NEVRONSKA SINAPSA: ZGRADBA, VRSTE IN KAKO DELUJE - GEOGRAFÍA - 2025

Nevronska sinapse sestavljen iz sindikata terminalnih gumbov dveh nevronov, da do informacij oddajanja. V zvezi s tem nevron pošlje sporočilo, medtem ko ga en del drugega prejme.

Tako komunikacija običajno poteka v eni smeri: od terminalnega gumba nevrona ali celice do membrane druge celice, čeprav je res, da obstajajo nekatere izjeme. Posamezen nevron lahko prejema informacije od več sto nevronov.

Deli nevrona. Vir: Julia Anavel Painted Cordova / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Vsak posamezen nevron prejema informacije od terminalnih gumbov drugih živčnih celic, terminalni gumbi slednjih pa se sinapsijo z drugimi nevroni.

Glavni pojmi

Zaključni gumb je opredeljen kot majhna zadebelitev na koncu aksona, ki pošilja informacije v sinago. Medtem ko je akson nekakšna podolgovata in tanka "žica", ki prenaša sporočila iz jedra nevrona do njegovega terminalnega gumba.

Končni gumbi živčnih celic lahko sinaptirajo z membrano soma ali dendriti.

Shema nevrona

Soma ali celično telo vsebuje jedro nevrona; Ima mehanizme, ki omogočajo vzdrževanje celice. Namesto tega so dendriti drevesne veje nevrona, ki se začnejo soma.

Ko akcijski potencial potuje po aksonu nevrona, končni gumbi sproščajo kemikalije. Te snovi imajo lahko vzdražilne ali zaviralne učinke na nevrone, s katerimi se povezujejo. Na koncu celotnega procesa učinki teh sinaps povzročajo naše vedenje.

Akcijski potencial je produkt komunikacijskih procesov znotraj nevrona. V njej je niz sprememb v membrani aksona, ki povzročajo sproščanje kemičnih snovi ali nevrotransmiterjev.

Nevroni si v svojih sinapsah izmenjujejo nevrotransmiterje kot način, da drug drugemu pošiljajo informacije.

Struktura nevronske sinapse

Proces sinaptičnega prenosa v nevronih

Nevroni komunicirajo prek sinaps, sporočila pa se prenašajo s sproščanjem nevrotransmiterjev. Te kemikalije se razpršijo v tekoči prostor med terminali in membranami, ki vzpostavljajo sinapse.

Presinaptični živon

Nevron, ki sprosti nevrotransmiterje preko svojega terminalnega gumba, se imenuje presinaptični nevron. Medtem ko je tisti, ki prejema informacije, je postsinaptični nevron.

Presinaptični nevron (zgoraj) in postsinaptični nevron (spodaj). Presinaptični prostor je med obema

Ko slednji zajame nevrotransmiterje, nastanejo tako imenovani sinaptični potenciali. To je sprememba membranskega potenciala postsinaptičnega nevrona.

Za komunikacijo morajo celice ločiti kemikalije (nevrotransmiterje), ki jih zaznajo specializirani receptorji. Ti receptorji so sestavljeni iz specializiranih molekul beljakovin.

Te pojave preprosto razlikujemo po razdalji med nevronom, ki sprošča snov, in receptorji, ki jo zajamejo.

Postsinaptični nevron

Tako se nevrotransmiterji sprostijo s končnimi gumbi presinaptičnega nevrona in se odkrijejo prek receptorjev, ki se nahajajo na membrani postsinaptičnega nevrona. Oba nevrona morata biti v neposredni bližini, da pride do tega prenosa.

Sinaptični prostor

Vendar pa se v nasprotju s tem, kar bi lahko mislili, nevroni, ki tvorijo kemične sinapse, fizično ne združijo. Pravzaprav je med njimi prostor, znan kot sinaptični prostor ali sinaptični razcep.

Zdi se, da se ta prostor razlikuje od sinapse do sinapse, vendar je na splošno širok približno 20 nanometrov. V sinaptični razcepu je mreža nitk, ki ohranja pred in postsinaptične nevrone poravnane.

Akcijski potencial

A. Shematičen pogled na idealen akcijski potencial. B. Realni zapis akcijskega potenciala. Vir: en: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Za izmenjavo informacij med dvema nevronoma ali nevronskimi sinapsami se mora najprej pojaviti akcijski potencial.

Ta pojav se pojavi v nevronu, ki pošilja signale. Membrana te celice ima električni naboj. V resnici so membrane vseh celic v našem telesu električno napolnjene, toda samo aksoni lahko sprožijo akcijske potenciale.

Razlika med električnim potencialom znotraj nevrona in zunaj se imenuje membranski potencial.

Te električne spremembe med zunanjim in zunanjim nevronom posredujejo obstoječe koncentracije ionov, kot sta natrij in kalij.

Kadar se membranski potencial zelo hitro obrne, nastopi akcijski potencial. Sestavljen je iz kratkega električnega impulza, ki ga akson vodi od soma ali jedra nevrona do terminalnih gumbov.

Dodati je treba, da mora membranski potencial preseči določen prag vzbujanja, da se lahko pojavi akcijski potencial. Ta električni impulz je preveden v kemijske signale, ki se sprostijo prek terminala.

Kako deluje sinapsija?

Multipolarni nevron Vir: BruceBlaus

Nevroni vsebujejo vrečke, imenovane sinaptične vezikule, ki so lahko velike ali majhne. Vsi končni gumbi imajo majhne vezikle, ki v sebi nosijo molekule nevrotransmiterja.

Vesilike nastajajo v mehanizmu, ki se nahaja v soma imenovanem Golgijev aparat. Nato se prevažajo blizu stikalnega gumba. Vendar pa jih je mogoče izdelati tudi na sponki s "recikliranim" materialom.

Ko se akcijski potencial pošlje vzdolž aksona, pride do depolarizacije (vzbujanja) presinaptične celice. Posledično se odprejo kalcijevi kanali nevrona, ki omogočajo vstop kalcijevih ionov vanj.

Po prihodu akcijskega potenciala se presinaptični nevro depolarizira in kalcijevi kanali se odprejo, vstopijo v ione

Ti ioni se vežejo na molekule na membranah sinaptičnih veziklov, ki so na terminalnem gumbu. Omenjena membrana se zlomi in se združi z membrano končnega gumba. To povzroči sproščanje nevrotransmiterja v sinaptični prostor.

Citoplazma celice zajame preostale koščke membrane in jih prenese do cistern. Tam jih reciklirajo in z njimi ustvarijo nove sinaptične vezikle.

Sprostitev nevrotransmiterjev iz presinaptičnega nevrona in vezava na receptorje na postsinaptični nevron

Postinaptični nevron ima receptorje, ki zajamejo snovi, ki so v sinaptičnem prostoru. Ti so znani kot postsinaptični receptorji in ko se aktivirajo, povzročijo odpiranje ionskih kanalov.

Ponazoritev kemične sinapse. Ko se odpre dovolj natrijevih kanalov, se postsinaptična celica depolarizira in akcijski potencial se nadaljuje skozi nevron.

Ko se ti kanali odprejo, nekatere snovi vstopijo v nevron, kar povzroči postsinaptični potencial. To lahko ima vzbujajoče ali zaviralne učinke na celico, odvisno od vrste ionskega kanala, ki je bil odprt.

Običajno se pojavijo ekscitatorni postsinaptični potenciali, ko natrij prodre v živčno celico. Medtem ko se inhibitorji proizvajajo z izlivom kalija ali vnosom klora.

Vnos kalcija v nevron povzroča ekscitatorne postsinaptične potenciale, čeprav aktivira tudi specializirane encime, ki v tej celici proizvajajo fiziološke spremembe. Na primer sproži premik sinaptičnih veziklov in sproščanje nevrotransmiterjev.

Olajša tudi strukturne spremembe nevrona po učenju.

Dokončanje sinapse

Postinaptični potenciali so običajno zelo kratki in se končajo s posebnimi mehanizmi.

Ena izmed njih je inaktivacija acetilholina z encimom, imenovanim acetilholinesteraza. Molekule nevrotransmiterja odstranjujejo iz sinaptičnega prostora s ponovnim zajemom ali reapsorpcijo s transporterji, ki so na presinaptični membrani.

Tako imajo tako presinaptični kot postinaptični nevroni receptorje, ki zajamejo prisotnost kemikalij okoli njih.

Obstajajo presinaptični receptorji, imenovani avtoreceptorji, ki nadzorujejo količino nevrotransmiterja, ki ga nevron sprosti ali sintetizira.

Vrste sinaps

Električne sinapse

Ponazoritev električne sinapse. Akcijski potencial je cenjen

V njih poteka električni nevrotransmisija. Dva nevrona sta fizično povezana prek beljakovinskih struktur, znanih kot "vrzeli vrzeli" ali vrzeli vrzeli.

Te strukture omogočajo, da spremembe električnih lastnosti enega nevrona neposredno vplivajo na drugega in obratno. Na ta način bi dva nevrona delovala, kot da bi bila ena.

Kemične sinapse

Shema kemične sinapse. Vir: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)

Kemična nevrotransmisija se pojavi pri kemičnih sinapsah. Pred in postsinaptični nevroni so ločeni s sinaptičnim prostorom. Akcijski potencial v presinaptičnem nevronu bi povzročil sproščanje nevrotransmiterjev.

Ti dosežejo sinaptično vrzel in so na voljo za izvajanje svojih učinkov na postsinaptične nevrone.

Navdušujoče sinapse

Primer vznemirljive nevronske sinapse je odtegnitveni refleks, ko izgorevamo. Čutni nevron bi zaznal vroči predmet, saj bi spodbudil njegove dendrite.

Ta nevron bi prek aksona sporočil sporočil do končnih gumbov, ki se nahajajo v hrbtenjači. Končni gumbi čutnega nevrona bi sproščali kemikalije, znane kot nevrotransmiterji, ki bi vzbudili nevron, s katerim se sinaptira. Natančneje do interneurona (tistega, ki posreduje med senzoričnimi in motoričnimi nevroni).

Zaradi tega bo interneuron pošiljal informacije po svojem aksonu. Končni gumbi internevrona ločijo nevrotransmiterje, ki vzbujajo motorični nevron.

Ta vrsta nevrona bi pošiljala sporočila vzdolž svojega aksona, ki se pritrdi na živec, da doseže ciljno mišico. Ko se nevrotransmiterji sprostijo s končnih gumbov motornega nevrona, se mišične celice sklenejo, da se odmaknejo od vročega predmeta.

Inhibicijske sinapse

Ta vrsta sinapse je nekoliko bolj zapletena. Podali bi ga v naslednjem primeru: predstavljajte si, da vzamete zelo vroč pladenj iz pečice. Nosite palčnike, da se ne opečete, vendar so nekoliko tanke in toplota jih začne premagati. Namesto, da pladenj spustite na tla, poskusite nekoliko vzdržati toploto, dokler ga ne postavite na površino.

Odvzemna reakcija našega telesa na boleč dražljaj bi nas spustila k predmetu, pa čeprav smo ta impulz nadzirali. Kako nastaja ta pojav?

Zaznava se toplota, ki prihaja iz pladnja in povečuje aktivnost vzbujevalnih sinaps na motoričnih nevronih (kot je razloženo v prejšnjem razdelku). Vendar to vznemirjenje preprečuje inhibicija, ki prihaja iz druge strukture: naših možganov.

Pošilja podatke, ki nakazujejo, da bi lahko, če spustimo pladenj, popolna katastrofa. Zato se hrbtenjači pošiljajo sporočila, ki preprečujejo odtegnitveni refleks.

Da bi to naredili, akson iz nevrona v možganih doseže hrbtenjačo, kjer njegovi terminalni gumbi sinaptirajo z zaviralnim interneuronom. Izlučuje zaviralni nevrotransmiter, ki zmanjša aktivnost motoričnega nevrona in blokira odtegnitveni refleks.

Pomembno je, da so to le primeri. Procesi so res bolj zapleteni (zlasti zaviralni), v njih pa je vključenih tisoč nevronov.

Sinasti razredi glede na kraje, kjer se pojavijo

- Axodendritske sinapse: pri tej vrsti se terminalni gumb poveže s površino dendrita. Ali z dendritičnimi bodicami, ki so majhni izrastki, ki se nahajajo na dendritih pri nekaterih vrstah nevronov.

- Aksosomatske sinapse: v njih se terminalni gumb sinaptira s soma ali jedrom nevrona.

- Aksoksaksonske sinapse : končni gumb presinaptične celice se poveže z aksonom postsinaptične celice. Te vrste sinaps delujejo drugače od drugih dveh. Njegova funkcija je zmanjšati ali povečati količino nevrotransmiterja, ki se sprosti s pomočjo terminala. Tako spodbuja ali zavira aktivnost presinaptičnega nevrona.

Najdene so tudi dendrodendritične sinapse, vendar njihova natančna vloga pri komunikaciji z nevroni trenutno ni znana.

Snovi, ki se sprostijo ob nevronski sinapsi

1. Carlson, NR (2006). Fiziologija vedenja 8. izd. Madrid: Pearson. pp: 32–68.
2. Cowan, WM, Südhof, T. & Stevens, CF (2001). Sinapse. Baltirnore, dr. Med.: Johns Hopkins University Press.
3. Električna sinapsa. (sf). Pridobljeno 28. februarja 2017 iz Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (drugo). Nevroni, sinapse, akcijski potenciali in nevrotransmisija. Pridobljeno 28. februarja 2017 iz CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, JG, Martín, A R., Fuchs, P. A, in Wallace, BG (2001). Od Neurona do možganov, 4. izd. Sunderland, MA: Sinauer.
6. Sinopsa. (sf). Pridobljeno 28. februarja 2017 z univerze v Washingtonu: fakulteta.washington.edu.