NEURALSYNAPSE: STRUKTUR, TYPER OCH HUR DET FUNGERAR - GEOGRAFÍA - 2025

Den neuronala synapsen består av föreningen av terminalknapparna för två nervceller för att överföra information. I detta sammanhang skickar en neuron meddelandet, medan en del av den andra tar emot det.

Således sker kommunikation vanligtvis i en riktning: från terminalknappen på en neuron eller cell till membranet i den andra cellen, även om det är sant att det finns några undantag. En enda neuron kan ta emot information från hundratals nervceller.

Delar av en neuron. Källa: Julia Anavel Painted Cordova / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Varje enskilt neuron får information från terminala knapparna i andra nervceller och terminalens knappar i sin tur synapser med andra nervceller.

Huvudkoncept

Terminalknappen definieras som en liten förtjockning i slutet av en axon, som skickar information till synapsen. Medan en axon är en typ av långsträckt och tunn "tråd" som bär meddelanden från nervkärnan till dess terminalknapp.

De terminala knapparna på nervcellerna kan synapse med membranet hos soma eller dendriter.

Schema för en neuron

Soma eller cellkroppen innehåller nervkärnan; Den har mekanismer som möjliggör underhåll av cellen. Istället är dendriter trädliknande grenar av neuron som börjar från soma.

När en handlingspotential rör sig genom en neurons axon, släpper terminalknapparna kemikalier. Dessa ämnen kan ha väckande eller hämmande effekter på neuronerna som de ansluter till. I slutet av hela processen ger effekterna av dessa synapser upphov till vårt beteende.

En handlingspotential är produkten av kommunikationsprocesser inom en neuron. I det finns en uppsättning förändringar i axonmembranet som orsakar frisättning av kemiska ämnen eller neurotransmittorer.

Neuroner byter neurotransmittorer vid sina synapser som ett sätt att skicka information till varandra.

Struktur för neuronal synapse

Synaptisk överföringsprocess i neuroner

Neuroner kommunicerar genom synapser, och meddelanden överförs genom frigörandet av neurotransmittorer. Dessa kemikalier diffunderar i vätskeutrymmet mellan terminalknapparna och membranen som skapar synapser.

Presynaptisk nerone

Neuronet som släpper neurotransmittorer via sin terminal knapp kallas en presynaptisk neuron. Medan den som tar emot informationen är den postsynaptiska nervcellen.

Presynaptisk neuron (överst) och postsynaptisk neuron (botten). Det presynaptiska utrymmet är mellan de två

När den senare fångar neurotransmittorer produceras så kallade synaptiska potentialer. Det vill säga de är förändringar i membranpotentialen för den postsynaptiska neuronen.

För att kommunicera måste celler utsöndra kemikalier (neurotransmittorer) som upptäcks av specialiserade receptorer. Dessa receptorer består av specialiserade proteinmolekyler.

Dessa fenomen differentieras helt enkelt av avståndet mellan neuronet som frisätter ämnet och receptorerna som fångar det.

Postsynaptisk neuron

Således frigörs neurotransmittorer av terminala knapparna på det presynaptiska neuronet och detekteras genom receptorer belägna på membranet för det postsynaptiska neuronet. Båda nervcellerna måste vara belägna i närheten för att denna överföring ska ske.

Synaptiskt utrymme

Till skillnad från vad man kan tänka, går neuroner som gör kemiska synapser inte fysiskt samman. I själva verket, mellan dem finns det ett utrymme som kallas synaptiskt utrymme eller synaptiskt spalt.

Det här utrymmet tycks variera från synapse till synapse, men är i allmänhet cirka 20 nanometer bredt. Det finns ett nätverk av filament i den synaptiska klyftan som håller pre- och postsynaptiska neuroner i linje.

Agerande potential

A. Schematisk bild av en idealisk handlingspotential. B. Verklig registrering av en handlingspotential. Källa: sv: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

För att ett informationsutbyte ska inträffa mellan två nervceller eller neuronala synapser, måste en handlingspotential först inträffa.

Detta fenomen inträffar i nervcellen som sänder signalerna. Membranet i denna cell har en elektrisk laddning. I verkligheten är membranen i alla celler i kroppen elektriskt laddade, men bara axoner kan utlösa handlingspotentialer.

Skillnaden mellan den elektriska potentialen inne i nervcellen och utsidan kallas membranpotentialen.

Dessa elektriska förändringar mellan neuronets insida och utsida förmedlas av befintliga jonkoncentrationer, såsom natrium och kalium.

När det är en mycket snabb reversering av membranpotentialen uppstår en handlingspotential. Den består av en kort elektrisk impuls, som axon leder från neuronets soma eller kärna till terminalknapparna.

Det bör tilläggas att membranpotentialen måste överskrida en viss excitationströskel för att handlingspotentialen ska inträffa. Denna elektriska impuls översätts till kemiska signaler som släpps via terminalknappen.

Hur fungerar en synapse?

Multipolär neuron. Källa: BruceBlaus

Neuroner innehåller säcken som kallas synaptiska vesiklar, som kan vara stora eller små. Alla terminalknappar har små vesiklar som innehåller neurotransmittermolekyler i sig.

Vesiklar produceras i en mekanism lokaliserad i soman som kallas Golgi-apparaten. De transporteras sedan nära terminalknappen. De kan emellertid också tillverkas på terminalknappen med "återvunnet" material.

När en handlingspotential skickas längs axon inträffar depolarisering (excitation) av den presynaptiska cellen. Som en konsekvens öppnas neuronens kalciumkanaler så att kalciumjoner kan komma in i den.

Efter ankomsten av handlingspotentialen depolariseras den presynaptiska neuronen och kalciumkanalerna öppnas och kommer in i jonerna

Dessa joner binder till molekyler på membranen i de synaptiska vesiklarna som finns på terminalknappen. Nämnda membran går sönder och smälter samman med terminalknappens membran. Detta producerar frisättningen av neurotransmitteren i det synaptiska utrymmet.

Cellens cytoplasma fångar de återstående membranstyckena och bär dem till cisternerna. Där återvinns de och skapar nya synaptiska vesiklar med dem.

Frigörande av neurotransmittorer från den presynaptiska neuronen och bindning till receptorer på den postsynaptiska neuronen

Det postsynaptiska neuronet har receptorer som fångar ämnen i det synaptiska utrymmet. Dessa är kända som postsynaptiska receptorer, och när de aktiveras får de jonkanalerna att öppnas.

Illustration av kemisk synapse. När tillräckligt med natriumkanaler öppnas depolariseras postsynapticcellen och handlingspotentialen fortsätter genom neuronet.

När dessa kanaler öppnas kommer vissa ämnen in i neuronet och orsakar en postsynaptisk potential. Detta kan ha exciterande eller hämmande effekter på cellen beroende på typen av jonkanal som har öppnats.

Normalt uppstår excitatoriska postsynaptiska potentialer när natrium tränger in i nervcellen. Medan hämmarna produceras genom utträde av kalium eller inträde av klor.

Införandet av kalcium i neuronen orsakar excitatoriska postsynaptiska potentialer, även om det också aktiverar specialiserade enzymer som producerar fysiologiska förändringar i denna cell. Till exempel utlöser det förflyttningen av synaptiska vesiklar och frisättningen av neurotransmittorer.

Det underlättar också strukturella förändringar i neuron efter inlärning.

Synapse slutförd

Postsynaptiska potentialer är normalt mycket korta och avslutas genom speciella mekanismer.

En av dem är inaktivering av acetylkolin av ett enzym som kallas acetylkolinesteras. Neurotransmittermolekyler avlägsnas från det synaptiska utrymmet genom återupptagning eller återabsorption av transportörer som finns på det presynaptiska membranet.

Således har både presynaptiska och postsynaptiska neuroner receptorer som fångar närvaron av kemikalier runt dem.

Det finns presynaptiska receptorer som kallas autoreceptorer som styr mängden neurotransmitter som neuron frigör eller syntetiserar.

Synapstyper

Elektriska synapser

Illustration av en elektrisk synapse. Handlingspotential uppskattas

I dem sker en elektrisk neurotransmission. De två nervcellerna är fysiskt förbundna genom proteinstrukturer kända som "gap-junctions" eller gap-junction.

Dessa strukturer tillåter förändringar i de elektriska egenskaperna hos en neuron för att direkt påverka den andra och vice versa. På detta sätt skulle de två neuronerna fungera som om de var en.

Kemiska synapser

Schema för en kemisk synapse. Källa: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)

Kemisk neurotransmission sker vid kemiska synapser. Pre- och postsynaptiska neuroner separeras av det synaptiska utrymmet. En handlingspotential i den presynaptiska neuronen skulle orsaka frisättning av neurotransmittorer.

Dessa når synaptiska klyftan och är tillgängliga för att utöva sina effekter på postsynaptiska nervceller.

Spännande synapser

Ett exempel på en excitatorisk neuronal synapse är tillbakadragningsreflexen när vi bränner ut. En sensorisk neuron skulle upptäcka det heta föremålet, eftersom det skulle stimulera dess dendriter.

Denna neuron skickade meddelanden genom sin axon till sina terminalknappar, belägna i ryggmärgen. Terminalknapparna på den sensoriska nerven frigör kemikalier kända som neurotransmittorer som skulle väcka neuronet som det synap med. Specifikt till en internuron (den som förmedlar mellan sensoriska och motoriska neuroner).

Detta skulle göra att internuron skickar information längs sin axon. I sin tur utsöndrar terminaluronknapparna på interneuron neurotransmittorer som väcker motorneuronet.

Denna typ av neuron skulle skicka meddelanden längs sin axon, som fäster vid en nerv för att nå målmuskulaturen. När neurotransmittorer frigörs från terminalknapparna på motorneuronet samverkar muskelcellerna för att röra sig bort från det heta föremålet.

Hämmande synapser

Den här typen av synapse är något mer komplicerad. Det skulle ges i följande exempel: föreställ dig att du tar ett mycket varmt bricka ur ugnen. Du bär vantar för att inte bränna dig själv, men de är något tunna och värmen börjar övervinna dem. Istället för att släppa brickan på golvet försöker du tåla värmen lite tills du lägger den på en yta.

Vår kropps tillbakadragande reaktion på en smärtsam stimulans skulle ha gjort att vi släppte objektet, trots det har vi kontrollerat denna impuls. Hur produceras detta fenomen?

Värmen som kommer från brickan uppfattas, vilket ökar aktiviteten för de excitatoriska synapserna på motorneuronerna (som förklarats i föregående avsnitt). Men denna spänning motverkas av hämning som kommer från en annan struktur: vår hjärna.

Det skickar information som indikerar att om vi tappar facket kan det vara en total katastrof. Därför skickas meddelanden till ryggmärgen som förhindrar uttagsreflex.

För att göra detta når en axon från en neuron i hjärnan ryggmärgen, där dess terminalknappar synapser med en hämmande internuron. Det utsöndrar en hämmande neurotransmitter som minskar aktiviteten hos den motoriska neuron, vilket blockerar uttagsreflexen.

Det är viktigt att det här är bara exempel. Processerna är verkligen mer komplexa (särskilt de hämmande), med tusentals neuroner involverade i dem.

Synapsklasser beroende på platser där de förekommer

- Axodendritiska synapser: i denna typ ansluts terminalknappen till ytan på en dendrit. Eller med dendritiska ryggar, som är små utsprång belägna på dendriterna i vissa typer av neuroner.

- Axosomatiska synapser: i dessa synkroniseras terminalknappen med neuronets soma eller kärna.

- Axoaxonic synapser : terminknappen på den presynaptiska cellen ansluts till den postsynaptiska cellens axon. Dessa typer av synapser fungerar annorlunda än de andra två. Dess funktion är att minska eller öka mängden neurotransmitter som släpps med terminalknappen. Således främjar eller hämmar det aktiviteten hos det presynaptiska neuronet.

Dendrodendritiska synapser har också hittats, men deras exakta roll i neuronal kommunikation är för närvarande inte känd.

Ämnen frisatta vid neuronal synapse

1. Carlson, NR (2006). Fysiologi för beteende 8: e Madrid: Pearson. sid: 32-68.
2. Cowan, WM, Südhof, T. & Stevens, CF (2001). Synapser. Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
3. Elektrisk synapse. (Sf). Hämtad 28 februari 2017 från Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (nd). Neuroner, synapser, handlingspotentialer och neurotransmission. Hämtad 28 februari 2017 från CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, JG, Martín, A R., Fuchs, P. A, & Wallace, BG (2001). Från Neuron till Brain, 4: e upplagan. Sunderland, MA: Sinauer.
6. Synapsen. (Sf). Hämtad 28 februari 2017 från University of Washington: fakultet.washington.edu.