Neuronální synapse struktura, typy a jak to funguje

neuronální synapse sestává ze spojení terminálových tlačítek dvou neuronů s cílem přenášet informace. Slovo synapse pochází z řečtiny sunaptein, což znamená „shromáždit“.

Na synapse posílá zprávu neuron, zatímco druhá část ji přijímá. Komunikace obvykle probíhá v jednom směru: od terminálního tlačítka jednoho neuronu nebo buňky k membráně druhé buňky. I když je pravda, že existují výjimky.

Každý jednotlivý neuron přijímá informace z terminálních tlačítek jiných nervových buněk. A na oplátku terminální tlačítka těchto synapse s jinými neurony.

Koncové tlačítko je definováno jako malé zahuštění na konci axonu, které posílá informace na synapse. Zatímco axon je druh prodlouženého a tenkého "kabelu", který přenáší zprávy z jádra neuronu do jeho koncového tlačítka.

Jediný neuron může přijímat informace ze stovek neuronů a každý z nich může s ním vytvořit velké množství synapsí.

Terminální tlačítka nervových buněk se mohou synchronizovat s membránou somy nebo dendritů.

Tělo soma nebo buňky obsahuje jádro neuronu. Má mechanismy, které umožňují udržovat buňku. Naopak dendrity jsou větve neuronu podobné stromu, který začíná od soma.

Když akční potenciál prochází axonem neuronu, terminální tlačítka uvolňují chemikálie. Tyto látky mohou mít excitační nebo inhibiční účinky na neurony, se kterými jsou spojeny. Na konci celého procesu vyvolávají účinky těchto synapsí naše chování.

Akční potenciál je produktem komunikačních procesů uvnitř neuronu. V něm existuje řada změn v membráně axonů, které způsobují uvolňování chemikálií nebo neurotransmiterů.

Neurony si na svých synapsech vyměňují neurotransmitery za způsob, jak vzájemně posílat informace.

Vzrušující synapsy

Příkladem excitačních neuronálních synapsí by byl odrazový reflex, když spálíme. Smyslový neuron by detekoval horký předmět, protože by stimuloval jeho dendrity.

Tento neuron by posílal zprávy přes jeho axon k jeho terminálním tlačítkům, umístil v míše. Terminální tlačítka senzorického neuronu by uvolnila chemikálie známé jako neurotransmitery, které by excitovaly neuron, se kterým synapse.

Zejména interneuron (který zprostředkovává smyslové a motorické neurony). To by způsobilo, že interneuron bude posílat informace podél svého axonu. Terminální tlačítka interneuronu pak vylučují neurotransmitery, které excitují motorický neuron.

Tento typ neuronu by posílal zprávy podél jeho axonu, který spojí nerv dosáhnout cílového svalu. Jakmile jsou neurotransmitery uvolněny terminálními tlačítky motorického neuronu, svalové buňky se stahují, aby se odklonily od horkého objektu..

Inhibiční synapsy

Tento typ synapse je poněkud složitější. Bylo by uvedeno v následujícím příkladu: představte si, že vytáhnete z trouby velmi horký zásobník. Nosíte palčáky, abyste se nespalili, jsou však tenké a teplo je začíná překračovat. Namísto vyhození zásobníku na zem se pokuste trochu podpořit teplo, dokud ho nenecháte na povrchu.

Odezva reakce našeho organismu před bolestivým podnětem by nás donutila uvolnit objekt, i tak jsme tento impuls kontrolovali. Jak k tomuto jevu dochází?

Teplo přicházející ze zásobníku je vnímáno, což zvyšuje aktivitu excitačních synapsí na motorických neuronech (jak je vysvětleno v předchozí části). Proti tomuto vzrušení však působí inhibice, která pochází z jiné struktury: našeho mozku.

To posílá informace, které naznačují, že pokud odložíme zásobník, může to být totální katastrofa. Proto jsou zprávy odesílány do míchy, které zabraňují reflexu odběru.

Za tímto účelem axon neuronu mozku dosáhne míše, kde se jeho terminální tlačítka synchronizují s inhibičním interneuronem. To vylučuje inhibiční neurotransmiter, který snižuje aktivitu motorického neuronu, blokuje abstinenční reflex.

Je důležité poznamenat, že se jedná pouze o příklady. Tyto procesy jsou skutečně složitější (zejména ty, které inhibují) a mají v sobě tisíce neuronů.

Akční potenciál

Aby existovala výměna informací mezi dvěma neurony nebo neuronálními synapsemi, musí být nejprve akční potenciál.

K tomuto jevu dochází v neuronu, který vysílá signály. Membrána této buňky má elektrický náboj. Membrány všech buněk v našem těle mají elektrický náboj, ale pouze axony mohou způsobit akční potenciál.

Rozdíl mezi elektrickým potenciálem uvnitř neuronu a vnějškem se nazývá membránový potenciál.

Tyto elektrické změny mezi vnitřkem a vnějškem neuronu jsou zprostředkovány existujícími koncentracemi iontů, jako je sodík a draslík.

Když dojde k velmi rychlé inverzi membránového potenciálu, vzniká akční potenciál. Skládá se z krátkého elektrického impulsu, který axon vede ze soma nebo jádra neuronu ke koncovým tlačítkům.

Je třeba dodat, že membránový potenciál musí překročit určitou hranici excitace pro vznik akčního potenciálu. Tento elektrický impuls je převeden na chemické signály, které jsou uvolňovány přes terminálové tlačítko.

Struktura neuronální synapse

Neurony komunikují přes synapsy a zprávy jsou přenášeny uvolňováním neurotransmiterů.

Tyto chemikálie difundují do kapalného prostoru mezi terminálovými tlačítky a membránami, které tvoří synapsy.

Neuron, který uvolňuje neurotransmitery přes své koncové tlačítko, se nazývá presynaptický neuron. Zatímco ten, kdo přijímá informace, je postsynaptický neuron.

Když tato zachycuje neurotransmitery, vznikají tzv. Synaptické potenciály. To znamená, že se jedná o změny v membránovém potenciálu postsynaptického neuronu.

Pro komunikaci musí buňky vylučovat chemikálie (neurotransmitery), které jsou detekovány specializovanými receptory. Tyto receptory se skládají ze specializovaných proteinových molekul.

Tyto jevy jsou jednoduše rozlišeny vzdáleností mezi neuronem, který uvolňuje látku a receptory, které ji zachycují.

Tak jsou neurotransmitery uvolňovány terminálními tlačítky presynaptického neuronu a jsou detekovány prostřednictvím receptorů umístěných v membráně postsynaptického neuronu. Oba neurony musí být umístěny v těsné blízkosti, aby se tento přenos objevil.

Nicméně, na rozdíl od čeho může být myšlenka, neurons, které dělají chemické synapses fyzicky nespojí. Ve skutečnosti je mezi nimi prostor známý jako synaptický prostor nebo synaptická štěrbina.

Zdá se, že tento prostor se liší od jedné synapse k druhé, ale obecně je široký asi 20 nanometrů. V synaptické štěrbině je síť vláken, která udržuje před a postsynaptické neurony zarovnané.

Neurotransmise

Neurotransmise nebo synaptický přenos je komunikace mezi dvěma neurony kvůli výměně chemikálií nebo elektrických signálů přes synapsy.

Elektrické synapsy

V nich je elektrická neurotransmise. Dva neurony jsou fyzicky spojeny prostřednictvím proteinových struktur známých jako "mezerové spoje" nebo spojení ve štěrbině.

Tyto struktury umožňují, aby změny v elektrických vlastnostech jednoho neuronu měly přímý vliv na druhé a naopak. Tímto způsobem by oba neurony fungovaly, jako by byly jedno.

Chemické synapsy

V těchto případech dochází k chemické neurotransmisi. Pre a postsynaptické neurony jsou odděleny synaptickým prostorem. Akční potenciál v presynaptickém neuronu by vyvolal uvolnění neurotransmiterů.

Tito přijdou k synaptic rozštěp, být dostupný vyvinout jejich účinky na postsynaptic neurons.

Látky uvolňované na neuronální synapse

Během neuronální komunikace jsou uvolňovány nejen neurotransmitery, jako je serotonin, acetylcholin, dopamin, noradrenalin atd. Mohou být také uvolněny jiné chemikálie, například neuromodulátory.

Ty se nazývají proto, že modulují aktivitu mnoha neuronů v určité oblasti mozku. Segregují se ve větším množství a cestují delší vzdálenosti, šíří se více než neurotransmitery.

Dalším typem látek jsou hormony. Ty jsou uvolňovány buňkami žláz s vnitřní sekrecí, které se nacházejí v různých částech těla, jako jsou žaludek, střeva, ledviny a mozek..

Hormony se uvolňují do extracelulární tekutiny (mimo buňky) a následně se zachycují kapilárami. Pak jsou distribuovány po celém těle krevním oběhem. Tyto látky se mohou vázat na neurony, které mají speciální receptory k jejich zachycení.

Hormony tak mohou ovlivnit chování a změnit aktivitu neuronů, které je přijímají. Například se zdá, že testosteron zvyšuje agresi u většiny savců.

Typy neuronálních synapsí

Neurální synapsy lze rozdělit do tří typů podle míst, kde se vyskytují.

- Axodendritické synapsy: v tomto typu se terminálové tlačítko připojuje k povrchu dendritu. Nebo, s dendritickými páteřemi, což jsou malé výčnělky umístěné na dendritech v některých typech neuronů.

- Axosomatické synapsy: v nich terminální synapta tlačítko se somou nebo jádrem neuronu.

- Axoaxonické synapsy: koncové tlačítko presynaptické buňky se spojuje s axonem postsynaptické buňky.

Tento typ synapse funguje jinak než ostatní dva. Jeho funkcí je snížit nebo posílit množství neurotransmiteru, který je uvolňován terminálovým tlačítkem. Podporuje nebo inhibuje aktivitu presynaptického neuronu.

Byly také nalezeny dendrodendritické synapsy, ale jejich přesná funkce v neuronální komunikaci není v současné době známa.

Jak dochází k synapse?

Neurony obsahují vaky nazývané synaptické vezikuly, které mohou být velké nebo malé. Všechna koncová tlačítka mají malé vesikuly, které v sobě nesou molekuly neurotransmiterů.

Vesikuly jsou produkovány v mechanismu umístěném v soma zvaném Golgiho aparát. Pak jsou transportovány v blízkosti terminálového tlačítka. Lze je však také vyrobit na svorkovnici pomocí „recyklovaného“ materiálu.

Když je posílán akční potenciál podél axonu, dochází k depolarizaci (excitaci) buňky. Výsledkem je otevření kalciových kanálů neuronu, které umožňují vstup vápníkových iontů.

Tyto ionty se váží na molekuly membrán synaptických váčků, které jsou v terminálním tlačítku. Uvedená membrána se rozbije a spojí s membránou terminálového tlačítka. To produkuje uvolnění neurotransmiteru do synaptického prostoru.

Cytoplazma buňky zachycuje zbývající kusy membrány a odvádí je do cisteren. Tam se s nimi recyklují a vytvářejí nové synaptické váčky.

Postsynaptický neuron má receptory, které zachycují látky, které jsou v synaptickém prostoru. Tito jsou známí jako postsynaptic receptory, a když oni jsou aktivováni, oni produkují otevření iontových kanálů.

Když se tyto kanály otevřou, určité látky vstupují do neuronu a způsobují postsynaptický potenciál. To může mít excitační nebo inhibiční účinky na buňku v závislosti na typu otevřeného iontového kanálu.

Normálně, excitační postsynaptic potenciály nastanou když sodík vstoupí do nervové buňky. Zatímco inhibitory jsou produkovány výstupem draslíku nebo vstupem chloru.

Vstup vápníku do neuronu způsobuje postsynaptické excitační potenciály, i když také aktivuje specializované enzymy, které produkují fyziologické změny v této buňce. Spouští například posun synaptických váčků a uvolňování neurotransmiterů.

To také usnadňuje strukturální změny v neuronu po učení.

Dokončení synapse

Postsynaptické potenciály jsou obvykle velmi stručné a končí prostřednictvím speciálních mechanismů.

Jedním z nich je inaktivace acetylcholinu enzymem acetylcholinesteráza. Molekuly neurotransmiterů jsou odstraněny ze synaptického prostoru opětovným zachycením nebo reabsorbováním transportéry, které jsou v presynaptické membráně..

Tak, jak presynaptic tak postsynaptic neurons mají receptory, které zachytí přítomnost chemických látek kolem nich.

Existují presynaptické receptory zvané autoreceptory, které řídí množství neurotransmiteru, který uvolňuje nebo syntetizuje neuron.

Odkazy

1. Carlson, N.R. (2006). Fyziologie chování 8. Ed Madrid: Pearson. str. 32-68.
2. Cowan, W. M., Südhof, T. & Stevens, C. F. (2001). Synapse Baltirnore, MD: Johns Hopkins univerzitní tisk.
3. Elektrická synapse (s.f.). Získáno 28. února 2017, z Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (s.f.). Neurony, synapsy, akční potenciály a neurotransmise. Získáno dne 28. února 2017, od CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, J.G., Martin, A.R., Fuchs, P.A., & Wallace, B.G. (2001). Od Neuron po Brain, 4. vydání. Sunderland, MA: Sinauer.
6. Synapse. (s.f.). Získáno 28. února 2017, z University of Washington: faculty.washington.edu.