Neural synapsstruktur, typer och hur den fungerar

4598
Charles McCarthy
Neural synapsstruktur, typer och hur den fungerar

De neuronal synaps Den består av föreningen av terminalknapparna på 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 terminalen 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 neuroner.

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

Varje neuron tar emot information från terminalens knappar på andra nervceller, och i sin tur gör terminalernas knappar synapser med andra nervceller..

Artikelindex

  • 1 Huvudbegrepp
  • 2 Struktur av neuronal synaps
    • 2.1 Presynaptisk neruone
    • 2.2 Postsynaptisk neuron
    • 2.3 Synaptiskt utrymme
  • 3 Handlingspotential
  • 4 Hur fungerar en synaps?
    • 4.1 Synapsfärdigställande
  • 5 Typer av synapser
    • 5.1 Elektriska synapser
    • 5.2 Kemiska synapser
    • 5.3 Excitatoriska synapser
    • 5.4 Hämmande synapser
    • 5.5 Synapsekategorier enligt de platser där de förekommer
  • 6 Ämnen som frigörs vid neuronal synaps
  • 7 Referenser

Huvudbegrepp

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

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

Schema för ett neuron

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

När en åtgärdspotential färdas genom axeln i ett neuron, frigör terminalknapparna kemikalier. Dessa ämnen kan ha exciterande eller hämmande effekter på nervcellerna som de ansluter till. I slutet av hela processen ger effekterna av dessa synapser vårt beteende.

En åtgärdspotential är produkten av kommunikationsprocesser i en neuron. I det finns en uppsättning förändringar i axonmembranet som orsakar frisättning av kemikalier eller neurotransmittorer.

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

Struktur av neuronal synaps

Synaptisk överföringsprocess i nervceller

Neuroner kommunicerar genom synapser och meddelanden överförs genom att släppa neurotransmittorer. Dessa kemikalier diffunderar i vätskeutrymmet mellan terminalknapparna och membranen som skapar synapser..

Presynaptisk neruone

Neuronet som frigör neurotransmittorer genom sin terminalknapp kallas ett presynaptiskt neuron. Medan den som tar emot informationen är den postsynaptiska neuronen.

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

När den senare fångar upp neurotransmittorer produceras de så kallade synaptiska potentialerna. Det vill säga de är förändringar i den postsynaptiska neuronens membranpotential..

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

Dessa fenomen differentieras helt enkelt genom avståndet mellan neuronen som frigör substansen och receptorerna som fångar den..

Postsynaptisk neuron

Således frigörs neurotransmittorer av terminalknapparna på den presynaptiska neuronen och detekteras genom receptorer belägna på membranet hos den postsynaptiska neuronen. Båda nervcellerna måste placeras inom kort avstånd för att denna överföring ska kunna ske..

Synaptiskt utrymme

Men i motsats till vad många tror, ​​går nervceller som gör kemiska synapser inte fysiskt med. Faktum är att mellan dem finns ett utrymme som kallas synaptiskt utrymme eller synaptisk klyfta..

Det här utrymmet verkar variera från synaps till synaps, men är i allmänhet cirka 20 nanometer brett. Det finns ett nätverk av trådar i den synaptiska klyftan som håller pre- och postsynaptiska nervceller i linje..

Potential för handling

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

För att ett informationsutbyte ska ske mellan två neuroner eller neuronala synapser måste en åtgärdspotential först uppstå.

Detta fenomen förekommer i neuronen som skickar signalerna. Membranet i denna cell har en elektrisk laddning. I verkligheten är membranen i alla celler i vår kropp elektriskt laddade, men endast axoner kan framkalla handlingspotentialer.

Skillnaden mellan den elektriska potentialen inuti neuronen och utsidan kallas membranpotentialen..

Dessa elektriska förändringar mellan neurons inre och utsida förmedlas av befintliga koncentrationer av joner, såsom natrium och kalium..

När det sker en mycket snabb reversering av membranpotentialen uppstår en åtgärdspotential. Den består av en kort elektrisk impuls, som axonen leder från neuronens soma eller kärna till terminalknapparna.

Det bör tilläggas att membranpotentialen måste överstiga en viss excitationströskel för att åtgärdspotentialen ska uppstå. Denna elektriska impuls översätts till kemiska signaler som släpps via terminalen..

Hur fungerar en synaps?

Multipolär neuron. Källa: BruceBlaus [Public domain]

Neuroner innehåller säckar som kallas synaptiska vesiklar, som kan vara stora eller små. Alla terminalknappar har små vesiklar som innehåller neurotransmittormolekyler inuti..

Vesiklar produceras i en mekanism som finns i soma som kallas Golgi-apparaten. De transporteras sedan nära terminalen. De kan dock också tillverkas på terminal-knappen med "återvunnet" material..

När en åtgärdspotential skickas längs axonet sker depolarisering (excitation) av den presynaptiska cellen. Som ett resultat öppnas kalciumkanalerna i neuronen så att kalciumjoner kan tränga in i den..

Efter ankomsten av åtgärdspotentialen depolariseras den presynaptiska neuronen och kalciumkanalerna öppnas och tränger in i jonerna

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

Cellens cytoplasma fångar upp återstående membranbitar och bär dem till cisternerna. Där återvinns de och skapar nya synaptiska blåsor med dem..

Frisättning av neurotransmittorer från det presynaptiska neuronet och bindning till receptorer på det postsynaptiska neuronet

Den postsynaptiska neuronen har receptorer som fångar upp ämnen som finns i det synaptiska utrymmet. Dessa är kända som postsynaptiska receptorer, och när de aktiveras, orsakar de att jonkanaler öppnas..

Illustration av kemisk synaps. När tillräckligt med natriumkanaler öppnas depolariseras den postsynaptiska cellen och åtgärdspotentialen fortsätter genom neuronen.

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

Normalt uppträder excitatoriska postsynaptiska potentialer när natrium kommer in i nervcellen. Medan hämmarna produceras genom utlopp av kalium eller intag av klor.

Inträdet 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 förskjutningen av synaptiska vesiklar och frisättningen av neurotransmittorer.

Det underlättar också strukturella förändringar i neuronen efter inlärning..

Synaps färdigställd

Postsynaptiska potentialer är vanligtvis mycket korta och upphör genom speciella mekanismer.

En av dem är inaktivering av acetylkolin av ett enzym som kallas acetylkolinesteras. Neurotransmittormolekyler avlägsnas från det synaptiska utrymmet genom återupptag eller återabsorberas av transportörer som finns i 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 neurotransmittor som frigörs eller syntetiseras av neuronen.

Synaps-typer

Elektriska synapser

Illustration av en elektrisk synaps. Åtgärdspotential uppskattas

I dem sker en elektrisk neurotransmission. De två nervcellerna är fysiskt anslutna genom proteinstrukturer som kallas gapkorsningar..

Dessa strukturer gör att förändringar i en neurons elektriska egenskaper direkt kan påverka den andra och tvärtom. På detta sätt skulle de två neuronerna fungera som om de vore en..

Kemiska synapser

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

Kemisk neurotransmission sker vid kemiska synapser. Pre- och postsynaptiska nervceller är åtskilda av det synaptiska utrymmet. En åtgärdspotential i det presynaptiska neuronet skulle orsaka frisättning av neurotransmittorer.

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

Spännande synapser

Ett exempel på en exciterande neuronal synaps skulle vara abstinensreflexen när vi bränner ut. En sensorisk neuron skulle upptäcka det heta föremålet, eftersom det skulle stimulera dess dendriter.

Detta neuron skulle skicka meddelanden genom axonet till dess terminalknappar, belägna i ryggmärgen. Terminalknapparna på det sensoriska neuronet skulle frigöra kemikalier som kallas neurotransmittorer som skulle excitera det neuron som det synkroniseras med. Specifikt till en internuron (den som förmedlar mellan sensoriska och motoriska nervceller).

Detta skulle få internuronen att skicka information längs axonen. I sin tur utsöndrar internauronens terminalknappar neurotransmittorer som exciterar motorneuronen..

Denna typ av neuron skulle skicka meddelanden längs axonen, som fäster vid en nerv för att nå målmuskeln. När neurotransmittorer släpps av motorneuronens terminalknappar, drar sig muskelcellerna ihop för att röra sig bort från det heta föremålet..

Hämmande synapser

Denna typ av synaps är något mer komplicerad. Det skulle ges i följande exempel: föreställ dig att du tar en mycket varm bricka ur ugnen. Du bär vantar för att undvika att bränna dig själv, men de är något tunna och värmen börjar övervinna dem. Istället för att kasta brickan på marken försöker du stå emot värmen lite tills du lägger den på en yta.

Vår kropps tillbakadragande reaktion på en smärtsam stimulans skulle ha fått oss att släppa objektet, ändå har vi kontrollerat denna impuls. Hur produceras detta fenomen?

Värmen som kommer från brickan uppfattas, vilket ökar aktiviteten hos de exciterande synapserna på motorneuronerna (som förklaras i föregående avsnitt). Denna spänning motverkas dock av hämning som kommer från en annan struktur: vår hjärna..

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

För att göra detta når ett axon från en hjärnneuron ryggmärgen, där dess terminalknappar synapsar med en hämmande internuron. Det utsöndrar en hämmande neurotransmittor som minskar motorisk neuronaktivitet och blockerar abstinensreflexen..

Viktigt är att detta bara är exempel. Processerna är verkligen mer komplexa (särskilt de hämmande), med tusentals neuroner involverade i dem.

Klasser av synapser beroende på de 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 nervceller.

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

- Axoaxonic synapser: den terminala knappen för den presynaptiska cellen ansluter till axeln för den postsynaptiska cellen. Denna typ av synaps fungerar annorlunda än de andra två. Dess funktion är att minska eller öka mängden neurotransmittor som släpps av terminalen. Således främjar eller hämmar den aktiviteten hos det presynaptiska neuronet.

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

Ämnen som frigörs vid neuronal synaps

Under neuronal kommunikation frigörs inte bara neurotransmittorer såsom serotonin, acetylkolin, dopamin, noradrenalin etc. Andra kemikalier som neuromodulatorer kan också frigöras.

Dessa heter så för att de modulerar aktiviteten hos många nervceller i ett visst område i hjärnan. De utsöndras i större kvantitet och reser längre sträckor och sprider sig mer än neurotransmittorer.

En annan typ av ämne är hormoner. Dessa frigörs av celler i de endokrina körtlarna, som finns i olika delar av kroppen, såsom mage, tarmar, njurar och hjärna..

Hormoner släpps ut i den extracellulära vätskan (utanför cellerna) och tas sedan upp av kapillärer. De fördelas sedan genom kroppen genom blodomloppet. Dessa ämnen kan bindas till nervceller som har speciella receptorer för att ta upp dem..

Således kan hormoner påverka beteendet och förändra aktiviteten hos neuronerna som tar emot dem. Till exempel verkar testosteron öka aggressiviteten hos de flesta däggdjur..

Referenser

  1. Carlson, N.R. (2006). Uppförandefysiologi 8: e upplagan Madrid: Pearson. s: 32-68.
  2. Cowan, W. M., Südhof, T. & Stevens, C. F. (2001). Synapser. Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
  3. Elektrisk synaps. (s.f.). Hämtad den 28 februari 2017 från Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
  4. Stufflebeam, R. (s.f.). Neuroner, synapser, åtgärdspotentialer och neurotransmission. Hämtad den 28 februari 2017 från CCSI: mind.ilstu.edu.
  5. Nicholls, J. G., Martín, A R., Fuchs, P. A och Wallace, B. G. (2001). Från Neuron till hjärna, 4: e upplagan Sunderland, MA: Sinauer.
  6. Synapsen. (s.f.). Hämtad den 28 februari 2017 från University of Washington: faculty.washington.edu.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.