hvordan dette fænomen opstår?
Varmen, der kommer fra bakken, opfattes, hvilket øger aktiviteten af de excitatoriske synapser på motorneuronerne (som forklaret i det foregående afsnit). Imidlertid modvirkes denne spænding ved den hæmning, der kommer fra en anden struktur: vores hjerne.
Dette sender information, der indikerer, at hvis vi taber bakken, kan det være en total katastrofe. Derfor sendes beskeder til rygmarven, der forhindrer tilbagetrækningsrefleksen.
Til dette når en akson af en neuron i hjernen rygmarven, hvor dens terminalknapper synapse med en hæmmende interneuron. Dette udskiller en inhiberende neurotransmitter, som reducerer aktiviteten af motorneuronet, blokererer tilbagetrækningsrefleksen.
Det er vigtigt at bemærke, at disse kun er eksempler. Processerne er virkelig mere komplekse (især de hæmmende), der har tusindvis af neuroner involveret i dem.
Handlingspotentiale
For at der skal udveksles information mellem to neuroner eller neuronale synapser, skal der først være et handlingspotentiale.
Dette fænomen forekommer i neuronen, der sender signalerne. Membranen i denne celle har en elektrisk ladning. Faktisk har membranerne i alle cellerne i vores krop en elektrisk ladning, men kun axoner kan forårsage handlingspotentialer.
Forskellen mellem det elektriske potentiale inden for neuronen og udvendig, kaldes membranpotentiale.
Disse elektriske ændringer mellem indersiden og ydersiden af neuronen medieres af eksisterende koncentrationer af ioner, såsom natrium og kalium.
Når en meget hurtig inversion af membranpotentialet opstår, frembringes et handlingspotentiale. Den består af en kort elektrisk impuls, som axonen fører fra soma eller kernen af neuronen til terminalknapperne.
Det skal tilføjes, at membranpotentialet skal overstige en bestemt eksiteringstærskel, for at aktionspotentialet kan forekomme. Denne elektriske impuls oversættes til kemiske signaler, der frigives via terminalknappen.
Struktur af neuronal synaps
Neuroner kommunikerer gennem synaps, og meddelelser transmitteres via frigivelsen af neurotransmittere.
Disse kemikalier diffunderer i væsken mellem terminalknapperne og de membraner, der etablerer synapserne.
Den neuron, der frigiver neurotransmitterne via dens terminalknap, hedder presynaptisk neuron. Mens den, der modtager informationen, er postsynaptisk neuron.
Når sidstnævnte fanger neurotransmittere, produceres såkaldte synaptiske potentialer. Det vil sige, de er ændringer i membranpotentialet i postsynaptisk neuron.
For at kommunikere skal celler udskille kemikalier (neurotransmittere), som detekteres af specialiserede receptorer. Disse receptorer består af specialiserede proteinmolekyler.
Disse fænomener er simpelthen differentieret af afstanden mellem neuronen, der frigiver stoffet og de receptorer, der fanger det.
Således frigives neurotransmittere af terminalknapperne i det præsynaptiske neuron og detekteres gennem receptorer lokaliseret i membranen i det postsynaptiske neuron. Begge neuroner skal være placeret tæt på, for at denne transmission kan forekomme.
Imidlertid, i modsætning til hvad der kan tænkes, er neuronerne, der frembringer kemiske synapser, ikke fysisk forenet. Faktisk er der mellem dem et rum, der er kendt som det synaptiske rum eller synaptiske kløft.
Dette rum synes at variere fra en synaps til en anden, men er generelt omkring 20 nanometer bredt. Der er et netværk af filamenter i den synaptiske kløft, der holder præ- og postsynaptiske neuroner tilpasset.
neurotransmission
Neurotransmission eller synaptisk transmission er kommunikationen mellem to neuroner på grund af udveksling af kemikalier eller elektriske signaler gennem synaps.
Elektriske synapser
I dem er der en elektrisk neurotransmission. De to neuroner er fysisk forbundet via proteinstrukturer kendt som "gap junctions" eller union i slids.
Disse strukturer tillader ændringer i de elektriske egenskaber hos en neuron for direkte at påvirke den anden og omvendt. På den måde ville de to neuroner virke som om de var en.
Kemiske synapser
I disse forekommer en kemisk neurotransmission. De præ- og postsynaptiske neuroner adskilles af det synaptiske rum. Et aktionspotentiale i det præsynaptiske neuron ville udløse frigivelsen af neurotransmittere.
Disse ankommer til den synaptiske kløft, der er tilgængelige for at udøve deres virkninger på postsynaptiske neuroner.
Stoffer udgivet ved neuronal synapse
Under neuronkommunikation frigives ikke kun neurotransmittere som serotonin, acetylcholin, dopamin, noradrenalin osv. Andre kemikalier, såsom neuromodulatorer, kan også frigives.
Disse er såkaldte, fordi de modulerer aktiviteten hos mange neuroner i et bestemt område af hjernen. De adskiller sig i større mængder og rejser længere afstande og spredes mere bredt end neurotransmittere.
En anden type stoffer er hormoner. Disse frigives af celler i de endokrine kirtler, som er placeret i forskellige dele af kroppen, såsom maven, tarmene, nyrerne og hjernen.
Hormonerne frigives til det ekstracellulære væske (uden for cellerne) og fanges derefter af kapillærerne. Derefter fordeles de gennem hele kroppen gennem blodbanen. Disse stoffer kan binde til neuroner, der har specielle receptorer til at fange dem.
Således kan hormoner påvirke adfærd, ændre virkningen af de neuroner, der modtager dem. For eksempel synes testosteron at øge aggression hos de fleste pattedyr.
Typer af neuronale synapser
Neurale synapser kan differentieres i tre typer i henhold til de steder, hvor de forekommer.
- Axodendritiske synapser: I denne forbindelse forbinder terminalknappen med overfladen af en dendrit. Eller med de dendritiske rygsøjler, som er små fremspring placeret på dendritterne i nogle typer neuroner.
- Axosomatiske synapser: i disse, den terminale synapta-knap med neuronen soma eller kernen.
- Axoaxoniske synapser: terminalknappen for den præsynaptiske celle forbinder med den postsynaptiske celle axon.
Denne type synaps virker anderledes end de to andre. Dens funktion er at reducere eller forstærke mængden af neurotransmitter som frigives af terminalknappen. Det fremmer således eller hæmmer aktiviteten af det præsynaptiske neuron.
Dendrodendritiske synapser er også blevet fundet, men deres nøjagtige funktion i neuronkommunikation er i øjeblikket ikke kendt.
Hvordan sker en synaps??
Neuroner indeholder sække kaldet synaptiske vesikler, som kan være store eller små. Alle terminalknapperne har små vesikler, der bærer neurotransmittermolekyler inde i dem.
Vesiklerne produceres i en mekanisme placeret i sommeren kaldet Golgi-apparatet. Derefter transporteres de nær terminalknappen. Men de kan også produceres på terminalknappen med "genanvendt" materiale.
Når et handlingspotentiale sendes langs aksonen, forekommer en depolarisering (excitation) af cellen. Som et resultat åbnes kalciumkanalerne i neuronen, hvilket gør det muligt for calciumioner at komme ind i det.
Disse ioner binder til molekyler af membranerne i de synaptiske vesikler, der er i terminalknappen. Nævnte membran er brudt, smeltende med membranen på terminalknappen. Dette frembringer frigivelsen af neurotransmitteren i det synaptiske rum.
Cellens cytoplasma fanger de resterende stykker af membran og fører dem til cisternerne. Der genbruger de, skaber nye synaptiske vesikler med dem.
Den postsynaptiske neuron har receptorer, der indfanger de stoffer, der er i det synaptiske rum. Disse er kendt som postsynaptiske receptorer, og når de aktiveres, producerer de åbningen af ionkanalerne.
Når disse kanaler åbner, kommer visse stoffer ind i neuronen og forårsager et postsynaptisk potentiale. Dette kan have excitatoriske eller hæmmende virkninger på cellen afhængigt af den type ionkanal, der er blevet åbnet.
Normalt opstår der eksitatoriske postsynaptiske potentialer, når natrium går ind i nervecellen. Mens inhibitorerne fremstilles ved kaliumudgangen eller chlorindgangen.
Indførelsen af calcium i neuronen forårsager postsynaptiske excitatoriske potentialer, selvom det også aktiverer specialiserede enzymer, der frembringer fysiologiske ændringer i denne celle. For eksempel udløser det forskydningen af synaptiske vesikler og frigivelsen af neurotransmittere.
Det letter også strukturelle ændringer i neuronen efter læring.
Afslutning af synaps
De postsynaptiske potentialer er normalt meget korte og slutter gennem særlige mekanismer.
En af dem er inaktivering af acetylcholin med et enzym kaldet acetylcholinesterase. Neurotransmittermolekyler fjernes fra det synaptiske rum ved genindfangning eller reabsorbering af transportører, der er i den præsynaptiske membran.
Således har både presynaptiske og postsynaptiske neuroner receptorer, som indfanger tilstedeværelsen af kemiske stoffer omkring dem.
Der er presynaptiske receptorer kaldet autoreceptorer, der styrer mængden af neurotransmitter, der frigiver eller syntetiserer neuronen.
referencer
- Carlson, N.R. (2006). Opførselens fysiologi 8. Ed. Madrid: Pearson. pp: 32-68.
- Cowan, W. M., Südhof, T. & Stevens, C. F. (2001). Synapser. Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
- Elektrisk synaps (N.D.). Hentet den 28. februar 2017 fra Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
- Stufflebeam, R. (s.f.). Neuroner, synapser, aktionspotentialer og neurotransmission. Hentet den 28. februar 2017, fra CCSI: mind.ilstu.edu.
- Nicholls, J.G., Martin, A.R., Fuchs, P.A. & Wallace, B.G. (2001). Fra Neuron til Brain, 4. udgave. Sunderland, MA: Sinauer.
- Synaps. (N.D.). Hentet den 28. februar 2017, fra University of Washington: faculty.washington.edu.