NEURÁLIS SZINAPSZIS: SZERKEZET, TÍPUSOK ÉS MŰKÖDÉSE - GEOGRAFÍA - 2026

A neuronális szinapszis két neuron terminális gombjainak egyesítéséből áll, hogy továbbítsák az információkat. Ebben az összefüggésben egy neuron küldi az üzenetet, míg a másik rész fogadja azt.

Így a kommunikáció általában egy irányban zajlik: egy neuron vagy sejt terminális gombjától a másik sejt membránjáig, bár igaz, hogy vannak kivételek. Egyetlen neuron képes több száz idegsejtől információt kapni.

Egy neuron részei. Forrás: Julia Anavel festett Cordova / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Minden egyes neuron információt kap más idegsejtek terminális gombjaitól, az utóbbi terminális gombjai pedig szinkronizálódnak más neuronokkal.

Fő fogalmak

A terminálgombot úgy definiálják, mint egy kis megvastagodást egy axon végén, amely információkat továbbít a szinapszishoz. Míg az axon egyfajta hosszúkás és vékony "huzal", amely üzeneteket továbbít az idegsejt magjából a véggombjáig.

Az idegsejtek terminális gombjai szinapszisba kerülhetnek a soma membránjával vagy a dendritekkel.

Egy idegrendszer

A szóma vagy a sejttest tartalmazza a neuron magját; Olyan mechanizmusokkal rendelkezik, amelyek lehetővé teszik a sejt fenntartását. Ehelyett a dendritek a neuron fához hasonló ágai, amelyek a szomából indulnak.

Amikor egy akciópotenciál áthalad egy neuron axonján, a terminál gombjai vegyi anyagokat bocsátanak ki. Ezeknek az anyagoknak izgató vagy gátló hatása lehet azon neuronokra, amelyekhez kapcsolódnak. Az egész folyamat végén ezeknek a szinapszisoknak a következményei okozzák viselkedésünket.

Az akciós potenciál a neuronon belüli kommunikációs folyamatok terméke. Ebben az axonmembránban olyan változások vannak sorban, amelyek kémiai anyagok vagy neurotranszmitterek kibocsátását idézik elő.

A neuronok a szinapszisukban átadják a neurotranszmittereket, így információt küldhetnek egymásnak.

A neuronális szinapszis felépítése

Szinaptikus transzmissziós folyamat neuronokban

A neuronok szinapszison keresztül kommunikálnak, az üzenetek pedig a neurotranszmitterek felszabadulásával továbbítódnak. Ezek a vegyszerek diffundálnak a folyadéktérbe a kapocsgombok és a szinapszist létrehozó membránok között.

Presynapticus neruone

A neuront, amely a terminális gombbal szabadítja fel a neurotranszmittereket, presszinaptikus neuronnak nevezzük. Míg az információt a posztszinaptikus neuron veszi.

Presynapticus neuron (felső) és postsynapticus neuron (alsó). A preszinaptikus tér a kettő között van

Amikor ez utóbbi elfoglalja a neurotranszmittereket, ún. Szinaptikus potenciálok keletkeznek. Vagyis ezek a posztszinaptikus neuron membránpotenciáljának változásai.

A kommunikációhoz a sejteknek olyan vegyszereket (neurotranszmittereket) kell választaniuk, amelyeket speciális receptorok észlelnek. Ezek a receptorok speciális fehérjemolekulákból állnak.

Ezeket a jelenségeket egyszerűen megkülönbözteti az anyagot felszabadító neuron és az azt elfogó receptorok közötti távolság.

Posztszinaptikus neuron

Így a neurotranszmittereket a preszinaptikus neuron terminális gombjai szabadítják fel, és a posztszinaptikus neuron membránján elhelyezkedő receptorokon keresztül észlelhetők. Mindkét neuronnak közvetlen közelében kell elhelyezkednie, hogy ez az átvitel megtörténjen.

Szinaptikus tér

Azonban, amivel gondolhatunk, a kémiai szinapszisokat alkotó neuronok fizikailag nem csatlakoznak. Valójában köztük van egy szinaptikus térnek vagy szinaptikus hasadéknak nevezett tér.

Úgy tűnik, hogy ez a tér szinapszis-szinapszisonként változik, de általában kb. 20 nanométer. A szinaptikus hasadékban létezik egy szál, amely a pre- és a posztszinaptikus idegsejteket egymáshoz igazítja.

Akciós potenciál

A. Az ideális akciópotenciál sematikus képe. B. Az akciópotenciál valós adatai. Forrás: hu: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Annak érdekében, hogy információcsere történhessen két neuron vagy neuronális szinapszis között, először cselekvési potenciálnak kell fellépnie.

Ez a jelenség a jeleket küldő neuronban fordul elő. Ennek a cellának a membránja elektromos töltéssel rendelkezik. A valóságban a testünk minden sejtének membránjai elektromosan töltöttek, de csak az axonok válthatják ki akciós potenciálokat.

A neuronon belüli és a külső elektromos potenciál közötti különbséget membránpotenciálnak nevezzük.

Ezeket az elektromos változásokat a neuron belső és külső része között a meglévő ionkoncentrációk, például nátrium és kálium közvetítik.

Ha a membránpotenciál nagyon gyorsan megfordul, akkor fellép egy akciós potenciál. Rövid elektromos impulzusból áll, amelyet az axon vezet a neuron szoma vagy magjából a terminális gombokhoz.

Hozzá kell tenni, hogy a membránpotenciálnak meg kell haladnia egy bizonyos gerjesztési küszöböt a fellépési potenciál kialakulásához. Ez az elektromos impulzus kémiai jelekké alakul át, amelyeket a terminál gombja enged ki.

Hogyan működik a szinapszis?

Többpólusú neuron. Forrás: BruceBlaus

A neuronok zsina zsákoknak nevezett zsákokat tartalmaznak, amelyek lehetnek nagyok vagy kicsik. Az összes terminális gombnak vannak kis vezikulumai, amelyek a neurotranszmitter molekulákat tartalmazzák benne.

A vezikulumokat egy olyan mechanizmusban állítják elő, amely a szomában található, a Golgi készülék. Ezután a terminál gomb közelében szállítják őket. Ugyanakkor előállíthatók a kapcsológombon "újrahasznosított" anyaggal is.

Ha egy akciópotenciált az axon mentén továbbítanak, akkor az presinaptikus sejt depolarizációja (gerjesztése) lép fel. Következésképpen a neuron kalciumcsatornái megnyílnak, lehetővé téve a kalciumionok belépését.

Az akciópotenciál megérkezése után a preszinaptikus neuron depolarizálódik és a kalciumcsatornák kinyílnak, és az ionokba lépnek

Ezek az ionok a szinaptikus vezikulák membránjain molekulákhoz kötődnek, amelyek a terminális gombon vannak. Az említett membrán megszakad, összeolvadva a terminál gomb membránjával. Ennek eredményeként a neurotranszmitter felszabadul a szinaptikus térbe.

A sejt citoplazma megragadja a membrán fennmaradó darabjait, és azokat a tartályokba viszi. Ott újrahasznosítják őket, új szinaptikus vezikulákat hozva létre velük.

A neurotranszmitterek felszabadulása a preszinaptikus neuronból és kötődés a posztszinaptikus neuron receptoraihoz

A posztszinaptikus neuron olyan receptorokkal rendelkezik, amelyek a szinaptikus térben lévő anyagokat rögzítik. Ezeket posztszinaptikus receptoroknak nevezik, és aktiválásuk során az ioncsatornák kinyílnak.

Illusztráció: kémiai szinapszis. Ha elegendő nátriumcsatornát nyitnak meg, a posztszinaptikus sejt depolarizálódik, és az akciós potenciál tovább folytatódik a neuronon keresztül.

Amikor ezek a csatornák megnyílnak, bizonyos anyagok belépnek a neuronba, posztszinaptikus potenciált okozva. Ennek a serkentő vagy ioncsatorna típusától függően izgató vagy gátló hatással lehet a sejtre.

Általában az ingerlő posztszinaptikus potenciál akkor fordul elő, amikor a nátrium behatol az idegsejtbe. Míg az inhibitorokat kálium távozása vagy klór távozása révén állítják elő.

A kalcium idegrendszerbe történő belépése ingerlő posztszinaptikus potenciált okoz, bár aktiválja azokat a speciális enzimeket is, amelyek ezen a sejtnél élettani változásokat idéznek elő. Például kiváltja a szinaptikus vezikulák elmozdulását és a neurotranszmitterek felszabadulását.

Ez megkönnyíti a neuron szerkezeti változásait a tanulás után.

A szinapszis befejezése

A posztszinaptikus potenciál általában nagyon rövid, és speciális mechanizmusok révén megszűnik.

Az egyik az acetilkolin inaktiválása egy acetilkolinészteráz nevű enzim által. A neurotranszmitter molekulákat eltávolítják a szinaptikus térből az presinaptikus membránon lévő transzporterek újrafelvételével vagy reabszorpciójával.

Így mind a preszinaptikus, mind a posztszinaptikus neuronok olyan receptorokkal rendelkeznek, amelyek körülveszik a vegyi anyagok jelenlétét.

Vannak preszinaptikus receptorok, úgynevezett autoreceptorok, amelyek szabályozzák a neurotranszmitter mennyiségét, amelyet a neuron szabadít fel vagy szintetizál.

Szinapszis típusok

Elektromos szinapszis

Illusztráció egy elektromos szinapszis. A cselekvési potenciál értékelik

Ezekben elektromos neurotranszmisszió zajlik. A két neuron fizikailag összekapcsolódik a "réscsomópontoknak" vagy réscsomópontnak nevezett proteinszerkezetekkel.

Ezek a struktúrák lehetővé teszik az egyik neuron elektromos tulajdonságainak megváltozását, hogy közvetlenül befolyásolják a másikot, és fordítva. Ily módon a két neuron úgy működne, mintha egy lenne.

Kémiai szinapszis

A kémiai szinapszis vázlata. Forrás: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)

A kémiai neurotranszmisszió a kémiai szinapszisokban fordul elő. A pre- és a posztszinaptikus neuronokat a szinaptikus tér választja el egymástól. A preszinaptikus neuron akciós potenciálja a neurotranszmitterek felszabadulását idézheti elő.

Ezek elérik a szinaptikus hasadékot, és elérhetővé teszik a posztszinaptikus idegsejtekre gyakorolt ​​hatásaikat.

Izgató szinapszis

Az izgató neuronális szinapszis egyik példája az elvonási reflex, amikor kiégünk. Egy szenzoros neuron észlelné a forró tárgyat, mivel stimulálná annak dendriteit.

Ez az idegrendszer az axonján keresztül üzeneteket küld a gerincvelőben található terminálgombokra. Az érzékelő neuron terminális gombjai olyan neurotranszmittereknek nevezett vegyszereket bocsátanak ki, amelyek gerjesztik azt a neuront, amellyel szinaptik. Pontosabban, egy interneuronra (amely az érzékszervi és motoros neuronok között közvetít).

Ez arra készteti az interneuront, hogy információt küldjön axonja mentén. Az interneuron terminális gombjai viszont olyan neurotranszmittereket választanak ki, amelyek gerjesztik a motoros neuront.

Az ilyen típusú neuronok üzeneteket küldenek axonja mentén, amely egy ideghez kapcsolódik, hogy elérje a célizomot. Amint a neurotranszmittereket elengedik a motoros neuron terminális gombjairól, az izomsejtek összehúzódnak, hogy elmozduljanak a forró tárgytól.

Gátló szinapszis

Az ilyen típusú szinapszis valamivel bonyolultabb. A következő példában adjuk meg: képzelje el, hogy nagyon meleg tálcát vesz ki a sütőből. Ujjatlanul viselsz, hogy ne égesse el magát, ám ezek kissé vékonyak és a hő kezdi legyőzni őket. Ahelyett, hogy a tálcát a földre dobná, megpróbál egy kicsit ellenállni a hőnek, amíg felületre nem teszi.

Testünknek a fájdalmas stimulusra való visszavonulási reakciója késztette volna, hogy elengedjük a tárgyat, még akkor is, mi irányítottuk ezt az impulzust. Hogyan keletkezik ez a jelenség?

A tálcából származó hő érzékelhető, ez növeli az ingerlő szinapszis aktivitását a motoros neuronokon (az előző szakaszban kifejtettek szerint). Ezt az izgalmat azonban ellensúlyozza egy másik struktúrából származó gátlás: az agyunk.

Információt küld arról, hogy ha leejtjük a tálcát, ez teljes katasztrófa lehet. Ezért olyan üzeneteket küldenek a gerincvelőre, amelyek megakadályozzák az elvonási reflext.

Ehhez az agy neuronjának axonja eljut a gerincvelőbe, ahol terminális gombjai szinkronizálódnak egy gátló interneuronnal. Gátló neurotranszmittert választ ki, amely csökkenti a motoros neuron aktivitását, blokkolja az elvonási reflexet.

Fontos szempont, hogy ezek csak példák. A folyamatok valóban összetettebbek (különösen a gátló folyamatok), több ezer neuron vesz részt velük.

A szinapszis osztályok azok szerint a helyeken, ahol előfordulnak

- Axodendritikus szinapszis: ilyen típusú terminál gomb kapcsolódik a dendrit felületéhez. Vagy dendritikus tüskékkel, amelyek kis méretű kiemelkedések, amelyek bizonyos típusú neuronok dendritein helyezkednek el.

- Axosomatikus szinapszis: ezekben a terminális gomb a neuron szómájával vagy magjával szinaptik.

- Axoaxonic szinapszis: az presinaptikus sejt terminális gombja kapcsolódik a posztszinaptikus sejt axonjához. Az ilyen típusú szinapszisok eltérően működnek, mint a másik kettő. Feladata, hogy csökkentse vagy növelje a terminálgomb által kibocsátott neurotranszmitter mennyiségét. Így elősegíti vagy gátolja a preszinaptikus neuron aktivitását.

Dendrodendritikus szinapszákat is találtak, ám ezek pontos szerepe az idegrendszeri kommunikációban jelenleg nem ismert.

Az idegrendszeri szinapszis során felszabaduló anyagok

1. Carlson, NR (2006). A viselkedés élettana 8. kiadás: Madrid: Pearson. pp.: 32-68.
2. Cowan, WM, Südhof, T. és Stevens, CF (2001). Szinapszisok. MD, Baltirnore: Johns Hopkins University Press.
3. Elektromos szinapszis. (Sf). Beérkezett 2017. február 28-án, a Pontificia Universidad Católica de Chile-től: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (második). Neuronok, szinapszisok, akciópotenciálok és neurotranszmisszió. Beolvasva: 2017. február 28-án, a CCSI-től: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, JG, Martín, R., Fuchs, P. A. és Wallace, BG (2001). Neurontól agyig, 4. kiadás Sunderland, MA: Sinauer.
6. A szinapszis. (Sf). Begyűjtve 2017. február 28-án, a washingtoni egyetemről: faculty.washington.edu.