SYNAPSA NERWOWA: BUDOWA, RODZAJE I SPOSÓB DZIAŁANIA - GEOGRAFÍA - 2025

Synapsy składa się z unii przycisków końcowych dwóch neuronów w celu informacji nadawczej. W związku z tym neuron wysyła wiadomość, podczas gdy jedna część drugiej ją odbiera.

Tak więc komunikacja zwykle przebiega w jednym kierunku: od końcowego przycisku neuronu lub komórki do błony drugiej komórki, chociaż prawdą jest, że są pewne wyjątki. Pojedynczy neuron może otrzymywać informacje z setek neuronów.

Części neuronu. Źródło: Julia Anavel Painted Cordova / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Każdy pojedynczy neuron otrzymuje informacje z przycisków końcowych innych komórek nerwowych, a przyciski końcowe tej ostatniej z kolei są synapsą z innymi neuronami.

Główne koncepcje

Przycisk terminala definiuje się jako niewielkie zgrubienie na końcu aksonu, które przesyła informacje do synapsy. Natomiast akson jest rodzajem wydłużonego i cienkiego „drutu”, który przenosi informacje z jądra neuronu do jego przycisku końcowego.

Końcowe guziki komórek nerwowych mogą synapsować z błoną somy lub dendrytów.

Schemat neuronu

Soma lub ciało komórkowe zawiera jądro neuronu; Posiada mechanizmy, które pozwalają na utrzymanie komórki. Zamiast tego dendryty są podobnymi do drzew gałęziami neuronu, które zaczynają się od somy.

Kiedy potencjał czynnościowy przemieszcza się przez akson neuronu, przyciski terminala uwalniają chemikalia. Substancje te mogą wywierać pobudzający lub hamujący wpływ na neurony, z którymi się łączą. Pod koniec całego procesu skutki tych synaps powodują nasze zachowanie.

Potencjał czynnościowy jest produktem procesów komunikacyjnych wewnątrz neuronu. W nim występuje zestaw zmian w błonie aksonu, które powodują uwalnianie substancji chemicznych lub neuroprzekaźników.

Neurony wymieniają neuroprzekaźniki w swoich synapsach, aby przesyłać sobie informacje.

Struktura synapsy neuronalnej

Proces transmisji synaptycznej w neuronach

Neurony komunikują się przez synapsy, a komunikaty są przesyłane poprzez uwalnianie neuroprzekaźników. Te chemikalia dyfundują do płynnej przestrzeni między przyciskami zacisków a membranami, które tworzą synapsy.

Presynaptic neruone

Neuron, który uwalnia neuroprzekaźniki poprzez przycisk końcowy, nazywany jest neuronem presynaptycznym. Podczas gdy tym, który otrzymuje informacje, jest neuron postsynaptyczny.

Neuron presynaptyczny (u góry) i neuron postsynaptyczny (u dołu). Przestrzeń presynaptyczna jest między nimi

Kiedy ten ostatni wychwytuje neuroprzekaźniki, wytwarzane są tak zwane potencjały synaptyczne. Oznacza to, że są to zmiany potencjału błonowego neuronu postsynaptycznego.

Aby się komunikować, komórki muszą wydzielać substancje chemiczne (neuroprzekaźniki), które są wykrywane przez wyspecjalizowane receptory. Te receptory składają się ze wyspecjalizowanych cząsteczek białka.

Zjawiska te są po prostu różnicowane przez odległość między neuronem, który uwalnia substancję, a receptorami, które ją wychwytują.

Neuron postsynaptyczny

W ten sposób neuroprzekaźniki są uwalniane przez przyciski końcowe neuronu presynaptycznego i są wykrywane przez receptory znajdujące się na błonie neuronu postsynaptycznego. Oba neurony muszą znajdować się blisko siebie, aby mogło dojść do transmisji.

Przestrzeń synaptyczna

Jednak wbrew temu, co można by pomyśleć, neurony tworzące synapsy chemiczne nie łączą się fizycznie. W rzeczywistości między nimi istnieje przestrzeń znana jako przestrzeń synaptyczna lub szczelina synaptyczna.

Wydaje się, że przestrzeń ta różni się w zależności od synapsy, ale ogólnie ma szerokość około 20 nanometrów. W szczelinie synaptycznej znajduje się sieć włókien, która utrzymuje wyrównanie neuronów przed i postsynaptycznych.

Potencjał czynnościowy

A. Schemat idealnego potencjału czynnościowego. B. Prawdziwy zapis potencjału czynnościowego. Źródło: en: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Aby wymiana informacji miała miejsce między dwoma neuronami lub synapsami neuronalnymi, najpierw musi wystąpić potencjał czynnościowy.

Zjawisko to występuje w neuronie, który wysyła sygnały. Błona tej komórki ma ładunek elektryczny. W rzeczywistości błony wszystkich komórek naszego ciała są naładowane elektrycznie, ale tylko aksony mogą wyzwalać potencjały czynnościowe.

Różnica między potencjałem elektrycznym wewnątrz neuronu a na zewnątrz nazywana jest potencjałem błony.

Te zmiany elektryczne między wnętrzem i zewnętrzem neuronu są pośredniczone przez istniejące stężenia jonów, takich jak sód i potas.

Kiedy następuje bardzo szybkie odwrócenie potencjału błonowego, pojawia się potencjał czynnościowy. Składa się z krótkiego impulsu elektrycznego, który akson przewodzi od somy lub jądra neuronu do przycisków terminala.

Należy dodać, że potencjał błonowy musi przekroczyć pewien próg wzbudzenia, aby potencjał czynnościowy wystąpił. Ten impuls elektryczny jest przekształcany na sygnały chemiczne, które są uwalniane przez przycisk terminala.

Jak działa synapsa?

Neuron wielobiegunowy. Źródło: BruceBlaus

Neurony zawierają worki zwane pęcherzykami synaptycznymi, które mogą być duże lub małe. Wszystkie przyciski terminala mają małe pęcherzyki, w których znajdują się cząsteczki neuroprzekaźnika.

Pęcherzyki są wytwarzane w mechanizmie zlokalizowanym w somie zwanym aparatem Golgiego. Następnie są transportowane w pobliże przycisku terminala. Jednak można je również wykonać na przycisku terminala z materiału „z recyklingu”.

Kiedy potencjał czynnościowy jest wysyłany wzdłuż aksonu, następuje depolaryzacja (wzbudzenie) komórki presynaptycznej. W konsekwencji kanały wapniowe neuronu zostają otwarte, co umożliwia wejście do niego jonów wapnia.

Po pojawieniu się potencjału czynnościowego neuron presynaptyczny ulega depolaryzacji, a kanały wapniowe otwierają się, wchodząc do jonów

Jony te wiążą się z cząsteczkami na błonach pęcherzyków synaptycznych, które znajdują się na przycisku końcowym. Wspomniana membrana pęka, łącząc się z membraną przycisku terminala. Powoduje to uwolnienie neuroprzekaźnika do przestrzeni synaptycznej.

Cytoplazma komórki wychwytuje pozostałe fragmenty błony i przenosi je do cystern. Tam są poddawane recyklingowi, tworząc z nimi nowe pęcherzyki synaptyczne.

Uwalnianie neuroprzekaźników z neuronu presynaptycznego i wiązanie się z receptorami na neuronie postsynaptycznym

Neuron postsynaptyczny ma receptory, które wychwytują substancje znajdujące się w przestrzeni synaptycznej. Są one znane jako receptory postsynaptyczne, a po aktywacji powodują otwarcie kanałów jonowych.

Ilustracja synapsy chemicznej. Po otwarciu wystarczającej ilości kanałów sodowych komórka postsynaptyczna ulega depolaryzacji, a potencjał czynnościowy przechodzi dalej przez neuron.

Kiedy te kanały się otwierają, pewne substancje wchodzą do neuronu, powodując potencjał postsynaptyczny. Może to mieć pobudzające lub hamujące działanie na komórkę, w zależności od typu otwartego kanału jonowego.

Zwykle pobudzające potencjały postsynaptyczne występują, gdy sód przenika do komórki nerwowej. Podczas gdy inhibitory są wytwarzane przez wydostawanie się potasu lub wnikanie chloru.

Wejście wapnia do neuronu powoduje pobudzające potencjały postsynaptyczne, chociaż aktywuje również wyspecjalizowane enzymy, które powodują zmiany fizjologiczne w tej komórce. Na przykład wywołuje przemieszczenie pęcherzyków synaptycznych i uwolnienie neuroprzekaźników.

Ułatwia również zmiany strukturalne w neuronie po nauce.

Zakończenie synapsy

Potencjały postsynaptyczne są zwykle bardzo krótkie i kończą się poprzez specjalne mechanizmy.

Jedną z nich jest inaktywacja acetylocholiny przez enzym zwany acetylocholinoesterazą. Cząsteczki neuroprzekaźników są usuwane z przestrzeni synaptycznej przez wychwyt zwrotny lub reabsorpcję przez transportery znajdujące się na błonie presynaptycznej.

Zatem zarówno neurony presynaptyczne, jak i postsynaptyczne mają receptory, które wychwytują obecność otaczających ich substancji chemicznych.

Istnieją receptory presynaptyczne zwane autoreceptorami, które kontrolują ilość neuroprzekaźnika, który uwalnia lub syntetyzuje neuron.

Rodzaje synaps

Synapsy elektryczne

Ilustracja synapsy elektrycznej. Doceniany jest potencjał działania

W nich zachodzi elektryczna neurotransmisja. Te dwa neurony są fizycznie połączone przez struktury białkowe zwane „złączami szczelinowymi” lub złączami szczelinowymi.

Struktury te pozwalają na zmianę właściwości elektrycznych jednego neuronu na bezpośredni wpływ na drugi i odwrotnie. W ten sposób dwa neurony zachowywałyby się tak, jakby były jednym.

Synapsy chemiczne

Schemat synapsy chemicznej. Źródło: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)

Neurotransmisja chemiczna zachodzi w synapsach chemicznych. Neurony pre i postsynaptyczne są oddzielone przestrzenią synaptyczną. Potencjał czynnościowy w neuronie presynaptycznym spowodowałby uwolnienie neuroprzekaźników.

Docierają one do szczeliny synaptycznej, będąc dostępnymi do wywierania wpływu na neurony postsynaptyczne.

Synapsy pobudzające

Przykładem pobudzającej synapsy neuronalnej byłby odruch wycofania, gdy się wypalamy. Neuron czuciowy wykrywałby gorący obiekt, tak jak stymulowałby jego dendryty.

Ten neuron wysyłałby wiadomości przez swój akson do swoich przycisków końcowych, znajdujących się w rdzeniu kręgowym. Przyciski terminala neuronu czuciowego uwalniałyby substancje chemiczne zwane neuroprzekaźnikami, które pobudzałyby neuron, z którym się synchronizuje. W szczególności do interneuronu (tego, który pośredniczy między neuronami czuciowymi i ruchowymi).

To spowodowałoby, że interneuron wysyłałby informacje wzdłuż swojego aksonu. Z kolei przyciski końcowe interneuronu wydzielają neuroprzekaźniki, które pobudzają neuron ruchowy.

Ten typ neuronu wysyłałby komunikaty wzdłuż aksonu, który łączy się z nerwem, aby dotrzeć do docelowego mięśnia. Gdy neuroprzekaźniki zostaną uwolnione z przycisków końcowych neuronu ruchowego, komórki mięśniowe kurczą się, aby oddalić się od gorącego obiektu.

Synapsy hamujące

Ten rodzaj synapsy jest nieco bardziej skomplikowany. Byłoby to podane w następującym przykładzie: wyobraź sobie, że wyjmujesz z piekarnika bardzo gorącą blachę. Nosisz rękawiczki, żeby się nie poparzyć, jednak są one nieco cienkie i zaczyna je ogarniać upał. Zamiast upuszczać tackę na podłogę, staraj się trochę wytrzymać ciepło, aż znajdzie się na powierzchni.

Reakcja wycofania naszego ciała na bolesny bodziec spowodowałaby, że puszczamy obiekt, a mimo to kontrolowaliśmy ten impuls. Jak powstaje to zjawisko?

Odczuwalne jest ciepło pochodzące z tacy, zwiększając aktywność synaps pobudzających neuronów ruchowych (jak wyjaśniono w poprzedniej sekcji). Jednak temu podnieceniu przeciwdziała zahamowanie, które pochodzi z innej struktury: naszego mózgu.

Wysyła informacje wskazujące, że jeśli upuścimy tacę, może to być totalna katastrofa. Dlatego do rdzenia kręgowego wysyłane są komunikaty, które zapobiegają odruchowi wycofania.

Aby to zrobić, akson z neuronu w mózgu dociera do rdzenia kręgowego, gdzie jego końcowe guziki ulegają synapsie z hamującym interneuronem. Wydziela hamujący neuroprzekaźnik, który zmniejsza aktywność neuronu ruchowego, blokując odruch odstawienia.

Co ważne, to tylko przykłady. Procesy są naprawdę bardziej złożone (zwłaszcza hamujące), z udziałem tysięcy neuronów.

Zajęcia synaps według miejsc ich występowania

- Synapsy aksodendrytyczne: w tym typie przycisk terminala łączy się z powierzchnią dendrytu. Lub z kolcami dendrytycznymi, które są małymi wypustkami zlokalizowanymi na dendrytach w niektórych typach neuronów.

- Synapsy aksosomatyczne: w nich końcowy guzik synchronizuje się z somą lub jądrem neuronu.

- Synapsy aksoaksoniczne : przycisk końcowy komórki presynaptycznej łączy się z aksonem komórki postsynaptycznej. Te typy synaps działają inaczej niż pozostałe dwa. Jego funkcją jest zmniejszenie lub zwiększenie ilości neuroprzekaźnika, który jest uwalniany przez przycisk terminala. Tym samym promuje lub hamuje aktywność neuronu presynaptycznego.

Znaleziono również synapsy dendrodendrytyczne, ale ich dokładna rola w komunikacji neuronalnej nie jest obecnie znana.

Substancje uwalniane w synapsie neuronalnej

1. Carlson, NR (2006). Fizjologia zachowania Wydanie 8, Madryt: Pearson. pp: 32-68.
2. Cowan, WM, Südhof, T. & Stevens, CF (2001). Synapsy. Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
3. Synapsa elektryczna. (sf). Pobrane 28 lutego 2017 r. Z Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (nd). Neurony, synapsy, potencjały czynnościowe i neurotransmisja. Pobrane 28 lutego 2017 z CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, JG, Martín, A. R., Fuchs, P. A i Wallace, BG (2001). From Neuron to Brain, wyd. Sunderland, MA: Sinauer.
6. Synapsa. (sf). Pobrane 28 lutego 2017 r. Z University of Washington: faculty.washington.edu.