Neuronaalne sünapsi struktuur, liigid ja kuidas see toimib

The neuronaalne sünapse koosneb kahe neuroni terminali nuppude liitmisest eesmärgiga edastada informatsiooni. Sõna synapse pärineb kreeka keelest sunaptein, mis tähendab "koguda".

Sünapsi ajal saadab neuron sõnumi, samal ajal kui teine ​​osa võtab selle vastu. Seega toimub suhtlemine tavaliselt ühes suunas: ühe neuroni või raku terminaliklahvist teise raku membraanini. Kuigi on tõsi, et on mõned erandid.

Iga üksik neuron saab informatsiooni teiste närvirakkude terminali nuppudest. Ja omakorda viimaste sünkroniseerimisnupud sünapiseeruvad teiste neuronitega.

Terminali nupp on defineeritud kui väike paksenemine aksoni lõpus, mis saadab informatsiooni sünapsis. Kui akson on omamoodi piklik ja õhuke "kaabel", mis kannab neuroni tuumast sõnumeid oma terminali nupule.

Üks neuron võib saada teavet sadadest neuronitest ja igaüks saab sellega luua suure hulga sünapse.

Närvirakkude terminali nupud võivad soma või dendriitide membraaniga sünapseerida.

Soma või raku keha sisaldab neuroni tuuma. Sellel on mehhanismid, mis võimaldavad rakku säilitada. Seevastu dendriidid on neuroni harud, mis sarnanevad soomist lähtuva puuga.

Kui toimepotentsiaal läbib neuroni aksoni, vabastavad terminali nupud kemikaale. Nendel ainetel võib olla neerudele, millega nad on ühendatud, erutavat või pärssivat toimet. Kogu protsessi lõpus tekitavad nende sünapsi mõju meie käitumist.

Tegevuspotentsiaal on neuronite sisemiste kommunikatsiooniprotsesside tulemus. Selles on aksonmembraani muutused, mis põhjustavad kemikaalide või neurotransmitterite vabanemist.

Neuronid vahetavad oma sünapse juures neurotransmitterit kui informatsiooni üksteisele saatmise viisi.

Põnev sünapsid

Ergastavate neuronaalsete sünapside näide oleks tagasitõmbejõud, kui me põletame. Sensoorne neuron tuvastaks kuuma objekti, kuna see stimuleeriks selle dendriide.

See neuron saadaks oma aksoni kaudu sõnumid seljaaju paiknevatele nuppudele. Sensoorse neuroni terminali nupud vabastaksid kemot, mida tuntakse neurotransmitteritena, mis ergutavad neuroni, kellega sünapse.

Eelkõige interneuroonile (mis vahendab sensoorset ja motoorset neuronit). See põhjustaks interneuroni teabe saatmist oma aksoniga. Omakorda sekkuvad interneurooni terminalinupud neurotransmitterid, mis ergutavad motoorset neuroni.

Selline neuronitüüp saadaks sõnumeid oma aksoniga, mis ühineb närviga, et jõuda sihtlihasesse. Kui neurotransmitterid vabastatakse motoorsete neuronite nuppude abil, sõlmib lihasrakkude liikumine kuuma objektist eemale.

Inhibeerivad sünapsed

Seda tüüpi sünapsi on mõnevõrra keerulisem. See oleks antud järgmises näites: kujutage ette, et võtate ahjust välja väga kuuma salve. Sa kannad kindaid, et ennast põletada, kuid nad on õhukesed ja soojus hakkab neid ületama. Selle asemel, et plaati maapinnale visata, proovige natuke soojust toetada, kuni jätate selle pinnale.

Meie organismi võõrutusreaktsioon enne valulikku stiimulit oleks andnud meile eseme vabastamise, kuigi me oleme seda impulssi kontrollinud. Kuidas see nähtus ilmneb?

Taldrikust tulevat soojust tajutakse, suurendades motoorsete neuronite eksitatoorse sünapsi aktiivsust (nagu on selgitatud eelmises osas). Kuid see põnevus on vastupidine teisest struktuurist pärinevale pärssimisele: meie aju.

See saadab teavet, mis näitab, et kui salve kukutame, võib see olla täielik katastroof. Seetõttu saadetakse seljaajule sõnumid, mis takistavad tagasitõmbejõudu.

Selleks jõuab aju neuroni akson seljaaju, kus selle terminali nupud sünapseeruvad inhibeeriva interneurooniga. See eritab inhibeerivat neurotransmitterit, mis vähendab motoorsete neuronite aktiivsust, blokeerides ärajäämise refleksi.

Oluline on märkida, et need on vaid näited. Protsessid on tõesti keerulisemad (eriti inhibeerivad), millel on tuhandeid neuroneid.

Tegevuspotentsiaal

Et vahetada teavet kahe neuroni või neuronaalse sünapsi vahel, peab esiteks olema tegevuspotentsiaal.

See nähtus esineb neuronis, mis saadab signaale. Selle raku membraanil on elektrilaeng. Tegelikult on meie kehas olevate rakkude membraanidel elektriline laeng, kuid ainult aksonid võivad põhjustada potentsiaali.

Erinevust neuroni ja välise elektrivõimsuse vahel nimetatakse membraanipotentsiaaliks.

Neid elektrilisi muutusi neuroni sisemuse ja välimise vahel vahendavad olemasolevad ioonide, näiteks naatriumi ja kaaliumi kontsentratsioonid..

Membraanipotentsiaali väga kiire inversiooni korral tekib tegevuspotentsiaal. See koosneb lühikesest elektrilisest impulssist, mida akson viib neuroni soomist või tuumast terminali nuppudele.

Tuleb lisada, et membraanipotentsiaal peab ületama teatud potentsiaalse ergutuskünnise toimepotentsiaali tekkimiseks. See elektriline impulss teisendatakse keemilisteks signaalideks, mis vabastatakse terminali nupu kaudu.

Neuronaalse sünapsi struktuur

Neuronid suhtlevad sünapsi kaudu ja sõnumid edastatakse neurotransmitterite vabanemise kaudu.

Need kemikaalid hajuvad terminali nuppude ja sünapseid tekitavate membraanide vahelisse vedelikku.

Neuroni, mis vabastab neurotransmitterid oma terminali nupu kaudu, nimetatakse presünaptiliseks neuroniks. Kuigi see, kes saab informatsiooni, on postsünaptiline neuron.

Kui viimane haarab neurotransmittereid, siis tekivad nn sünaptilised potentsiaalid. See tähendab, et nad on postünaptilise neuroni membraani potentsiaali muutused.

Kommunikatsiooniks peavad rakud eraldama kemikaale (neurotransmitterid), mida tuvastavad spetsialiseeritud retseptorid. Need retseptorid koosnevad spetsiifilistest valgumolekulidest.

Neid nähtusi eristatakse lihtsalt selle aine vaheline kaugus, mis vabastab ainet, ja retseptorid, mis seda koguvad.

Seega vabastavad neurotransmitterid presünaptilise neuroni terminali nupud ja need tuvastatakse postünaptilise neuroni membraanis paiknevate retseptorite kaudu. Mõlemad neuronid peavad selle ülekande tekkimiseks olema lähedalasuval kohal.

Kuid vastupidiselt sellele, mida võib mõelda, ei ühenda keemilised sünapseid tekitavad neuronid füüsiliselt. Tegelikult on nende vahel ruum, mida tuntakse sünaptilise ruumi või sünaptilise lõhena.

Tundub, et see ruum varieerub ühest sünapsisest teise, kuid on üldiselt umbes 20 nanomeetrit lai. Sünaptilises lõhes on olemas kiudude võrgustik, mis hoiab pre- ja postsünaptilised neuronid joondatud.

Neurotransmissioon

Neurotransmissioon või sünaptiline edastamine on kahe neuroni vaheline side kemikaalide või elektriliste signaalide vahetamise kaudu sünapsi kaudu.

Elektrilised sünapsid

Neis on elektriline neurotransmissioon. Need kaks neuronit on füüsiliselt ühendatud valgu struktuuridega, mida tuntakse "piluühendustena" või liitena piluna.

Need struktuurid võimaldavad ühe neuroni elektriliste omaduste muutumist teiste mõjutamiseks ja vastupidi. Nii toimiksid need kaks neuroni nii, nagu oleksid nad üks.

Keemilised sünapsid

Neis toimub keemiline neurotransmissioon. Pre- ja postsünaptilised neuronid eraldatakse sünaptilise ruumiga. Presünaptilise neuroni toimepotentsiaal käivitab neurotransmitterite vabanemise.

Need jõuavad sünaptilise lõheni, mis on võimeline avaldama mõju postünaptilistele neuronitele.

Ained, mis vabanevad neuronite sünapsis

Neuronaalses kommunikatsioonis ei vabane mitte ainult neurotransmitterid nagu serotoniin, atsetüülkoliin, dopamiin, noradrenaliin jne. Samuti võib vabastada teisi kemikaale, nagu neuromodulaatorid.

Need on nn, sest nad moduleerivad paljude neuronite aktiivsust teatud aju piirkonnas. Nad eraldavad suurema koguse ja reisivad pikemaid vahemaid ning levivad laialdasemalt kui neurotransmitterid.

Teine aine on hormoon. Neid vabastavad endokriinsete näärmete rakud, mis asuvad keha erinevates osades, näiteks maos, sooles, neerudes ja ajus..

Hormoonid vabanevad rakuvälises vedelikus (väljaspool rakke) ja seejärel kapillaarid. Siis nad jagatakse kogu keha kaudu vereringet. Need ained võivad seonduda neuronitega, millel on nende vastuvõtmiseks spetsiaalsed retseptorid.

Seega võivad hormoonid mõjutada käitumist, muutes neid vastuvõtvate neuronite aktiivsust. Näiteks tundub, et testosteroon suurendab enamiku imetajate agressiooni.

Neuronaalsete sünapside tüübid

Neuraalseid sünapse võib diferentseerida kolme liiki vastavalt nende esinemise kohtadele.

- Axodendritic synapses: sellisel juhul ühendab terminali nupp dendriidi pinnaga. Või koos dendriitide selgrooliga, mis on väikestes väljaulatuvates osades dendriitidel teatud tüüpi neuronites.

- Axosomatic synapses: nendes on terminali sünapta nupp neuroni tuumaga.

- Axoaxonic synapses: presünaptilise raku terminali nupp ühendub postünaptilise raku aksoniga.

Seda tüüpi sünapsi toimib teistest erinevalt. Selle funktsioon on vähendada või tugevdada terminali nupust vabaneva neurotransmitteri kogust. Seega soodustab või pärsib see presünaptilise neuroni aktiivsust.

Samuti on leitud dendrodendriidi sünapsi, kuid nende täpset funktsiooni neuronaalses kommunikatsioonis ei ole praegu teada.

Kuidas sünapse esineb?

Neuronid sisaldavad kotte, mida nimetatakse sünaptilisteks vesiikliteks, mis võivad olla suured või väikesed. Kõikidel terminali nuppudel on väikesed vesiikulid, mis kannavad neisse neurotransmitterimolekule.

Vesiikulid on toodetud mehhanismis, mis asub Soma nimega Golgi aparaat. Seejärel transporditakse need terminali nupu lähedale. Neid saab aga valmistada ka terminali nupul "ringlussevõetud" materjaliga.

Kui toimepotentsiaal saadetakse piki aksonit, toimub raku depolarisatsioon (ergastamine). Selle tulemusena avatakse neuroni kaltsiumikanalid, mis võimaldavad siseneda kaltsiumiioonidesse.

Need ioonid seonduvad terminali nuppude sünaptiliste vesiikulite membraanide molekulidega. Nimetatud membraan on katki, sulatades terminaatori nupu membraani. See tekitab neurotransmitteri vabanemise sünaptilisse ruumi.

Raku tsütoplasma haarab ülejäänud membraani tükid ja viib need tsisternidesse. Seal nad ringlusse panevad, luues nendega uusi sünaptilisi vesiikulid.

Postünaptilises neuronis on retseptorid, mis haaravad sünaptilises ruumis olevad ained. Neid nimetatakse postsünaptilisteks retseptoriteks ja aktiveerides tekitavad nad ioonkanalite avanemise.

Kui need kanalid avanevad, sisenevad neuronisse teatud ained, mis põhjustavad postünaptilist potentsiaali. Sellel võib olla rakule ergastav või pärssiv toime sõltuvalt avatud kanali tüübist.

Tavaliselt tekivad närvisüsteemi närvirakkudesse sisenemisel ergastavad postünaptilised potentsiaalid. Kuigi inhibiitoreid toodetakse kaaliumi väljumise või kloori sisestamisega.

Kaltsiumi sisenemine neuronisse põhjustab postünaptilisi erutamisvõimeid, kuigi aktiveerib ka spetsiifilisi ensüüme, mis tekitavad selles rakus füsioloogilisi muutusi. Näiteks käivitab see sünaptiliste vesiikulite nihkumise ja neurotransmitterite vabanemise.

See hõlbustab ka struktuuri muutusi neuronis pärast õppimist.

Sünapsi lõpuleviimine

Postünaptilised potentsiaalid on tavaliselt väga lühikesed ja lõppevad spetsiaalsete mehhanismide kaudu.

Üks neist on atsetüülkoliini inaktiveerimine ensüümiga, mida nimetatakse atsetüülkoliinesteraasiks. Neurotransmittermolekulid eemaldatakse sünaptilisest ruumist presynaptilises membraanis olevate transportijate taaskasutamise või uuesti imendumise teel..

Seega on nii presünaptilistel kui ka postsünaptilistel neuronitel retseptorid, mis jäävad nende ümber keemiliste ainete olemasolu.

On olemas presünaptilisi retseptoreid, mida nimetatakse autoretseptoriteks, mis kontrollivad neurotransmitteri kogust, mis vabastab või sünteesib neuroni..

Viited

1. Carlson, N.R. (2006). Käitumise füsioloogia 8. ed. Madrid: Pearson. lk. 32-68.
2. Cowan, W. M., Südhof, T. & Stevens, C. F. (2001). Sünapsed Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
3. Elektriline sünapss (s.f.). Välja otsitud 28. veebruaril 2017, alates Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (s.f.). Neuronid, sünapsid, toimepotentsiaalid ja neurotransmissioon. Välja otsitud 28. veebruaril 2017 kell CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, J. G., Martin, A. R., Fuchs, P. A ja Wallace, B. G. (2001). Neuronist aju, 4. ed. Sunderland, MA: Sinauer.
6. Synapse. (s.f.). Välja otsitud 28. veebruaril 2017 Washingtoni Ülikoolist: faculty.washington.edu.