NEURAALINEN SYNAPSE: RAKENNE, TYYPIT JA MITEN SE TOIMII - GEOGRAFÍA - 2025

Hermosolujen synapsi koostuu unionin päätelaitteen painikkeet kahden neuronien, jotta siirrettävän tiedon. Tässä yhteydessä neuroni lähettää viestin, kun taas toinen osa vastaanottaa sen.

Siten kommunikaatio tapahtuu yleensä yhteen suuntaan: neuronin tai solun päätepainikkeesta toisen solun kalvoon, vaikka on totta, että on joitain poikkeuksia. Yksi neuroni voi vastaanottaa tietoa satoista neuroneista.

Neuron osat. Lähde: Julia Anavel maalattu Cordova / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Jokainen yksittäinen hermosolu vastaanottaa tietoja muiden hermosolujen päätepainikkeista ja viimeksi mainittujen nappipainikkeet vuorostaan ​​synapsisevat muiden neuronien kanssa.

Pääkäsitteet

Päätepainike määritellään pieneksi paksunteeksi aksonin päässä, joka lähettää tietoja synapsille. Aksoni on eräänlainen pitkänomainen ja ohut "lanka", joka kuljettaa viestejä neuronin ytimestä päätepainikkeeseensa.

Hermosolujen päätepainikkeet voivat synapsisoitua soman tai dendriittien kalvon kanssa.

Kaavio neuronista

Soma tai solurunko sisältää neuronin ytimen; Siinä on mekanismeja, jotka mahdollistavat solun ylläpidon. Sen sijaan dendriitit ovat neuronin puumaisia ​​oksia, jotka alkavat somasta.

Kun toimintapotentiaali kulkee neuronin aksonin läpi, päätepainikkeet vapauttavat kemikaaleja. Näillä aineilla voi olla herättäviä tai estäviä vaikutuksia neuroneihin, joihin ne yhdistyvät. Koko prosessin lopussa näiden synapsien vaikutukset synnyttävät käyttäytymistämme.

Toimintapotentiaali on viestintäprosessien tuote hermossa. Siinä on joukko muutoksia aksonikalvossa, jotka aiheuttavat kemiallisten aineiden tai välittäjäaineiden vapautumisen.

Neuronit vaihtavat välittäjäaineita synapsissaan keinona lähettää tietoja toisilleen.

Neuronaalisen synapsin rakenne

Synaptinen tartuntaprosessi neuroneissa

Neuronit kommunikoivat synapsien kautta, ja viestit välitetään välittäjäaineiden vapautumisen kautta. Nämä kemikaalit diffundoituvat nestetilaan päätepainikkeiden ja synapsia muodostavien kalvojen välillä.

Presynaptinen neruone

Neuronia, joka vapauttaa välittäjäaineita terminaalipainikkeensa kautta, kutsutaan presynaptiseksi neuroniksi. Vaikka se, joka vastaanottaa tietoja, on postsynaptinen neuroni.

Presynaptinen neuroni (yläosa) ja postsynaptinen neuroni (alaosa). Presynaptinen tila on näiden kahden välillä

Kun jälkimmäinen vangitsee välittäjäaineet, syntyy ns. Synaptisia potentiaaleja. Toisin sanoen, ne ovat muutoksia postsynaptisen neuronin membraanipotentiaalissa.

Kommunikoidakseen solujen on eritettävä kemikaaleja (välittäjäaineita), jotka havaitsevat erikoistuneet reseptorit. Nämä reseptorit koostuvat erikoistuneista proteiinimolekyyleistä.

Nämä ilmiöt erotetaan yksinkertaisesti aineesta vapauttavan neuronin ja sitä vangitsevien reseptoreiden välisellä etäisyydellä.

Postsynaptinen neuroni

Presynaptisen neuronin päätepainikkeet vapauttavat siis välittäjäaineet ja ne havaitaan reseptoreiden kautta, jotka sijaitsevat postsynaptisen neuronin kalvolla. Molempien neuronien on sijaittava välittömässä läheisyydessä, jotta tämä tartunta tapahtuu.

Synaptinen tila

Kemiallisia synapsia tekevät neuronit, toisin kuin voidaan kuitenkin ajatella, eivät kuitenkaan fyysisesti liity. Itse asiassa niiden välillä on tila, joka tunnetaan nimellä synaptinen tila tai synaptinen rako.

Tämä tila näyttää vaihtelevan synapsista synapsiin, mutta on yleensä noin 20 nanometriä leveä. Synaptisessa halkeamassa on filamenttiverkko, joka pitää esi- ja postsynaptiset neuronit kohdissa.

Toimintapotentiaali

A. Kaaviokuva ihanteellisesta toimintapotentiaalista. B. Todellinen ennuste toimintapotentiaalista. Lähde: fi: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Jotta tietojen vaihto tapahtuisi kahden hermosolun tai hermosynapsien välillä, toimintapotentiaalin on ensin tapahduttava.

Tämä ilmiö tapahtuu hermossa, joka lähettää signaalit. Tämän kennon kalvolla on sähkövaraus. Todellisuudessa kehomme kaikkien solujen membraanit ovat sähköisesti varautuneita, mutta vain aksonit voivat laukaista toimintapotentiaalit.

Eroa neuronin sisällä ja ulkopuolella olevan sähköpotentiaalin välillä kutsutaan membraanipotentiaaliksi.

Näitä neuronin sisä- ja ulkopuolen välisiä sähköisiä muutoksia välittävät olemassa olevat ionipitoisuudet, kuten natrium ja kalium.

Kun kalvopotentiaali kääntyy nopeasti, tapahtuu toimintapotentiaali. Se koostuu lyhyestä sähköisestä impulssista, jonka aksoni johtaa neuronin somasta tai ytimestä päätepainikkeisiin.

On lisättävä, että kalvopotentiaalin on ylitettävä tietty virityskynnys toimintapotentiaalin esiintymiseksi. Tämä sähköinen impulssi muunnetaan kemiallisiksi signaaleiksi, jotka vapautetaan päätepainikkeen kautta.

Kuinka synaps toimii?

Moninapainen hermosolu. Lähde: BruceBlaus

Neuronit sisältävät synaptisiin vesikkeleiksi kutsuttuja säkkejä, jotka voivat olla suuria tai pieniä. Kaikissa päätepainikkeissa on pieniä rakkuloita, jotka sisältävät välittäjäainemolekyylejä niiden sisällä.

Vesikkelit tuotetaan somassa sijaitsevassa mekanismissa, nimeltään Golgi-laite. Sitten ne kuljetetaan lähellä päätepainiketta. Niitä voidaan kuitenkin tuottaa myös päätepainikkeella "kierrätetyn" materiaalin kanssa.

Kun toimintapotentiaali lähetetään aksonia pitkin, tapahtuu presynaptisen solun depolarisaatio (viritys). Seurauksena on, että neuronin kalsiumkanavat avautuvat, jolloin kalsiumionit pääsevät siihen.

Toimintapotentiaalin saapumisen jälkeen presynaptinen neuroni depolarisoituu ja kalsiumkanavat avautuvat menemällä ioneihin

Nämä ionit sitoutuvat molekyyleihin synaptisten rakkuloiden kalvoilla, jotka ovat päätepainikkeessa. Mainittu kalvo rikkoutuu sulautuen päätepainikkeen kalvoon. Tämä tuottaa välittäjäaineen vapautumisen synaptiseen tilaan.

Solun sytoplasma vangitsee jäljellä olevat kalvopalat ja kuljettaa ne säiliöihin. Siellä ne kierrätetään luomalla heidän kanssaan uusia synaptisia rakkuloita.

Neurotransmitterien vapauttaminen presynaptisesta neuronista ja sitoutuminen postsynaptisen neuronin reseptoreihin

Postensynaptisessa neuronissa on reseptoreita, jotka vangitsevat aineita, jotka ovat synaptisessa tilassa. Näitä kutsutaan postsynaptisiksi reseptoreiksi ja aktivoituneina ne aiheuttavat ionikanavien avautumisen.

Kuva kemiallisesta synapsista. Kun riittävästi natriumkanavia avataan, postsynaptinen solu depolarisoituu ja toimintapotentiaali jatkuu neuronin läpi.

Kun nämä kanavat avautuvat, tietyt aineet tulevat hermostoon, aiheuttaen postsynaptisen potentiaalin. Tällä voi olla herättäviä tai estäviä vaikutuksia soluun avautuneen ionikanavan tyypistä riippuen.

Normaalisti viritystyyppiset synaptiset potentiaalit esiintyvät, kun natrium tunkeutuu hermosoluun. Vaikka inhibiittoreita tuotetaan kaliumin poistumisen tai kloorin kulkeutumisen kautta.

Kalsiumin pääsy neuroniin aiheuttaa virittäviä postsynaptisia potentiaaleja, vaikka se myös aktivoi erikoistuneita entsyymejä, jotka tuottavat fysiologisia muutoksia tässä solussa. Esimerkiksi, se laukaisee synaptisten rakkuloiden siirtymisen ja välittäjäaineiden vapautumisen.

Se myös helpottaa neuronin rakennemuutoksia oppimisen jälkeen.

Synapsin valmistuminen

Postsynaptiset potentiaalit ovat yleensä hyvin lyhyitä ja päättyvät erityisten mekanismien avulla.

Yksi niistä on asetyylikoliinin inaktivointi asetyylikoliiniesteraasi-nimisen entsyymin avulla. Neurotransmitterimolekyylit poistetaan synaptisesta tilasta ottamalla takaisin tai absorboimalla presynaptisella kalvolla olevat kuljettajat.

Siksi sekä presynaptisissa että postsynaptisissa neuroneissa on reseptoreita, jotka vangitsevat kemikaalien läsnäolon heidän ympärillään.

On presynaptisia reseptoreita, joita kutsutaan autoreseptoreiksi, jotka säätelevät välittäjän välittäjän määrää, jonka hermosto vapauttaa tai syntetisoi.

Synapsityypit

Sähkösynapsit

Kuva sähköisestä synapsista. Toimintapotentiaalia arvostetaan

Heissä tapahtuu sähköinen neurotransmissio. Nämä kaksi hermostoa on fyysisesti kytketty proteiinirakenteiden kautta, joita kutsutaan "aukkojen liitoskohtiksi" tai rakojen liitoskohtiksi.

Nämä rakenteet sallivat muutokset yhden neuronin sähköisissä ominaisuuksissa vaikuttaa suoraan toiseen ja päinvastoin. Tällä tavalla kaksi neuronia toimisi ikään kuin ne olisivat yksi.

Kemialliset synapsit

Kaavio kemiallisesta synapsista. Lähde: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)

Kemiallinen hermostonsiirto tapahtuu kemiallisissa synapsissa. Pre- ja postsynaptic-neuronit erotetaan synaptisella tilalla. Presynaptisen neuronin toimintapotentiaali aiheuttaisi välittäjäaineiden vapautumisen.

Ne saavuttavat synaptisen halkeaman ja ovat käytettävissä antamaan vaikutuksensa postsynaptisiin neuroneihin.

Ärsyttävät synapsit

Esimerkki herättävästä hermosolujen synapsista olisi vetäytymisrefleksi, kun palaamme. Aistineuroni havaitsisi kuuman kohteen, koska se stimuloisi sen dendriittejä.

Tämä neuroni lähettäisi viestejä aksoninsa kautta päätepainikkeisiinsa, jotka sijaitsevat selkäytimessä. Aistineuron päätepainikkeet vapauttaisivat välittäjäaineiksi kutsuttuja kemikaaleja, jotka herättävät hermoa, jonka kanssa se synaptia. Erityisesti interneuronille (joka välittää aistien ja motoristen hermosolujen välillä).

Tämä aiheuttaisi interneturonin lähettävän tietoja akseliaan pitkin. Interneturonin napinupit puolestaan ​​erittävät välittäjäaineita, jotka virittävät motorista neuronia.

Tämäntyyppinen hermosolu lähettäisi viestejä pitkin akseliaan, joka kiinnittyy hermoon tavoittaakseen lihaskohteen. Kun välittäjäaineet on vapautettu moottorineuron päätepainikkeista, lihassolut supistuvat siirtyäkseen pois kuumasta esineestä.

Estävät synapsit

Tämän tyyppinen synapse on hieman monimutkaisempi. Se annetaan seuraavassa esimerkissä: Kuvittele, että otat erittäin kuuman astian uunista. Käytät lapasia, jotta et poltaisi itseäsi, mutta ne ovat kuitenkin jonkin verran ohuita ja lämpö alkaa voittaa ne. Sen sijaan, että pudottaisit lokeron lattialle, yrität kestää vähän lämpöä, kunnes laitat sen pinnalle.

Kehomme vetäytymisreaktio tuskalliseen ärsykkeeseen olisi saanut meidät päästämään esineen irti, vaikka olisimmekin hallinneet tätä impulssia. Kuinka tämä ilmiö syntyy?

Alustalta tuleva lämpö havaitaan lisäävän moottorineuroneihin herättävien synapsien aktiivisuutta (kuten edellisessä osassa selitettiin). Tätä jännitystä torjuu kuitenkin esto, joka tulee toisesta rakenteesta: aivoistamme.

Se lähettää tietoja siitä, että jos pudotamme tarjotin, se voi olla täydellinen katastrofi. Siksi selkäytimeen lähetetään viestejä, jotka estävät vieroitusrefleksin.

Tätä varten aivojen neuronin aksoni saavuttaa selkäytimen, missä sen nappipaidat synapsoivat estävän interneuronin kanssa. Se erittää estävän välittäjän, joka vähentää motorisen neuronin aktiivisuutta ja estää vetäytymisrefleksin.

Tärkeää on, että nämä ovat vain esimerkkejä. Prosessit ovat todella monimutkaisempia (etenkin estäviä), ja niihin osallistuu tuhansia neuroneja.

Synapse-luokat niiden esiintymispaikkojen mukaan

- Aksodendriittiset synapsit: tämän tyyppisessä päätepainike yhdistyy dendriitin pintaan. Tai dendriittisillä piikillä, jotka ovat pieniä ulkonemia, jotka sijaitsevat tietyntyyppisten neuronien dendriiteissä.

- Aksosomaattiset synapsit: näissä päätepainike synapsoi neuronin soman tai ytimen kanssa.

- Aksoaksoniset synapsit: presynaptisen solun päätepainike yhdistyy postsynaptisen solun aksoniin. Tämäntyyppiset synapsit toimivat eri tavalla kuin kaksi muuta. Sen tehtävänä on vähentää tai lisätä päätepainikkeen vapauttaman välittäjäaineen määrää. Siksi se edistää tai estää presynaptisen neuronin toimintaa.

Dendrodendriittisiä synapsia on myös löydetty, mutta niiden tarkkaa roolia hermosolujen kommunikoinnissa ei tunneta tällä hetkellä.

Aineet, jotka vapautuvat hermosolujen synapsista

1. Carlson, NR (2006). Käyttäytymisen fysiologia 8. painos. Madrid: Pearson. s. 32 - 68.
2. Cowan, WM, Südhof, T. & Stevens, CF (2001). Synapsien. Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
3. Sähköinen synapsi. (SF). Haettu 28. helmikuuta 2017, Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (toinen). Neuronit, synapsit, toimintapotentiaalit ja neurotransmissio. Haettu 28. helmikuuta 2017, CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, JG, Martín, R., Fuchs, P. A., ja Wallace, BG (2001). Neuronista Brainiin, 4. painos. Sunderland, MA: Sinauer.
6. Synapse. (SF). Haettu 28. helmikuuta 2017 Washingtonin yliopistosta: faculty.washington.edu.