NEURÓNOVÁ SYNAPSE: ŠTRUKTÚRA, TYPY A AKO TO FUNGUJE - GEOGRAFIA - 2026

Neurónových synapsií, sa skladá zo zväzku koncových tlačidiel dvoch neurónov, aby k informáciám o vysielaní. V tejto súvislosti neurón pošle správu, zatiaľ čo ju dostane jedna časť druhej.

K komunikácii teda zvyčajne dochádza v jednom smere: od koncového tlačidla neurónu alebo bunky k membráne druhej bunky, hoci je pravda, že existujú určité výnimky. Jeden neurón môže prijímať informácie od stoviek neurónov.

Časti neurónu. Zdroj: Julia Anavel Painted Cordova / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Každý jednotlivý neurón prijíma informácie z koncových tlačidiel iných nervových buniek a koncových tlačidiel týchto nervových buniek zasa synapse s ostatnými neurónmi.

Hlavné pojmy

Terminálne tlačidlo je definované ako malé zhrubnutie na konci axónu, ktorý vysiela informácie do synapsie. Zatiaľ čo axón je druh pretiahnutého a tenkého „drôtu“, ktorý prenáša správy z jadra neurónu do jeho koncového tlačidla.

Terminálne tlačidlá nervových buniek sa môžu synapse s membránou soma alebo dendritov.

Schéma neurónu

Telo alebo telo bunky obsahuje jadro neurónu; Má mechanizmy, ktoré umožňujú údržbu bunky. Namiesto toho sú dendrity stromové vetvy neurónu, ktoré začínajú od soma.

Keď akčný potenciál prechádza axónom neurónu, tlačidlá terminálu uvoľňujú chemikálie. Tieto látky môžu mať excitačné alebo inhibičné účinky na neuróny, s ktorými sa spájajú. Na konci celého procesu pôsobia účinky týchto synapsií na naše správanie.

Akčný potenciál je produktom komunikačných procesov v neuróne. V ňom existuje množstvo zmien v axónovej membráne, ktoré spôsobujú uvoľňovanie chemických látok alebo neurotransmiterov.

Neuróny si vymieňajú neurotransmitery pri svojich synapsiách ako spôsob, ako si navzájom posielať informácie.

Štruktúra neuronálnej synapsie

Synaptický prenosový proces v neurónoch

Neuróny komunikujú prostredníctvom synapsií a správy sa prenášajú uvoľňovaním neurotransmiterov. Tieto chemikálie difundujú do tekutého priestoru medzi koncovými tlačidlami a membránami, ktoré vytvárajú synapsie.

Presynaptický neruón

Neurón, ktorý prostredníctvom svojho terminálneho tlačidla uvoľňuje neurotransmitery, sa nazýva presynaptický neurón. Zatiaľ čo ten, ktorý prijíma informácie, je postsynaptický neurón.

Presynaptický neurón (hore) a postsynaptický neurón (dole). Presynaptický priestor je medzi nimi

Ak tieto zachytávajú neurotransmitery, vytvárajú sa takzvané synaptické potenciály. To znamená, že ide o zmeny membránového potenciálu postsynaptického neurónu.

Na komunikáciu musia bunky vylučovať chemikálie (neurotransmitery), ktoré sú detekované špecializovanými receptormi. Tieto receptory pozostávajú zo špecializovaných proteínových molekúl.

Tieto javy sú jednoducho rozlíšené vzdialenosťou medzi neurónom, ktorý uvoľňuje látku, a receptormi, ktoré ju zachytávajú.

Postsynaptický neurón

Neurotransmitery sú teda uvoľňované koncovými tlačidlami presynaptického neurónu a sú detegované prostredníctvom receptorov umiestnených na membráne postsynaptického neurónu. Aby došlo k tomuto prenosu, musia byť obe neuróny umiestnené v tesnej blízkosti.

Synaptický priestor

Na rozdiel od toho, čo sa dá myslieť, sa však neuróny, ktoré vytvárajú chemické synapsie, fyzicky nespájajú. V skutočnosti medzi nimi existuje priestor známy ako synaptický priestor alebo synaptický rozštep.

Zdá sa, že tento priestor sa mení od synapsie k synapse, ale je všeobecne široký okolo 20 nanometrov. V synaptickej štrbine je sieť vlákien, ktorá udržuje zarovnané pre a postsynaptické neuróny.

Akčný potenciál

A. Schematický pohľad na ideálny akčný potenciál. B. Skutočný záznam o akčnom potenciáli. Zdroj: en: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Aby došlo k výmene informácií medzi dvoma neurónmi alebo neurónovými synapsiami, musí sa najskôr vyskytnúť akčný potenciál.

Tento jav sa vyskytuje v neuróne, ktorý vysiela signály. Membrána tohto článku má elektrický náboj. V skutočnosti sú membrány všetkých buniek v našom tele elektricky nabité, ale iba axóny môžu spustiť akčný potenciál.

Rozdiel medzi elektrickým potenciálom vo vnútri neurónu a zvonku sa nazýva membránový potenciál.

Tieto elektrické zmeny medzi vnútornou a vonkajšou stranou neurónu sú sprostredkované existujúcimi koncentráciami iónov, ako je sodík a draslík.

Ak dôjde k veľmi rýchlemu obráteniu membránového potenciálu, nastane akčný potenciál. Pozostáva z krátkeho elektrického impulzu, ktorý axón vedie z soma alebo jadra neurónu do koncových tlačidiel.

Je potrebné dodať, že membránový potenciál musí prekročiť určitý prah excitácie, aby došlo k akčnému potenciálu. Tento elektrický impulz sa premieta do chemických signálov, ktoré sa uvoľňujú pomocou tlačidla terminálu.

Ako funguje synapse?

Multipolárny neurón. Zdroj: BruceBlaus

Neuróny obsahujú vaky nazývané synaptické vezikuly, ktoré môžu byť veľké alebo malé. Všetky terminálne tlačidlá majú malé vezikuly, ktoré vo vnútri nesú molekuly neurotransmiterov.

Vezikuly sa vyrábajú v mechanizme umiestnenom v soma zvanom Golgiho aparát. Potom sa transportujú blízko tlačidla terminálu. Môžu sa však tiež vyrábať na tlačidle terminálu z „recyklovaného“ materiálu.

Ak je akčný potenciál vyslaný pozdĺž axónu, dochádza k depolarizácii (excitácii) presynaptickej bunky. V dôsledku toho sa vápnikové kanály neurónu otvoria, čo umožňuje vstup vápnikových iónov.

Po príchode akčného potenciálu presynaptický neurón depolarizuje a otvorené vápnikové kanály vstupujú do iónov

Tieto ióny sa viažu na molekuly na membránach synaptických vezikúl, ktoré sú na koncovom gombíku. Uvedená membrána sa zlomí a zlúči sa s membránou koncového tlačidla. To vedie k uvoľňovaniu neurotransmitera do synaptického priestoru.

Bunková cytoplazma zachytáva zostávajúce kúsky membrány a prenáša ich do cisterien. Tam sa recyklujú a vytvárajú s nimi nové synaptické vezikuly.

Uvoľňovanie neurotransmiterov z presynaptického neurónu a väzba na receptory v postsynaptickom neuróne

Postsynaptický neurón má receptory, ktoré zachytávajú látky, ktoré sú v synaptickom priestore. Sú známe ako postsynaptické receptory a keď sú aktivované, spôsobujú otvorenie iónových kanálov.

Ilustrácia chemickej synapsie. Keď sa otvorí dostatok sodíkových kanálov, postsynaptická bunka depolarizuje a akčný potenciál pokračuje neurónom.

Keď sa tieto kanály otvoria, určité látky vstupujú do neurónu, čo spôsobuje postsynaptický potenciál. To môže mať excitačné alebo inhibičné účinky na bunku v závislosti od typu otvoreného iónového kanála.

Normálne sa vyskytujú excitačné postsynaptické potenciály, keď sodík preniká do nervových buniek. Inhibítory sa vyrábajú únikom draslíka alebo vstupom chlóru.

Vstup vápnika do neurónu spôsobuje excitačné postsynaptické potenciály, aj keď tiež aktivuje špecializované enzýmy, ktoré spôsobujú fyziologické zmeny v tejto bunke. Napríklad spúšťa vytesnenie synaptických vezikúl a uvoľňovanie neurotransmiterov.

Uľahčuje tiež štrukturálne zmeny v neuróne po učení.

Dokončenie synapsie

Postsynaptické potenciály sú zvyčajne veľmi krátke a ukončujú sa pomocou špeciálnych mechanizmov.

Jednou z nich je inaktivácia acetylcholínu enzýmom nazývaným acetylcholinesteráza. Neurotransmiterové molekuly sa odstraňujú zo synaptického priestoru spätným vychytávaním alebo reabsorpciou transportérmi, ktoré sú na presynaptickej membráne.

Presynaptické aj postsynaptické neuróny teda majú receptory, ktoré zachytávajú prítomnosť chemikálií okolo nich.

Existujú presynaptické receptory nazývané autoreceptory, ktoré regulujú množstvo neurotransmitera, ktorý neurón uvoľňuje alebo syntetizuje.

Typy synapsie

Elektrické synapsie

Ilustrácia elektrickej synapsie. Akčný potenciál sa oceňuje

V nich prebieha elektrická neurotransmisia. Dva neuróny sú fyzicky spojené prostredníctvom proteínových štruktúr známych ako „medzerové spoje“ alebo medzerové spoje.

Tieto štruktúry umožňujú, aby zmeny elektrických vlastností jedného neurónu priamo ovplyvňovali druhého a naopak. Týmto spôsobom by tieto dva neuróny pôsobili, akoby boli jeden.

Chemické synapsie

Schéma chemickej synapsie. Zdroj: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)

Chemická neurotransmisia sa vyskytuje pri chemických synapsiách. Neurony pred a postsynaptické sú oddelené synaptickým priestorom. Akčný potenciál v presynaptickom neuróne by spôsobil uvoľnenie neurotransmiterov.

Tieto dosahujú synaptickú rozštep, sú k dispozícii na uplatnenie ich účinkov na postsynaptické neuróny.

Vzrušujúce synapsie

Príkladom excitačnej neurónovej synapsie by mohol byť reflex pri stiahnutí, keď vyhoríme. Senzorický neurón by odhalil horúci predmet, pretože by stimuloval jeho dendrity.

Tento neurón by posielal správy prostredníctvom svojho axónu na svoje terminálne tlačidlá umiestnené v mieche. Koncové tlačidlá senzorického neurónu by uvoľňovali chemikálie známe ako neurotransmitery, ktoré by excitovali neurón, s ktorým sa synaptizuje. Konkrétne na interneurón (ten, ktorý sprostredkúva senzorické a motorické neuróny).

To by spôsobilo, že interneurón posielal informácie pozdĺž svojho axónu. Terminálne tlačidlá interneurónu potom vylučujú neurotransmitery, ktoré excitujú motorický neurón.

Tento typ neurónu by posielal správy pozdĺž svojho axónu, ktorý sa viaže na nerv, aby dosiahol cieľový sval. Akonáhle sú neurotransmitery uvoľnené z koncových tlačidiel motorického neurónu, svalové bunky sa sťahujú, aby sa vzdialili od horúceho objektu.

Inhibičné synapsie

Tento typ synapsie je o niečo zložitejší. Uvádzame nasledujúci príklad: predstavte si, že z rúry vyberiete veľmi horúci podnos. Nosíte palčiaky tak, aby ste sa nespálili, sú však trochu tenké a teplo ich začína prekonávať. Namiesto toho, aby ste zásobník upustili na podlahu, pokúste sa trochu vydržať teplo, kým nebude na povrchu.

Reakcia stiahnutia tela na bolestivý stimul by nás prinútila pustiť objekt, aj keď sme tento impulz kontrolovali. Ako sa tento jav vytvára?

Je vnímané teplo prichádzajúce zo zásobníka, čo zvyšuje aktivitu excitačných synapsií na motorických neurónoch (ako je vysvetlené v predchádzajúcej časti). Tomuto vzrušeniu však čelí inhibícia, ktorá pochádza z inej štruktúry: nášho mozgu.

Vysiela informácie, ktoré naznačujú, že ak zásobník opustíme, môže to byť úplná katastrofa. Preto sa do miechy posielajú správy, ktoré bránia odrazu pri odbere.

Za týmto účelom axón z neurónu v mozgu dosiahne miechu, kde jeho terminálne tlačidlá synchronizujú s inhibičným interneurónom. Vylučuje inhibičný neurotransmiter, ktorý znižuje aktivitu motorického neurónu a blokuje odrazový reflex.

Dôležité je, že to sú len príklady. Procesy sú skutočne komplexnejšie (najmä inhibičné), do ktorých sú zapojené tisíce neurónov.

Synapse triedy podľa miest, kde sa vyskytujú

- Axodendritické synapsie: v tomto type sa tlačidlo terminálu spája s povrchom dendritu. Alebo s dendritickými chrbticami, ktoré sú malými výčnelkami umiestnenými na dendritoch v niektorých typoch neurónov.

- Axosomatické synapsie: v týchto prípadoch sa terminálne tlačidlo synaptuje so somou alebo jadrom neurónu.

- Axoaxonické synapsie : terminálne tlačidlo presynaptickej bunky sa spája s axónom postsynaptickej bunky. Tieto typy synapsií fungujú odlišne od ostatných dvoch. Jeho funkciou je znížiť alebo zvýšiť množstvo neurotransmitera, ktorý je uvoľňovaný koncovým tlačidlom. Takto podporuje alebo inhibuje aktivitu presynaptického neurónu.

Boli tiež nájdené dendrodendritické synapsie, ale ich presná úloha v neurónovej komunikácii nie je v súčasnosti známa.

Látky uvoľňované pri neurónovej synapsii

1. Carlson, NR (2006). Fyziológia správania 8. vydanie Madrid: Pearson. pp: 32-68.
2. Cowan, WM, Südhof, T. & Stevens, CF (2001). Synapsie. Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
3. Elektrická synapse. (SF). Zdroj: 28. februára 2017, z Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (nd). Neuróny, synapsie, akčné potenciály a neurotransmisia. Získané 28. februára 2017, od CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, JG, Martín, A R., Fuchs, P. A a Wallace, BG (2001). Od Neurona po Braina, 4. vydanie. Sunderland, MA: Sinauer.
6. Synapse. (SF). Získané 28. februára 2017, z University of Washington: faculty.washington.edu.