Neural synaps struktur, typer og hvordan det fungerer

4961
Sherman Hoover
Neural synaps struktur, typer og hvordan det fungerer

Det neuronal synaps Den består af foreningen af ​​terminalknapperne på to neuroner for at transmittere information. I denne forbindelse sender en neuron beskeden, mens den ene del af den anden modtager den..

Således sker kommunikation normalt i en retning: fra terminalknappen på en neuron eller celle til membranen i den anden celle, selvom det er rigtigt, at der er nogle undtagelser. En enkelt neuron kan modtage information fra hundredvis af neuroner.

Dele af en neuron. Kilde: Julia Anavel Painted Cordova / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Hver enkelt neuron modtager information fra terminalens knapper på andre nerveceller, og til sidst giver terminalens knapper synapser med andre neuroner..

Artikelindeks

  • 1 Hovedkoncepter
  • 2 Struktur af neuronal synaps
    • 2.1 Presynaptisk neruone
    • 2.2 Postsynaptisk neuron
    • 2.3 Synaptisk rum
  • 3 Handlingspotentiale
  • 4 Hvordan fungerer en synaps?
    • 4.1 Synapsafslutning
  • 5 Typer af synapser
    • 5.1 Elektriske synapser
    • 5.2 Kemiske synapser
    • 5.3 Spændende synapser
    • 5.4 Hæmmende synapser
    • 5.5 Klasser af synapser efter de steder, hvor de forekommer
  • 6 Stoffer frigivet ved neuronal synaps
  • 7 Referencer

Hovedkoncepter

Terminalknappen er defineret som en lille fortykkelse i slutningen af ​​et axon, der sender information til synapsen. Mens et axon er en slags langstrakt og tynd "ledning", der fører meddelelser fra neuronens kerne til dens terminalknap..

De terminale knapper på nervecellerne kan synapse med membranen i soma eller dendritter.

Skema for en neuron

Soma eller cellekroppen indeholder neuronens kerne; Det har mekanismer, der tillader vedligeholdelse af cellen. I stedet er dendritter trælignende grene af neuronen, der stammer fra somaen..

Når et handlingspotentiale bevæger sig gennem axonen i en neuron, frigiver terminalknapperne kemikalier. Disse stoffer kan have exciterende eller hæmmende virkninger på de neuroner, som de forbinder med. I slutningen af ​​hele processen giver virkningerne af disse synapser anledning til vores adfærd.

Et handlingspotentiale er et produkt af kommunikationsprocesser i en neuron. I den er der et sæt ændringer i axonmembranen, der forårsager frigivelse af kemikalier eller neurotransmittere.

Neuroner udveksler neurotransmittere ved deres synapser som en måde at sende information til hinanden.

Struktur af neuronal synaps

Synaptisk transmissionsproces i neuroner

Neuroner kommunikerer gennem synapser, og meddelelser transmitteres ved at frigive neurotransmittere. Disse kemikalier diffunderer ind i væskeområdet mellem terminalknapperne og membranerne, der skaber synapser..

Presynaptisk neruone

Den neuron, der frigiver neurotransmittere gennem sin terminalknap kaldes en presynaptisk neuron. Mens den, der modtager informationen, er den postsynaptiske neuron.

Presynaptisk neuron (øverst) og postsynaptisk neuron (nederst). Det presynaptiske rum er mellem de to

Når sidstnævnte opfanger neurotransmittere, produceres de såkaldte synaptiske potentialer. Det vil sige, de er ændringer i det postsynaptiske neurons membranpotentiale..

For at kommunikere skal celler udskille kemikalier (neurotransmittere), der detekteres af specialiserede receptorer. Disse receptorer består af specialiserede proteinmolekyler.

Disse fænomener adskilles simpelthen ved afstanden mellem neuronen, der frigiver stoffet, og de receptorer, der fanger det..

Postsynaptisk neuron

Således frigives neurotransmittere ved terminalknapperne på den presynaptiske neuron og detekteres gennem receptorer placeret på membranen i den postsynaptiske neuron. Begge neuroner skal placeres inden for en kort afstand for at denne transmission skal forekomme..

Synaptisk rum

I modsætning til almindelig tro slutter neuroner, der fremstiller kemiske synapser, imidlertid ikke fysisk sammen. Faktisk er der mellem dem et rum kendt som det synaptiske rum eller den synaptiske kløft..

Dette rum ser ud til at variere fra synaps til synaps, men er generelt omkring 20 nanometer bredt. Der er et netværk af filamenter i den synaptiske kløft, der holder præ- og postsynaptiske neuroner justeret..

Potentiale for handling

A. Skematisk billede af et ideelt handlingspotentiale. B. Virkelig registrering af et handlingspotentiale. Kilde: da: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

For at der kan opstå udveksling af information mellem to neuroner eller neuronale synapser, skal der først opstå et handlingspotentiale.

Dette fænomen forekommer i neuronen, der sender signalerne. Membranen i denne celle har en elektrisk ladning. I virkeligheden er membranerne på alle celler i vores krop elektrisk ladede, men kun axoner kan fremkalde handlingspotentialer.

Forskellen mellem det elektriske potentiale inde i neuronen og det ydre kaldes membranpotentialet..

Disse elektriske ændringer mellem neurons indre og ydre medieres af eksisterende ionkoncentrationer, såsom natrium og kalium..

Når der er en meget hurtig vending af membranpotentialet, opstår et handlingspotentiale. Den består af en kort elektrisk impuls, som axonen leder fra neuronens soma eller kerne til terminalknapperne.

Det skal tilføjes, at membranpotentialet skal overstige en vis excitationstærskel for, at handlingspotentialet kan forekomme. Denne elektriske impuls oversættes til kemiske signaler, der frigives via terminalknappen..

Hvordan fungerer en synaps?

Multipolar neuron. Kilde: BruceBlaus [Public domain]

Neuroner indeholder sække kaldet synaptiske vesikler, som kan være store eller små. Alle terminalknapper har små vesikler, der bærer neurotransmittermolekyler indeni..

Vesicles produceres i en mekanisme placeret i soma kaldet Golgi-apparatet. De transporteres derefter tæt på terminalknappen. De kan dog også produceres på terminal-knappen med "genbrugt" materiale..

Når et handlingspotentiale sendes langs axonen, forekommer depolarisering (excitation) af den presynaptiske celle. Som et resultat åbner neuronens calciumkanaler sig, så calciumioner kan trænge ind i det..

Efter ankomsten af ​​handlingspotentialet depolariserer den presynaptiske neuron, og calciumkanalerne åbnes og kommer ind i ionerne

Disse ioner binder til molekyler på membranerne i de synaptiske vesikler, der er på terminalknappen. Den nævnte membran går i stykker og smelter sammen med terminalknappens membran. Dette producerer frigivelsen af ​​neurotransmitteren i det synaptiske rum..

Cellens cytoplasma fanger de resterende membranstykker og fører dem til cisternerne. Der genbruges de og skaber nye synaptiske vesikler med dem..

Frigivelse af neurotransmittere fra det presynaptiske neuron og binding til receptorer på det postsynaptiske neuron

Den postsynaptiske neuron har receptorer, der fanger stoffer, der er i det synaptiske rum. Disse er kendt som postsynaptiske receptorer, og når de aktiveres, får de ionkanaler til at åbne..

Illustration af kemisk synaps. Når nok natriumkanaler åbnes, depolariserer den postsynaptiske celle, og handlingspotentialet fortsætter gennem neuronen.

Når disse kanaler åbnes, kommer visse stoffer ind i neuronen og forårsager et postsynaptisk potentiale. Dette kan have exciterende eller hæmmende virkninger på cellen afhængigt af den type ionkanal, der er blevet åbnet.

Normalt forekommer exciterende postsynaptiske potentialer, når natrium kommer ind i nervecellen. Mens inhibitorerne produceres ved udgang af kalium eller indtrængen af ​​klor.

Indtræden af ​​calcium i neuronen forårsager exciterende postsynaptiske potentialer, selvom det også aktiverer specialiserede enzymer, der producerer fysiologiske ændringer i denne celle. For eksempel udløser det forskydning af synaptiske vesikler og frigivelse af neurotransmittere.

Det letter også strukturelle ændringer i neuronen efter læring..

Synapsafslutning

Postsynaptiske potentialer er normalt meget korte og afsluttes gennem specielle mekanismer.

En af dem er inaktivering af acetylcholin af et enzym kaldet acetylcholinesterase. Neurotransmittermolekyler fjernes fra det synaptiske rum ved genoptagelse eller genabsorberes af transportører, der er i den presynaptiske membran.

Således har både presynaptiske og postsynaptiske neuroner receptorer, der fanger tilstedeværelsen af ​​kemikalier omkring dem..

Der er presynaptiske receptorer kaldet autoreceptorer, der styrer mængden af ​​neurotransmitter frigivet eller syntetiseret af neuronen.

Synapse-typer

Elektriske synapser

Illustration af en elektrisk synaps. Handlingspotentiale værdsættes

I dem finder en elektrisk neurotransmission sted. De to neuroner er fysisk forbundet gennem proteinstrukturer kendt som hulkryds..

Disse strukturer gør det muligt for ændringer i en neurons elektriske egenskaber at påvirke den anden direkte og omvendt. På denne måde ville de to neuroner fungere som om de var en..

Kemiske synapser

Skema for en kemisk synaps. Kilde: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)

Kemisk neurotransmission forekommer ved kemiske synapser. Pre- og postsynaptiske neuroner er adskilt af det synaptiske rum. Et handlingspotentiale i det presynaptiske neuron ville medføre frigivelse af neurotransmittere.

Disse når den synaptiske kløft og er tilgængelige for at udøve deres virkning på postsynaptiske neuroner.

Spændende synapser

Et eksempel på en exciterende neuronal synaps ville være tilbagetrækningsrefleksen, når vi udbrænder. En sensorisk neuron ville opdage det varme objekt, da det ville stimulere dets dendritter.

Denne neuron ville sende meddelelser gennem sin axon til dens terminal knapper, der er placeret i rygmarven. Terminalknapperne på det sensoriske neuron frigiver kemikalier, der er kendt som neurotransmittere, der vil begejstre den neuron, som den tilpasser sig med. Specifikt til en internuron (den, der formidler mellem sensoriske og motoriske neuroner).

Dette ville få internuronen til at sende information langs sin axon. Til gengæld udskiller internuronets terminalknapper neurotransmittere, der ophidser motorneuronen..

Denne type neuron ville sende meddelelser langs sin axon, som fastgøres til en nerve for at nå målmusklen. Når neurotransmittere er frigivet af motorneuronens terminalknapper, trækker muskelcellerne sig sammen for at bevæge sig væk fra den varme genstand..

Hæmmende 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 at undgå at brænde dig selv, men de er noget tynde, og varmen begynder at overvinde dem. I stedet for at smide bakken på jorden, prøver du at modstå varmen lidt, indtil du lægger den på en overflade.

Vores krops tilbagetrækningsreaktion til en smertefuld stimulus ville have fået os til at give slip på objektet, alligevel har vi kontrolleret denne impuls. Hvordan produceres dette fænomen?

Varmen, der kommer fra bakken, opfattes, hvilket øger aktiviteten af ​​de exciterende synapser på motorneuronerne (som forklaret i det foregående afsnit). Denne spænding modvirkes dog af inhibering, der kommer fra en anden struktur: vores hjerne..

Det sender oplysninger, der indikerer, at hvis vi taber bakken, kan det være en total katastrofe. Derfor sendes beskeder til rygmarven, der forhindrer tilbagetrækningsrefleksen..

For at gøre dette når en axon fra en hjerneuron rygmarven, hvor dens terminale knapper synapser med en hæmmende internuron. Det udskiller en hæmmende neurotransmitter, der reducerer motorisk neuronaktivitet og blokerer tilbagetrækningsrefleksen..

Det er vigtigt, at dette kun er eksempler. Processerne er virkelig mere komplekse (især de hæmmende), hvor tusinder af neuroner er involveret i dem.

Klasser af synapser efter de steder, hvor de forekommer

- Axodendritiske synapser: i denne type forbinder terminalknappen til overfladen af ​​en dendrit. Eller med dendritiske rygsøjler, som er små fremspring placeret på dendritterne i nogle typer neuroner.

- Axosomatiske synapser: i disse synkroniseres terminalknappen med somaen eller kernen i neuronen.

- Axoaxonic synapser: den terminale knap på den presynaptiske celle forbinder med axonen i den postsynaptiske celle. Denne type synaps fungerer forskelligt fra de to andre. Dens funktion er at reducere eller øge mængden af ​​neurotransmitter, der frigøres med terminalknappen. Det fremmer eller inhiberer således aktiviteten af ​​det presynaptiske neuron.

Dendrodendritiske synapser er også fundet, men deres nøjagtige rolle i neuronal kommunikation er i øjeblikket ikke kendt..

Stoffer frigivet ved neuronal synaps

Under neuronal kommunikation frigives ikke kun neurotransmittere såsom serotonin, acetylcholin, dopamin, noradrenalin osv. Andre kemikalier såsom neuromodulatorer kan også frigives.

Disse er så navngivne, fordi de modulerer aktiviteten af ​​mange neuroner i et bestemt område af hjernen. De udskilles i større mængde og rejser længere afstande og spreder sig bredere end neurotransmittere.

En anden type stof er hormoner. Disse frigives af celler i de endokrine kirtler, som er placeret i forskellige dele af kroppen såsom mave, tarm, nyrer og hjerne..

Hormoner frigives i den ekstracellulære væske (uden for cellerne) og optages derefter af kapillærer. De fordeles derefter gennem kroppen gennem blodbanen. Disse stoffer kan binde sig til neuroner, der har specielle receptorer til at tage dem op..

Således kan hormoner påvirke adfærd og ændre aktiviteten af ​​de neuroner, der modtager dem. For eksempel ser testosteron ud til at øge aggressiviteten hos de fleste pattedyr..

Referencer

  1. Carlson, N.R. (2006). Adfærdsfysiologi 8. udgave Madrid: Pearson. s: 32-68.
  2. Cowan, W. M., Südhof, T. & Stevens, C. F. (2001). Synapser. Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
  3. Elektrisk synaps. (s.f.). Hentet den 28. februar 2017 fra Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
  4. Stufflebeam, R. (s.f.). Neuroner, synapser, handlingspotentialer og neurotransmission. Hentet den 28. februar 2017 fra CCSI: mind.ilstu.edu.
  5. Nicholls, J. G., Martín, A R., Fuchs, P. A og Wallace, B. G. (2001). Fra Neuron til Brain, 4. udgave. Sunderland, MA: Sinauer.
  6. Synapsen. (s.f.). Hentet den 28. februar 2017 fra University of Washington: faculty.washington.edu.

Endnu ingen kommentarer