Neironu sinapses struktūra, veidi un tas, kā tā darbojas

The neironu sinapse sastāv no divu neironu gala pogas savienojuma ar mērķi nosūtīt informāciju. Vārds sinapse nāk no grieķu valodas sunaptein, kas nozīmē "savākt".

Sinapses laikā neirons nosūta ziņojumu, bet daļa no otra saņem to. Tādējādi komunikācija parasti notiek vienā virzienā: no viena neirona vai šūnas termināļa pogas līdz otras šūnas membrānai. Lai gan ir taisnība, ka pastāv daži izņēmumi.

Katrs neirons saņem informāciju no citu nervu šūnu gala pogām. Un, savukārt, gala pogas pēdējo sinapsē ar citiem neironiem.

Termināļa poga ir definēta kā maza sabiezēšana aksona beigās, kas nosūta informāciju sinapsē. Tā kā aksons ir sava veida garenisks un plāns "kabelis", kas pārraida ziņojumus no neirona kodola uz tā gala pogu.

Viens neirons var saņemt informāciju no simtiem neironu, un katrs no tiem var izveidot lielu sinapsju skaitu.

Nervu šūnu gala pogas var sinapsesēt ar somas vai dendritu membrānu.

Soma vai šūnu ķermenis satur neirona kodolu. Tajā ir mehānismi, kas ļauj saglabāt šūnu. Turpretī dendriti ir neirona filiāles, kas ir līdzīgas kokam, kas sākas no somas.

Ja darbības potenciāls ceļo caur neirona aksonu, termināla pogas atbrīvo ķimikālijas. Šīm vielām var būt ierosinošs vai inhibējošs efekts uz neironiem, ar kuriem tie ir saistīti. Visā procesa beigās šo sinapšu ietekme rada mūsu uzvedību.

Darbības potenciāls ir komunikācijas procesu rezultāts neironā. Tajā ir virkne izmaiņu axon membrānā, kas izraisa ķimikāliju vai neirotransmiteru izdalīšanos.

Neironi apmainās ar neirotransmiteriem pie sinapsēm kā veids, kā nosūtīt informāciju viens otram.

Aizraujošas sinapses

Eksitējošu neironu sinapšu piemērs būtu izņemšanas reflekss, kad mēs sadedzinām. Sensors neirons atklātu karsto objektu, jo tas stimulētu tā dendritus.

Šis neirons nosūtītu ziņojumus caur savu aksonu tās gala pogām, kas atrodas muguras smadzenēs. Sensora neirona termināla pogas atbrīvos ķimikālijas, kas pazīstamas kā neirotransmiteri, kas stimulētu neironu, ar kuru sinapsē.

Jo īpaši, interneuronam (kas mediē starp sensoriem un motoriem neironiem). Tas radītu interneuronu nosūtīt informāciju pa savu aksonu. Savukārt interneurona termināļa pogas izdalās ar neirotransmiteriem, kas satrauc motoro neironu.

Šāda veida neironi nosūtītu ziņojumus pa savu aksonu, kas savieno nervu, lai sasniegtu mērķa muskuļus. Kad neirotransmiteri tiek atbrīvoti no motora neirona termināļa pogām, muskuļu šūnu līgums pārtrauc pārvietoties no karstā objekta.

Aizkavējošās sinapses

Šāda veida sinapse ir nedaudz sarežģītāka. Tas būtu dots nākamajā piemērā: iedomājieties, ka no krāsns izņemat ļoti karstu paplāti. Jūs nēsājat dūraiņus, lai sevi neapdegtu, tomēr tie ir plāni un siltums sāk pārsniegt tos. Tā vietā, lai ievietotu paplāti uz zemes, mēģiniet atbalstīt siltumu mazliet, līdz jūs to atstājat uz virsmas.

Mūsu organisma izņemšanas reakcija pirms sāpīga stimula mums būtu atbrīvojusi šo objektu, pat ja mēs esam kontrolējuši šo impulsu. Kā notiek šī parādība?

Siltums, kas nāk no paplātes, tiek uztverts, palielinot eksitējošās sinapses aktivitāti uz motora neironiem (kā paskaidrots iepriekšējā sadaļā). Tomēr šo aizrautību novērš kavēšanās, kas nāk no citas struktūras: mūsu smadzenes.

Tas nosūta informāciju, kas norāda, ka, ja mēs nometam paplāti, tas varētu būt pilnīga katastrofa. Tāpēc ziņojumi tiek nosūtīti uz muguras smadzenēm, kas novērš atsaukšanas refleksu.

Šim nolūkam smadzeņu neironu aksons sasniedz muguras smadzenes, kur tā terminālis nospiež sinapsiju ar inhibējošu interneuronu. Tas izpaužas kā inhibējošs neirotransmiters, kas samazina motoro neironu aktivitāti, bloķējot izdalīšanās refleksu.

Ir svarīgi atzīmēt, ka tie ir tikai piemēri. Procesi ir patiešām sarežģītāki (jo īpaši tie, kas inhibē), un tajos ir iesaistīti tūkstoši neironu.

Rīcības potenciāls

Lai varētu notikt informācijas apmaiņa starp diviem neironiem vai neironu sinapsēm, vispirms ir jābūt rīcības potenciālam.

Šī parādība notiek neironā, kas nosūta signālus. Šīs šūnas membrānai ir elektriskā lādiņa. Faktiski visu mūsu ķermeņa šūnu membrānām ir elektriskā lādiņa, bet tikai aksoni var izraisīt darbības potenciālu.

Atšķirību starp elektrisko potenciālu neironā un ārpusē sauc par membrānas potenciālu.

Šīs elektriskās pārmaiņas starp neirona iekšpusi un ārpusi ir saistītas ar esošo jonu koncentrāciju, piemēram, nātriju un kāliju..

Kad notiek strauja membrānas potenciāla inversija, tiek radīts darbības potenciāls. Tas sastāv no īsa elektriskā impulsa, ko aksons noved no neirona somas vai kodola līdz gala pogām.

Jāpiebilst, ka membrānas potenciālam ir jābūt lielākam par noteiktu ierosmes slieksni, lai iedarbotos. Šis elektriskais impulss tiek pārvērsts ķīmiskos signālos, kas tiek izlaisti caur termināļa pogu.

Neironu sinapses struktūra

Neironi sazinās, izmantojot sinapses, un ziņojumi tiek pārraidīti caur neirotransmiteru atbrīvošanu.

Šīs ķimikālijas izkliedējas šķidruma telpā starp termināļa pogām un membrānām, kas veido sinapses.

Neironu, kas caur termināla pogu izlaiž neirotransmitētājus, sauc par presinaptu neironu. Lai gan informācija, kas saņem informāciju, ir postsinaptiskais neirons.

Kad pēdējais uztver neirotransmitorus, tiek radīti tā saucamie sinaptiskie potenciāli. Tas nozīmē, ka tie ir postinaptiskā neirona membrānas potenciāla izmaiņas.

Lai sazinātos, šūnām ir jāizdala ķīmiskās vielas (neirotransmiteri), ko atklāj specializēti receptori. Šie receptori sastāv no specializētām olbaltumvielu molekulām.

Šīs parādības vienkārši atšķiras no attāluma starp neironu, kas atbrīvo vielu, un receptoriem, kas to uztver.

Tādējādi neirotransmiteri tiek atbrīvoti no presinaptiskā neirona gala pogām un tiek atklāti ar receptoriem, kas atrodas postinaptiskā neirona membrānā. Abiem neironiem jāatrodas tuvā diapazonā, lai notiktu šī pārraide.

Tomēr, pretēji tam, ko var domāt, neironi, kas rada ķīmiskās sinapses, fiziski nesavienojas. Faktiski, starp tām ir vieta, kas pazīstama kā sinaptiskā telpa vai sinaptiskā plaisa.

Šķiet, ka šī telpa atšķiras no vienas sinapses uz citu, bet parasti ir aptuveni 20 nanometri plata. Sinaptiskajā cirtā ir izveidots pavedienu tīkls, kas saglabā pirms un postsinaptiskos neironus.

Neirotransmisija

Neirotransmisija vai sinaptiskā pārraide ir saziņa starp diviem neironiem, jo ​​ķīmiskās vielas vai elektriskie signāli tiek apmainīti ar sinapsijām..

Elektriskās sinapses

Tajos ir elektriskā neirotransmisija. Abi neironi ir fiziski savienoti ar proteīnu struktūru, kas pazīstama kā "plaisu savienojumi" vai savienojums spraugā.

Šīs struktūras ļauj mainīt neironu elektriskās īpašības, lai tieši ietekmētu otru un otrādi. Tādā veidā abi neironi darbotos tā, it kā tie būtu viens.

Ķīmiskās sinapses

Tajos notiek ķīmiskā neirotransmisija. Pre- un postsinaptiskos neironus atdala sinapsiskā telpa. Darbības potenciāls presinaptiskā neironā izraisītu neirotransmiteru atbrīvošanu.

Tie nonāk pie sinaptiskā plaisa, kas ir pieejams, lai ietekmētu postsinaptiskos neironus.

Neironu sinapses laikā izdalītās vielas

Neironu pārraides laikā ne tikai tiek izplatīti neirotransmiteri, piemēram, serotonīns, acetilholīns, dopamīns, noradrenalīns utt. Var atbrīvoties arī citas ķīmiskas vielas, piemēram, neiromodulatori.

Tie tiek saukti, jo tie modulē daudzu neironu darbību noteiktā smadzeņu apgabalā. Tie lielākos daudzumos nošķir un ceļo garākus attālumus, plašāk izplatoties nekā neirotransmiteri.

Vēl viens vielu veids ir hormoni. Tos atbrīvo endokrīno dziedzeru šūnas, kas atrodas dažādās ķermeņa daļās, piemēram, kuņģī, zarnās, nierēs un smadzenēs..

Hormoni tiek izdalīti ekstracelulārajā šķidrumā (ārpus šūnām), un pēc tam tie tiek uztverti kapilāros. Tad tie tiek izplatīti visā ķermenī caur asinsriti. Šīs vielas var saistīties ar neironiem, kuriem ir īpaši receptori, lai tos uztvertu.

Tādējādi hormoni var ietekmēt uzvedību, mainot neironu aktivitāti, kas tos saņem. Piemēram, testosterons, šķiet, palielina agresiju vairumā zīdītāju.

Neironu sinapšu veidi

Neironu sinapses var iedalīt trīs tipos atkarībā no vietām, kur tās notiek.

- Axodendritic sinapses: šādā veidā termināļa poga savienojas ar dendrīta virsmu. Vai arī ar dendritiskajiem mugurkauliem, kas ir nelieli izgriezumi, kas atrodas uz dendritu dažu veidu neironiem.

- Axosomatic sinapses: šajos gadījumos terminālā sinapta poga ar neirona somu vai kodolu.

- Axoaxonic sinapses: presinaptiskās šūnas termināļa poga savienojas ar postinaptiskās šūnas axonu.

Šāda veida sinapse darbojas citādi nekā pārējie divi. Tās funkcija ir samazināt vai pastiprināt neirotransmitera daudzumu, ko atbrīvo termināļa poga. Tādējādi tas veicina vai inhibē presinaptiskā neirona aktivitāti.

Ir konstatētas arī dendrodendritiskās sinapses, taču to precīza funkcija neironu komunikācijā pašlaik nav zināma.

Kā notiek sinapse?

Neironi satur maisus, ko sauc par sinaptiskām vezikulām, kas var būt lielas vai mazas. Visām termināļa pogām ir nelielas vezikulas, kas satur neirotransmiteru molekulas.

Vezikulas tiek ražotas mehānismā, kas atrodas soma, ko sauc par Golgi aparātu. Tad tie tiek nogādāti tuvu termināļa pogai. Tomēr tos var ražot arī uz termināļa pogas ar "pārstrādātu" materiālu.

Kad gar aksonu tiek nosūtīts darbības potenciāls, notiek šūnas depolarizācija (ierosinājums). Tā rezultātā tiek atvērti neirona kalcija kanāli, kas ļauj ievadīt kalcija jonus.

Šie joni saistās ar sinaptisko vezikulu membrānu molekulām, kas atrodas termināļa pogā. Minētā membrāna ir salauzta, savienojot to ar termināļa pogas membrānu. Tas rada neirotransmitera atbrīvošanu sinaptiskajā telpā.

Šūnas citoplazma uztver atlikušos membrānas gabalus un nogādā tos cisternās. Tur viņi pārstrādā, radot jaunus sinaptiskus vezikulus.

Postinaptīvajam neironam ir receptori, kas uztver vielas, kas atrodas sinaptiskajā telpā. Tos sauc par postsinaptiskiem receptoriem, un, kad tie ir aktivizēti, tie rada jonu kanālu atvēršanu.

Kad šie kanāli ir atvērti, dažas vielas nonāk neironā, izraisot postinaptisku potenciālu. Tam var būt uzbudinoša vai inhibējoša iedarbība uz šūnu atkarībā no atvērtā jonu kanāla veida.

Parasti, kad nātrija nonāk nervu šūnā, rodas eksitējošie postinaptiskie potenciāli. Lai gan inhibitorus ražo kālija izplūde vai hlora ievadīšana.

Kalcija iekļūšana neironā izraisa postinaptiskus eksitējošos potenciālus, lai gan tas aktivizē arī specializētos fermentus, kas rada šūnā fizioloģiskas izmaiņas. Piemēram, tas izraisa sinaptisko vezikulu pārvietošanos un neirotransmiteru izdalīšanos.

Tas arī atvieglo strukturālas izmaiņas neironā pēc mācīšanās.

Sinapses pabeigšana

Postinaptiskie potenciāli parasti ir ļoti īsi un beidzas ar īpašiem mehānismiem.

Viens no tiem ir acetilholīna inaktivācija ar fermentu, ko sauc par acetilholīnesterāzi. Neirotransmitera molekulas tiek noņemtas no sinaptiskās telpas, atgūstot vai atkārtoti absorbējot transportētājus, kas atrodas presinaptīvajā membrānā..

Tādējādi gan presinaptiskajiem, gan postsinaptiskajiem neironiem ir receptori, kas aptver ķīmisko vielu klātbūtni ap tiem.

Pastāv presinaptiķi, ko sauc par autoreceptoriem, kas kontrolē neiromediatoru daudzumu, kas atbrīvo vai sintezē neironu..

Atsauces

1. Carlson, N.R. (2006). Uzvedības fizioloģija 8. Ed. Madride: Pearson. lpp.: 32-68.
2. Cowan, W. M., Südhof, T. & Stevens, C. F. (2001). Sinapses Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
3. Elektriskā sinapse (s.f.). Saturs iegūts 2017. gada 28. februārī no Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (s.f.). Neironi, sinapses, darbības potenciāli un neirotransmisija. Saturs iegūts 2017. gada 28. februārī no CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, J. G., Martin, A. R., Fuchs, P. A un Wallace, B. G. (2001). No Neuron līdz Brain, 4. ed. Sunderland, MA: Sinauer.
6. Sinapse. (s.f.). Saturs iegūts 2017. gada 28. februārī no Vašingtonas Universitātes: faculty.washington.edu.