Поделиться:
Структура нейронального синапса, типы и как он работает
нейрональный синапс состоит из объединения терминальных кнопок двух нейронов с целью передачи информации. Слово синапс происходит от греческого sunaptein, что означает "собирать".
В синапсе нейрон отправляет сообщение, а часть другого получает его. Таким образом, связь обычно происходит в одном направлении: от терминальной кнопки одного нейрона или клетки к мембране другой клетки. Хотя это правда, что есть некоторые исключения.
Каждый отдельный нейрон получает информацию от терминальных кнопок других нервных клеток. И, в свою очередь, терминальные кнопки последних синапсов с другими нейронами.
Терминальная кнопка определяется как небольшое утолщение на конце аксона, который отправляет информацию в синапс. Принимая во внимание, что аксон - это своего рода удлиненный и тонкий «кабель», который передает сообщения от ядра нейрона к его терминальной кнопке..
Один нейрон может получать информацию от сотен нейронов, и каждый из них может установить с ним большое количество синапсов.
Терминальные кнопки нервных клеток могут синапсироваться с мембраной сомы или дендритами.
Тело сомы или клетки содержит ядро нейрона. У него есть механизмы, которые позволяют поддерживать клетку. Напротив, дендриты - это ветви нейрона, похожие на дерево, которое начинается с сомы..
Когда потенциал действия проходит через аксон нейрона, кнопки терминала выпускают химикаты. Эти вещества могут оказывать возбуждающее или ингибирующее действие на нейроны, с которыми они связаны. В конце всего процесса эффекты этих синапсов порождают наше поведение.
Потенциал действия является продуктом коммуникационных процессов внутри нейрона. В нем есть ряд изменений в мембране аксона, которые вызывают выброс химических веществ или нейротрансмиттеров.
Нейроны обмениваются нейротрансмиттерами в своих синапсах как способ передачи информации друг другу.
Захватывающие синапсы
Примером возбуждающих нейрональных синапсов может быть абстинентный рефлекс, когда мы сжигаем. Сенсорный нейрон будет обнаруживать горячий объект, так как он будет стимулировать его дендриты.
Этот нейрон посылал сообщения через свой аксон к его терминальным кнопкам, расположенным в спинном мозге. Терминальные кнопки сенсорного нейрона высвобождают химические вещества, известные как нейротрансмиттеры, которые возбуждают нейрон, с которым синапс.
В частности, к интернейрону (который является посредником между сенсорными и моторными нейронами). Это заставит интернейрон посылать информацию по своему аксону. В свою очередь, терминальные кнопки интернейрона выделяют нейромедиаторы, которые возбуждают моторный нейрон.
Этот тип нейрона будет отправлять сообщения вдоль своего аксона, который соединяет нерв, чтобы достичь целевой мышцы. Как только нейротрансмиттеры высвобождаются с помощью терминальных кнопок моторного нейрона, мышечные клетки сокращаются, чтобы уйти от горячего объекта.
Ингибирующие синапсы
Этот тип синапса несколько сложнее. Это будет дано в следующем примере: представьте, что вы достаете из духовки очень горячий поднос. Вы носите варежки, чтобы не обжечься, однако они тонкие и жар начинает их превышать. Вместо того, чтобы бросать лоток на землю, старайтесь немного поддерживать тепло, пока не оставите его на поверхности.
Реакция абстиненции нашего организма до того, как болезненный стимул заставил бы нас освободить объект, даже при этом мы контролировали этот импульс. Как происходит это явление?
Тепло, поступающее из лотка, воспринимается, увеличивая активность возбуждающих синапсов на двигательных нейронах (как объяснено в предыдущем разделе). Однако этому возбуждению противодействует торможение, исходящее от другой структуры: нашего мозга.
Это посылает информацию, указывающую, что, если мы уроним лоток, это может быть полной катастрофой. Поэтому сообщения направляются в спинной мозг, которые предотвращают рефлекс вывода.
Для этого аксон нейрона головного мозга достигает спинного мозга, где его терминальные кнопки синапсуются тормозящим интернейроном. Это выделяет тормозной нейромедиатор, который снижает активность двигательного нейрона, блокируя абстинентный рефлекс.
Важно отметить, что это только примеры. Процессы действительно более сложные (особенно тормозные), в них участвуют тысячи нейронов..
Потенциал действия
Для обмена информацией между двумя нейронами или нейронными синапсами, во-первых, должен быть потенциал действия.
Это явление происходит в нейроне, который посылает сигналы. Мембрана этой ячейки имеет электрический заряд. На самом деле, мембраны всех клеток нашего тела имеют электрический заряд, но только аксоны могут вызвать потенциалы действия.
Разница между электрическим потенциалом внутри нейрона и снаружи, называется мембранным потенциалом.
Эти электрические изменения между внутренней и внешней частью нейрона опосредованы существующими концентрациями ионов, таких как натрий и калий.
Когда происходит очень быстрая инверсия мембранного потенциала, создается потенциал действия. Он состоит из короткого электрического импульса, который аксон ведет от сомы или ядра нейрона к терминальным кнопкам.
Следует добавить, что потенциал мембраны должен превышать определенный порог возбуждения для возникновения потенциала действия. Этот электрический импульс преобразуется в химические сигналы, которые передаются через кнопку терминала.
Строение нейронального синапса
Нейроны общаются через синапсы, а сообщения передаются через высвобождение нейротрансмиттеров..
Эти химические вещества диффундируют в жидкое пространство между терминальными кнопками и мембранами, которые устанавливают синапсы.
Нейрон, который выпускает нейротрансмиттеры через свою терминальную кнопку, называется пресинаптическим нейроном. В то время как тот, кто получает информацию, является постсинаптическим нейроном.
Когда последний захватывает нейротрансмиттеры, возникают так называемые синаптические потенциалы. То есть они представляют собой изменения в мембранном потенциале постсинаптического нейрона.
Чтобы общаться, клетки должны секретировать химические вещества (нейротрансмиттеры), которые обнаруживаются специализированными рецепторами. Эти рецепторы состоят из специализированных белковых молекул.
Эти явления просто различаются по расстоянию между нейроном, который выделяет вещество, и рецепторами, которые его захватывают..
Таким образом, нейротрансмиттеры высвобождаются терминальными кнопками пресинаптического нейрона и обнаруживаются через рецепторы, расположенные в мембране постсинаптического нейрона. Чтобы эта передача произошла, оба нейрона должны находиться на близком расстоянии..
Однако, вопреки тому, что можно думать, нейроны, которые создают химические синапсы, физически не объединяются. На самом деле между ними существует пространство, известное как синаптическое пространство или синаптическая щель.
Это пространство, кажется, изменяется от одного синапса к другому, но обычно имеет ширину около 20 нанометров. В синаптической щели имеется сеть филаментов, которая сохраняет пре- и постсинаптические нейроны выровненными.
нейротрансмиссия
Нейротрансмиссия или синаптическая передача - это связь между двумя нейронами благодаря обмену химическими или электрическими сигналами через синапсы..
Электрические синапсы
В них есть электрическая нейротрансмиссия. Два нейрона физически связаны через белковые структуры, известные как «щелевые соединения» или соединение в щели.
Эти структуры позволяют изменениям электрических свойств одного нейрона оказывать непосредственное влияние на другой и наоборот. Таким образом, два нейрона будут действовать так, как если бы они были одним.
Химические синапсы
В них происходит химическая нейротрансмиссия. Пре и постсинаптические нейроны разделены синаптическим пространством. Потенциал действия в пресинаптическом нейроне может вызвать высвобождение нейротрансмиттеров.
Они достигают синаптической щели, будучи доступными для воздействия на постсинаптические нейроны..
Вещества, выделяемые в синапсе нейронов
Во время нейрональной коммуникации высвобождаются не только нейротрансмиттеры, такие как серотонин, ацетилхолин, дофамин, норадреналин и т. Д. Другие химические вещества, такие как нейромодуляторы, также могут высвобождаться.
Они так называются, потому что они модулируют активность многих нейронов в определенной области мозга. Они сегрегируются в большем количестве и проходят большие расстояния, распространяясь шире, чем нейротрансмиттеры..
Другим типом веществ являются гормоны. Они высвобождаются клетками эндокринных желез, которые расположены в разных частях тела, таких как желудок, кишечник, почки и мозг..
Гормоны высвобождаются во внеклеточную жидкость (вне клеток) и впоследствии захватываются капиллярами. Затем они распределяются по всему организму через кровоток. Эти вещества могут связываться с нейронами, которые имеют специальные рецепторы, чтобы захватить их.
Таким образом, гормоны могут влиять на поведение, изменяя активность нейронов, которые их получают. Например, тестостерон, кажется, увеличивает агрессию у большинства млекопитающих.
Типы нейрональных синапсов
Нервные синапсы можно разделить на три типа в зависимости от места их возникновения..
- Аксодендритные синапсы: в этом типе кнопка терминала соединяется с поверхностью дендрита. Или с дендритными шипами, которые представляют собой небольшие выпуклости, расположенные на дендритах в некоторых типах нейронов.
- Аксосоматические синапсы: в них терминальная кнопка синапта с сомой или ядром нейрона.
- Аксоаксонические синапсы: концевая кнопка пресинаптической клетки соединяется с аксоном постсинаптической клетки.
Этот тип синапса работает иначе, чем два других. Его функция заключается в уменьшении или усилении количества нейротрансмиттера, которое высвобождается кнопкой терминала. Таким образом, он стимулирует или ингибирует активность пресинаптического нейрона.
Также были обнаружены дендродендритные синапсы, но их точная функция в нейрональной коммуникации в настоящее время не известна..
Как происходит синапс?
Нейроны содержат мешочки, называемые синаптическими пузырьками, которые могут быть большими или маленькими. Все терминальные кнопки имеют маленькие пузырьки, которые несут молекулы нейромедиатора внутри них.
Везикулы производятся в механизме, расположенном в соме, называемом аппаратом Гольджи. Затем они транспортируются возле кнопки терминала. Однако их также можно изготовить на кнопке терминала из «переработанного» материала.
Когда потенциал действия направляется вдоль аксона, происходит деполяризация (возбуждение) клетки. В результате кальциевые каналы нейрона открываются, позволяя ионам кальция проникать в него..
Эти ионы связываются с молекулами мембран синаптических пузырьков, которые находятся в терминальной кнопке. Упомянутая мембрана сломана, сливаясь с мембраной кнопки терминала. Это приводит к высвобождению нейротрансмиттера в синаптическое пространство..
Цитоплазма клетки захватывает оставшиеся кусочки мембраны и переносит их в цистерны. Там они перерабатывают, создавая новые синаптические пузырьки с ними.
Постсинаптический нейрон имеет рецепторы, которые захватывают вещества, которые находятся в синаптическом пространстве. Они известны как постсинаптические рецепторы, и когда они активируются, они производят открытие ионных каналов..
Когда эти каналы открываются, определенные вещества попадают в нейрон, вызывая постсинаптический потенциал. Это может оказывать возбуждающее или ингибирующее воздействие на клетку в зависимости от типа открытого ионного канала..
Обычно возбуждающие постсинаптические потенциалы возникают, когда натрий попадает в нервную клетку. В то время как ингибиторы производятся выходом калия или входом хлора.
Поступление кальция в нейрон вызывает постсинаптические возбуждающие потенциалы, хотя он также активирует специализированные ферменты, которые вызывают физиологические изменения в этой клетке. Например, он вызывает смещение синаптических пузырьков и высвобождение нейротрансмиттеров..
Это также облегчает структурные изменения в нейроне после обучения.
Завершение синапса
Постсинаптические потенциалы обычно очень короткие и заканчиваются через специальные механизмы.
Одним из них является инактивация ацетилхолина ферментом, называемым ацетилхолинэстераза. Нейротрансмиттерные молекулы удаляются из синаптического пространства путем повторного захвата или реабсорбции транспортерами, которые находятся в пресинаптической мембране..
Таким образом, как пресинаптические, так и постсинаптические нейроны имеют рецепторы, которые улавливают присутствие химических веществ вокруг них..
Существуют пресинаптические рецепторы, называемые ауторецепторами, которые контролируют количество нейромедиатора, который высвобождает или синтезирует нейрон.
ссылки
- Карлсон, Н.Р. (2006). Физиология поведения 8-е изд. Мадрид: Пирсон. С. 32-68..
- Cowan, W.M., Südhof, T. & Stevens, C.F. (2001). Синапсы. Baltirnore, MD: Университетская пресса Джонса Хопкинса.
- Электрический синапс (Н.Д.). Получено 28 февраля 2017 года из Папского университета Католической Республики Чили: 7.uc.cl.
- Stufflebeam, R. (s.f.). Нейроны, синапсы, потенциалы действия и нейротрансмиссия. Получено 28 февраля 2017 г. из CCSI: mind.ilstu.edu.
- Nicholls, J.G., Martin, A.R., Fuchs, P.A, & Wallace, B.G. (2001). От нейрона к мозгу, 4-е изд. Сандерленд, Массачусетс: Синауэр.
- Синапс. (Н.Д.). Получено 28 февраля 2017 г. из Вашингтонского университета: faculty.washington.edu.