Neuronálna synapse štruktúra, typy a ako to funguje

neuronálna synapse pozostáva zo spojenia koncových tlačidiel dvoch neurónov s cieľom prenosu informácií. Slovo synapse pochádza z gréčtiny sunaptein, čo znamená "zhromažďovať".

Na synapse pošle neurón správu, zatiaľ čo časť druhej ju dostane. Komunikácia zvyčajne prebieha v jednom smere: od koncového tlačidla jedného neurónu alebo bunky k membráne druhej bunky. Hoci je pravda, že existujú určité výnimky.

Každý jednotlivý neurón prijíma informácie z terminálnych tlačidiel iných nervových buniek. A na druhej strane, koncové tlačidlá druhej synapsie s inými neurónmi.

Koncové tlačidlo je definované ako malé zahusťovanie na konci axónu, ktoré posiela informácie na synapsii. Zatiaľ čo axón je druh predĺženého a tenkého "kábla", ktorý prenáša správy z jadra neurónu do jeho koncového tlačidla..

Jediný neurón môže prijímať informácie zo stoviek neurónov a každý z nich môže s ním vytvoriť veľký počet synapsií.

Terminálne tlačidlá nervových buniek sa môžu synchronizovať s membránou somy alebo dendritov.

Telo soma alebo bunky obsahuje jadro neurónu. Má mechanizmy, ktoré umožňujú udržiavať bunku. Naopak, dendrity sú vetvy neurónu podobné stromu, ktorý začína od soma.

Keď akčný potenciál prechádza axónom neurónu, terminálové tlačidlá uvoľňujú chemikálie. Tieto látky môžu mať excitačné alebo inhibičné účinky na neuróny, s ktorými sú spojené. Na konci celého procesu vyvolávajú účinky týchto synapsií naše správanie.

Akčný potenciál je produktom komunikačných procesov vo vnútri neurónu. V ňom existuje rad zmien v membráne axónov, ktoré spôsobujú uvoľňovanie chemikálií alebo neurotransmiterov.

Neuróny si vymieňajú neurotransmitery na svojich synapsiách ako spôsob vzájomného zasielania informácií.

Vzrušujúce synapsie

Príkladom excitačných neuronálnych synapsií by bol abstinenčný reflex pri horení. Senzorický neurón by detegoval horúci predmet, pretože by stimuloval jeho dendrity.

Tento neurón by poslal správy prostredníctvom svojho axónu do svojich koncových tlačidiel umiestnených v mieche. Terminálne tlačidlá zmyslového neurónu by uvoľňovali chemikálie známe ako neurotransmitery, ktoré by excitovali neurón, s ktorým synapse.

Najmä interneuron (ktorý sprostredkováva medzi senzorickými a motorickými neurónmi). To by spôsobilo, že interneuron bude posielať informácie pozdĺž svojho axónu. Terminálne tlačidlá interneurónu potom vylučujú neurotransmitery, ktoré excitujú motorický neurón.

Tento typ neurónu by poslal správy pozdĺž svojho axónu, ktorý spája nerv, aby dosiahol cieľový sval. Akonáhle sú neurotransmitery uvoľnené terminálnymi tlačidlami motorického neurónu, svalové bunky sa stiahnu, aby sa odklonili od horúceho objektu.

Inhibičné synapsie

Tento typ synapse je o niečo zložitejší. Bolo by uvedené v nasledujúcom príklade: predstavte si, že z pece vyberiete veľmi horúci zásobník. Nosíte palčiaky, aby ste sa nespaľovali, ale sú tenké a teplo ich začína prekračovať. Namiesto toho, aby ste zásobník hodili na zem, pokúste sa trochu zahriať teplo, kým ho nenecháte na povrchu.

Odozva nášho organizmu pred bolestivým podnetom by nás donútila uvoľniť objekt, aj tak sme tento impulz ovládali. Ako k tomuto javu dochádza?

Teplo prichádzajúce zo zásobníka je vnímané a zvyšuje aktivitu excitačných synapsií na motorických neurónoch (ako je vysvetlené v predchádzajúcej časti). Proti tomuto vzrušeniu však pôsobí inhibícia, ktorá pochádza z inej štruktúry: z nášho mozgu.

To posiela informácie, ktoré naznačujú, že ak odložíme podnos, môže to byť úplná katastrofa. Preto sú správy posielané do miechy, ktoré zabraňujú reflexu odobratia.

Na to sa axón neurónu mozgu dostane do miechy, kde sa koncové tlačidlá synapse s inhibičným interneurónom. Toto vylučuje inhibičný neurotransmiter, ktorý znižuje aktivitu motorického neurónu a blokuje abstinenčný reflex.

Je dôležité poznamenať, že toto sú len príklady. Tieto procesy sú skutočne zložitejšie (najmä tie inhibičné), ktoré majú v sebe tisíce neurónov.

Akčný potenciál

Aby existovala výmena informácií medzi dvoma neurónmi alebo neuronálnymi synapsiami, musí najprv existovať akčný potenciál.

Tento jav sa vyskytuje v neuróne, ktorý vysiela signály. Membrána tejto bunky má elektrický náboj. V skutočnosti membrány všetkých buniek v našom tele majú elektrický náboj, ale iba axóny môžu spôsobiť akčné potenciály.

Rozdiel medzi elektrickým potenciálom vo vnútri neurónu a vonku sa nazýva membránový potenciál.

Tieto elektrické zmeny medzi vnútornou a vonkajšou stranou neurónu sú sprostredkované existujúcimi koncentráciami iónov, ako je sodík a draslík.

Keď nastane veľmi rýchla inverzia membránového potenciálu, vytvorí sa akčný potenciál. Pozostáva z krátkeho elektrického impulzu, ktorý axón vedie zo soma alebo jadra neurónu k terminálnym tlačidlám.

Je potrebné dodať, že membránový potenciál musí prekročiť určitú prahovú hodnotu excitácie pre vznik akčného potenciálu. Tento elektrický impulz sa prenáša do chemických signálov, ktoré sa uvoľňujú cez tlačidlo terminálu.

Štruktúra neuronálnej synapsie

Neuróny komunikujú prostredníctvom synapsií a správy sa prenášajú uvoľňovaním neurotransmiterov.

Tieto chemikálie difundujú do kvapalného priestoru medzi koncovými tlačidlami a membránami, ktoré vytvárajú synapsie.

Neurón, ktorý uvoľňuje neurotransmitery prostredníctvom svojho terminálneho tlačidla, sa nazýva presynaptický neurón. Kým ten, ktorý prijíma informácie, je postsynaptický neurón.

Keď zachytáva neurotransmitery, vznikajú tzv. Synaptické potenciály. To znamená, že ide o zmeny v membránovom potenciáli postsynaptického neurónu.

Na komunikáciu musia bunky vylučovať chemikálie (neurotransmitery), ktoré sú detekované špecializovanými receptormi. Tieto receptory sa skladajú zo špecializovaných proteínových molekúl.

Tieto javy sú jednoducho diferencované vzdialenosťou medzi neurónom, ktorý uvoľňuje látku a receptormi, ktoré ju zachytávajú.

Teda, neurotransmitery sú uvoľňované terminálnymi tlačidlami presynaptického neurónu a sú detegované prostredníctvom receptorov umiestnených v membráne postsynaptického neurónu. Obidva neuróny musia byť umiestnené v tesnej blízkosti pre tento prenos.

Avšak na rozdiel od toho, čo možno myslieť, neuróny, ktoré robia chemické synapsie, sa fyzicky nespájajú. V skutočnosti je medzi nimi priestor známy ako synaptický priestor alebo synaptická štrbina.

Zdá sa, že tento priestor sa líši od jednej synapsie k druhej, ale všeobecne je široký asi 20 nanometrov. V synaptickej štrbine je sieť filamentov, ktorá udržuje pred a postsynaptické neuróny vyrovnané.

neurotransmisie

Neurotransmisia alebo synaptický prenos je komunikácia medzi dvoma neurónmi v dôsledku výmeny chemikálií alebo elektrických signálov prostredníctvom synapsií.

Elektrické synapsie

V nich je elektrická neurotransmisia. Dva neuróny sú fyzicky spojené prostredníctvom proteínových štruktúr známych ako "medzery" alebo spojenia v štrbine.

Tieto štruktúry umožňujú, aby zmeny elektrických vlastností jedného neurónu priamo ovplyvňovali druhú a naopak. Týmto spôsobom by sa obidva neuróny správali, akoby boli jedno.

Chemické synapsie

V týchto prípadoch dochádza k chemickej transmisii. Pre a postsynaptické neuróny sú oddelené synaptickým priestorom. Akčný potenciál v presynaptickom neuróne by spúšťal uvoľňovanie neurotransmiterov.

Tie prichádzajú k synaptickej štrbine, ktorá je k dispozícii na uplatnenie ich účinkov na postsynaptické neuróny.

Látky uvoľňované na neuronálnej synapsii

Počas neuronálnej komunikácie sa uvoľňujú nielen neurotransmitery ako serotonín, acetylcholín, dopamín, noradrenalín atď. Môžu sa uvoľniť aj iné chemikálie, ako napríklad neuromodulátory.

Tieto sa nazývajú preto, že modulujú aktivitu mnohých neurónov v určitej oblasti mozgu. Oddeľujú sa vo väčšom množstve a cestujú dlhšími vzdialenosťami, pričom sa šíria viac ako neurotransmitery.

Ďalším typom látok sú hormóny. Tieto sa uvoľňujú bunkami endokrinných žliaz, ktoré sa nachádzajú v rôznych častiach tela, ako sú žalúdok, črevá, obličky a mozog..

Hormóny sa uvoľňujú do extracelulárnej tekutiny (mimo buniek) a následne sa zachytávajú kapilárami. Potom sú distribuované po celom tele cez krvný obeh. Tieto látky sa môžu viazať na neuróny, ktoré majú špeciálne receptory na ich zachytenie.

Hormóny teda môžu ovplyvniť správanie, ktoré mení aktivitu neurónov, ktoré ich prijímajú. Zdá sa, že napríklad testosterón zvyšuje agresivitu u väčšiny cicavcov.

Typy neuronálnych synapsií

Neurálne synapsie sa dajú rozdeliť do troch typov podľa miest, kde sa vyskytujú.

- Axodendritické synapsie: v tomto type sa terminálové tlačidlo pripája k povrchu dendritu. Alebo, s dendritickými hrotmi, ktoré sú malé výčnelky umiestnené na dendritoch v niektorých typoch neurónov.

- Axosomatické synapsie: v nich terminálne synapta tlačidlo so somou alebo jadrom neurónu.

- Axoaxonické synapsie: terminálne tlačidlo presynaptickej bunky sa spája s axónom postsynaptickej bunky.

Tento typ synapse funguje inak ako ostatné dva. Jeho funkciou je znížiť alebo posilniť množstvo neurotransmiterov, ktoré sa uvoľňujú pomocou terminálového tlačidla. Podporuje alebo inhibuje aktivitu presynaptického neurónu.

Boli tiež nájdené dendrodendritické synapsie, ale ich presná funkcia v neurónovej komunikácii nie je v súčasnosti známa.

Ako dochádza k synapsii?

Neuróny obsahujú vaky nazývané synaptické vezikuly, ktoré môžu byť veľké alebo malé. Všetky terminálové tlačidlá majú malé vezikuly, ktoré v sebe nesú molekuly neurotransmiterov.

Vezikuly sa vytvárajú v mechanizme umiestnenom v soma nazývanom Golgiho aparát. Potom sa prepravujú v blízkosti terminálového tlačidla. Môžu sa však vyrábať aj na terminálovom tlačidle s „recyklovaným“ materiálom.

Keď je poslaný akčný potenciál pozdĺž axónu, dochádza k depolarizácii (excitácii) bunky. V dôsledku toho sa otvárajú vápnikové kanály neurónu, ktoré umožňujú vstup iónov vápnika.

Tieto ióny sa viažu na molekuly membrán synaptických vezikúl, ktoré sú v terminálnom tlačidle. Uvedená membrána sa rozbije a spojí s membránou terminálneho tlačidla. To vedie k uvoľneniu neurotransmitera do synaptického priestoru.

Cytoplazma bunky zachytáva zvyšné časti membrány a odvádza ich do cisterien. Tam sa recyklujú, vytvárajú s nimi nové synaptické vezikuly.

Postsynaptický neurón má receptory, ktoré zachytávajú látky, ktoré sú v synaptickom priestore. Tieto sú známe ako postsynaptické receptory a keď sú aktivované, vytvárajú otvorenie iónových kanálov.

Keď sa tieto kanály otvoria, určité látky vstupujú do neurónu, čo spôsobuje postsynaptický potenciál. To môže mať excitačné alebo inhibičné účinky na bunku v závislosti od typu otvoreného iónového kanála.

Normálne dochádza k excitačným postsynaptickým potenciálom, keď sodík vstupuje do nervovej bunky. Zatiaľ čo inhibítory sú produkované výstupom draslíka alebo vstupom chlóru.

Vstup vápnika do neurónu spôsobuje postsynaptické excitačné potenciály, hoci tiež aktivuje špecializované enzýmy, ktoré spôsobujú fyziologické zmeny v tejto bunke. Spúšťa napríklad posun synaptických vezikúl a uvoľňovanie neurotransmiterov.

Taktiež uľahčuje štrukturálne zmeny v neuróne po učení.

Dokončenie synapsie

Postsynaptické potenciály sú zvyčajne veľmi stručné a končia prostredníctvom špeciálnych mechanizmov.

Jedným z nich je inaktivácia acetylcholínu enzýmom nazývaným acetylcholínesteráza. Molekuly neurotransmiterov sú odstránené zo synaptického priestoru opätovným zachytávaním alebo reabsorbovaním transportérmi, ktoré sú v presynaptickej membráne.

Presynaptické aj postsynaptické neuróny majú teda receptory, ktoré zachytávajú prítomnosť chemických látok okolo nich.

Existujú presynaptické receptory nazývané autoreceptory, ktoré kontrolujú množstvo neurotransmiterov, ktoré uvoľňujú alebo syntetizujú neurón..

referencie

1. Carlson, N.R. (2006). Fyziológia správania 8. Ed Madrid: Pearson. pp: 32-68.
2. Cowan, W. M., Südhof, T. & Stevens, C. F. (2001). Synapsie. Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
3. Elektrická synapse (N. D.). Získané dňa 28. februára 2017 od Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (s.f.). Neuróny, synapsy, akčné potenciály a neurotransmisia. Získané dňa 28. februára 2017 od spoločnosti CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, J.G., Martin, A.R., Fuchs, P.A. & Wallace, B.G. (2001). Od Neuron po Brain, 4. vyd. Sunderland, MA: Sinauer.
6. Synapse. (N. D.). Získané dňa 28. februára 2017 z University of Washington: faculty.washington.edu.