Synapse: čo to je, ako táto jednotka funguje, funguje a narušuje

Synapsia je priestor medzi dvoma neurónmi, ktorý umožňuje komunikáciu alebo synaptický prenos.

Synapsie sa nachádzajú v celom tele, nielen v mozgu.

Premietajú sa do svalov na svalovú kontrakciu a zabezpečujú aj mnohé ďalšie funkcie, ktoré nervový systém zastrešuje.

Úloha presynaptickej komunikácie

Presynaptické neurón Je to nervová bunka, ktorá spúšťa signál. V mnohých spojeniach v tele sú tieto bunkové jednotky vezikuly naplnené neurotransmitermi. Keď je presynaptický neurón vystrelený akčným potenciálom, elektrický signál sa šíri pozdĺž jeho axónu k zakončeniu axónu. Táto excitácia signalizuje vezikulám naplneným chemickými látkami, aby sa spojili s membránou terminálu axónu. Táto fúzia umožňuje vytesnenie neurotransmiterov do synaptickej štrbiny. Akonáhle sa neurotransmitery uvoľnia, môžu pôsobiť na receptory na postsynaptickom neuróne.

Úloha postsynaptickej komunikácie

Postsynaptický neurón je bunka, ktorá prijíma signál. Tieto signály sú prijímané dendritmi. Keď sú neurotransmitery prítomné v synapsii, cestujú cez štrbinu, aby sa naviazali na receptory na postsynaptickej nervovej bunke. Keď sa neurotransmiter naviaže na receptor na dendrite postsynaptického neurónu, môže spustiť akčný potenciál. Potom sa tento akčný potenciál môže šíriť a ovplyvňovať ďalšiu komunikáciu.

Čo sú synapsie

V nervovom systéme existujú dva hlavné typy spojení: chemické a elektrické. To vyvoláva otázku: prečo nervový systém potrebuje dva typy a ako sa navzájom líšia?

Typy spojov: chemické

Chemické synapsie sú akýkoľvek typ komunikácie, ktorý využíva neurotransmitery na vedenie impulzu cez malú medzeru medzi presynaptickými a postsynaptickými neurónmi. Tieto typy nie sú vo vzájomnom fyzickom kontakte. Keďže prenos signálu závisí od uvoľňovania chemikálií, signál sa môže šíriť iba jedným smerom. Toto je zostupný smer od presynaptického k postsynaptickému neurónu. Tieto typy sú bežné v celom tele. Chemikálie uvoľnené na týchto typoch synapsií vystrelia ďalší neurón. Chemické uvoľnenia sa môžu viazať na receptory na postsynaptických neurónoch a majú inhibičný účinok.

Pri brzdení sa signálu zabráni v ďalšom šírení. Chemické synapsie sú najbežnejším typom v tele. Je to preto, že rôzne neurotransmitery a receptory sú schopné interpretovať signály vo veľkých kombináciách. Napríklad kombinácia neurotransmiterov a receptorov môže inhibovať signál na jednom postsynaptickom neuróne, ale excituje veľké množstvo iných postsynaptických neurónov. Chemikálie poskytujú flexibilitu signalizácie, ktorá ľuďom umožňuje zapojiť sa do úloh na vysokej úrovni. Táto flexibilita je však drahá. Chemické väzby sú oneskorené kvôli potrebe rozptýliť neurotransmiter a naviazať sa na postsynaptický neurón. Toto oneskorenie je veľmi malé, ale stále je to dôležitý bod pri porovnaní týchto dvoch typov.

Typy odkazov: elektrické

Elektrické synapsie sú typy spojení, ktoré využívajú elektrickú energiu na vedenie impulzov z jednej nervovej bunky do druhej. Tieto prepojenia sú vo vzájomnom priamom kontakte prostredníctvom spojenia. Tie sú vďaka svojmu fyzickému kontaktu schopné vysielať signály oboma smermi, na rozdiel od chemických väzieb. Ich fyzický kontakt a použitie elektriny umožňuje, aby elektrické spojenia fungovali veľmi rýchlo. Prenos je tiež jednoduchý a efektívny na elektrických synapsiách, pretože signál nie je potrebné konvertovať.

Ďalším kľúčovým rozdielom medzi chemickou a elektrickou väzbou je to, že elektrické synapsie môžu byť iba excitačné. Výskyt stimulu znamená, že elektrická synapsia môže len zvýšiť pravdepodobnosť vystrelenia neurónu akčný potenciál na rozdiel od inhibície, čo znamená, že znižuje pravdepodobnosť spustenia nervových buniek pulz. To sa dá dosiahnuť iba chemickým uvoľňovaním.

Napriek extrémne vysokej rýchlosti sa tieto typy budiacich signálov nedajú prenášať na veľké vzdialenosti. Sústreďujú sa hlavne v špecializovaných oblastiach mozgu, kde je potrebná veľmi rýchla akcia. Najlepším príkladom je veľký počet elektrických synapsií v sietnici, časti oka, ktorá prijíma svetlo. Zrak a zrakové vnímanie sú dominantnými zmyslami a oči neustále dostávajú vizuálne zmyslové informácie.

Tieto informácie tiež fungujú na spätnej väzbe, keď interagujeme s naším prostredím, čo je znamená, že dostávame informácie z nášho prostredia a okamžite na ne vytvárame primeranú reakciu jej. To je dôvod, prečo dáva zmysel, že elektrické synapsie sú tu viditeľné vo vysokej koncentrácii. Rýchla akcia, viac smerov a efektívne využitie zaisťujú maximálnu funkčnosť.

Štruktúra

Synapsie sa skladajú z troch hlavných prvkov: presynaptická membrána, postsynaptická membrána a synaptická štrbina.

Kde sú synapsie v mozgu?

Nachádzajú sa v celom nervovom systéme. Poskytujú komplexné myslenie, koordinovaný pohyb a väčšinu našich základných funkcií. Nachádzajú sa v mozgu a mieche, ktoré tvoria centrálny nervový systém, a v periférnom nervovom systéme, ktorý zahŕňa výbežky neurónov na svalové bunky. Dobrým príkladom umiestnenia synapsií v tele je neuromuskulárne spojenie.

Nervovosvalové spojenie pozostáva z motorického neurónu a svalového vlákna, ktoré je súčasťou periférneho nervového systému. V tomto prípade táto bunka nie je, ale svalové vlákno má špecializovanú oblasť, ktorá pôsobí synchronizovane s tým, ako neurón reaguje v prvej fáze. Táto oblasť je tiež potrebná na komunikáciu a má receptory, ktoré sa viažu na neurotransmitery uvoľnené na synapsii.

V neuromuskulárnom spojení uvoľňujú presynaptické nervové bunky acetylcholín ako neurotransmiter. Na nervovosvalovom spojení acetylcholín stimuluje svalové vlákna a spôsobuje svalovú kontrakciu. Presynaptickej nervovej bunke v nervovosvalovom spojení treba povedať, aby uvoľnila acetylcholín. Nedeje sa to samo od seba, ale prostredníctvom množstva ďalších neurónov, ktoré spolu komunikujú.

Čo robia?

Zistilo sa, že synapsie sú dôležité v neurálnej komunikácii, ale čo vlastne robia? Ako skutočne umožňujú komunikáciu s neurónmi a kto začína konverzáciu? Pri prezentácii úlohy presynaptického neurónu boli excitačné vlastnosti impulzu uvedené vyššie.

Akčný potenciál je spôsob, akým môžu neuróny posielať prijaté informácie pozdĺž svojich axónov a iniciovať pokračovanie signálu do iného neurónu.

Takýto impulz umožňuje prenos elektrických signálov pozdĺž axónu a potom môže byť signál prenášaný na ostatných. Ako už bolo spomenuté vyššie, predstavením úlohy presynaptického neurónu sa neurotransmitery uvoľňujú do synapsie, takže signál je prenášaný v reťazci. Chemické uvoľnenie je potom zachytené postsynaptickým neurónom a potom prevedené späť na elektrický signál, aby sa dostal k ostatným. Aj keď nie všetky synapsie fungujú na uvoľňovanie neurotransmiterov. Mnoho synapsií v mozgu je čisto elektrických.

V neurobiológii a neurológii

Pochopenie tohto všetkého nám umožňuje pochopiť, ako funguje komunikácia v mozgu. To je mimoriadne dôležité, keď sa snažíme rozlúštiť príčiny a nakoniec vyvinúť liečbu neurologických chorôb a porúch. Vedieť o funkcii synapsií je prospešné nielen pre neurovedcov a neurológov, ale aj pre každého!