Невронният синапс е основен компонент на нервната система, който осигурява комуникация между невроните. В този процес информацията се предава от един неврон на друг чрез електрически и химични сигнали. Структурата на синапса е сложна и включва наличието на аксонови окончания, синаптични везикули, невротрансмитери и постсинаптични рецептори. Съществуват различни видове синапси, като възбуждащи и инхибиторни, които играят специфична роля в предаването на информация в мозъка. Функционирането на невронния синапс е от съществено значение за процеси като учене, памет, двигателна координация и други когнитивни функции.
Какви са различните начини, по които невроните се свързват в нервната система?
Синапсите са специализирани връзки между невроните в нервната система, които позволяват предаването на електрически и химични сигнали. Съществуват различни видове връзки между невроните, които могат да бъдат класифицирани в три основни типа: аксодендритни синапси, аксосоматични синапси и аксоаксонални синапси.
Аксодендритните синапси са тези, при които аксонът на един неврон се свързва с дендрита на друг неврон. Това е най-често срещаната форма на синапс в нервната система и е отговорна за предаването на информация от един неврон на друг. Аксосоматичните синапси възникват, когато аксонът на един неврон се свързва директно с клетъчното тяло на друг неврон. Тези синапси са важни за регулиране на невронната активност и интегриране на сигнали от различни източници.
Накрая, аксоаксоналните синапси са тези, при които аксонът на един неврон се свързва с аксона на друг неврон. Тези синапси са по-рядко срещани, но играят важна роля в модулирането на невронната активност и регулирането на потока от информация в нервната система.
Всеки тип синапс има специфични функции и допринася за сложността и ефективността на нервната система.
Разберете как работят невронните синапси в 15 думи.
Невронният синапс е връзката между невроните, където се осъществява предаването на химическа и електрическа информация.
Невротрансмитерите се освобождават в синаптичната цепнатина и се свързват с рецептори на постсинаптичната мембрана.
Това генерира постсинаптичен потенциал , който може да бъде възбуждащ или инхибиторен, влияейки върху предаването на нервния импулс.
Съществуват различни видове синапси, като възбуждащи и инхибиторни синапси , които изпълняват специфични функции в нервната система.
Разбирането на това как работят невронните синапси е от съществено значение за разбирането как мозъкът ни обработва информация.
Разберете как работи синапсът и неговото значение в нервната система.
Синапсът е фундаментална структура във функционирането на нервната система, отговорна за предаването на информация между невроните. Той е от съществено значение за комуникацията между нервните клетки и за координиране на мозъчната и телесната дейност.
В синапса комуникацията се осъществява чрез невротрансмитери - химикали, освобождавани от един неврон и поемани от друг. Тези невротрансмитери се освобождават от синаптични везикули, разположени в края на аксона на предаващия неврон, и се свързват с рецептори на мембраната на приемащия неврон, задействайки нервен импулс.
Съществуват два основни вида синапси: електрически и химични. При електрическите синапси комуникацията се осъществява чрез директно преминаване на йони между невроните, което позволява по-бързо предаване на нервния импулс. При химичните синапси комуникацията се осъществява чрез невротрансмитери, което позволява по-голяма модулация и контрол на предавания сигнал.
Синапсите са изключително важни за функционирането на нервната система, тъй като те позволяват интегрирането на сензорната информация, координацията на мускулните движения и регулирането на жизненоважни функции като дишане и кръвообращение. Те участват и в когнитивните процеси като памет, учене и емоции.
Правилното му функциониране е от съществено значение за поддържането на хомеостазата и здравето на индивида.
Изследване на структурите, участващи в предаването на сигнали между невроните: частите на синапса.
Синапсът е структурата, отговорна за предаването на сигнали между невроните, осигурявайки комуникация в нервната система. Той е съставен от няколко части, които изпълняват специфични функции по време на този процес.
Една от основните части на синапса е аксонният край, който освобождава невротрансмитери в синаптичното пространство. Тези невротрансмитери са химикали, които предават сигнали от един неврон към друг. Друга важна част е синаптичната цепнатина, която е пространството между аксонния край и постсинаптичната мембрана.
Постсинаптичната мембрана съдържа специфични рецептори за невротрансмитери, които се свързват с тези рецептори и предизвикват реакция в постсинаптичния неврон. Тази реакция може да включва отваряне на йонни канали, промяна на акционния потенциал на неврона и разпространение на сигнала.
Съществуват различни видове синапси, като например електрически синапси и химични синапси. В електрическите синапси невроните са свързани чрез цепковидни връзки, които позволяват директното преминаване на йони между тях. В химичните синапси комуникацията се осъществява чрез невротрансмитери.
Разбирането на това как работят тези структури е от съществено значение за разбирането как мозъкът обработва информация и контролира функциите на тялото.
Неврален синапс: структура, видове и как работи
Невроналният синапс е съединението на крайните връзки на два неврона за предаване на информация. В този контекст единият неврон изпраща съобщението, докато част от другия го получава.
По този начин комуникацията обикновено се осъществява в една посока: от крайния бутон на един неврон или клетка до мембраната на друга клетка, въпреки че има някои изключения. Един единствен неврон може да получава информация от стотици неврони.
Всеки неврон получава информация от терминалните бутони на други нервни клетки и от своя страна терминалните бутони на последните синапсират с други неврони.
Основни понятия
Терминалният бутон се определя като малко удебеление в края на аксон, което изпраща информация в синапса. Аксонът е вид удължен, тънък „кабел“, който провежда съобщения от ядрото на неврона до неговия терминален бутон.
Терминалните бутони на нервните клетки могат да синапсират с мембраната на сомата или дендритите.
Сомата, или клетъчното тяло, съдържа ядрото на неврона; тя има механизми, които позволяват на клетката да се самоподдържа. За разлика от нея, дендритите са дървовидни разклонения на невроните, които се простират от сомата.
Когато акционен потенциал се движи по аксона на неврона, терминалните бутони освобождават химикали. Тези химикали могат да имат възбуждащ или инхибиторен ефект върху невроните, с които се свързват. В крайна сметка, ефектите на тези синапси пораждат нашето поведение.
Акционният потенциал е продукт на комуникационните процеси в рамките на неврон. Набор от промени в аксоновата мембрана причинява освобождаването на химикали или невротрансмитери.
Невроните обменят невротрансмитери в синапсите си като начин за изпращане на информация помежду си.
Структура на невронните синапси
Невроните комуникират чрез синапси, а съобщенията се предават чрез освобождаването на невротрансмитери. Тези химикали дифундират във флуидното пространство между крайните бутони и мембраните, които изграждат синапсите.
Пресинаптичен нерв
Невронът, който освобождава невротрансмитери чрез терминалния си бутон, се нарича пресинаптичен неврон, докато този, който получава информацията, се нарича постсинаптичен неврон.
Когато последният улавя невротрансмитери, се произвеждат така наречените синаптични потенциали – тоест промени в потенциала на постсинаптичната невронна мембрана.
За да комуникират, клетките трябва да отделят химикали (невротрансмитери), които се откриват от специализирани рецептори. Тези рецептори се състоят от специализирани протеинови молекули.
Тези явления се различават просто по разстоянието между неврона, който освобождава веществото, и рецепторите, които го улавят.
Постсинаптичен неврон
По този начин, невротрансмитерите се освобождават от терминалните бутони на пресинаптичния неврон и се откриват от рецептори, разположени на мембраната на постсинаптичния неврон. И двата неврона трябва да са разположени на кратко разстояние, за да се осъществи това предаване.
Синаптично пространство
Въпреки това, противно на това, което някой би си помислил, невроните, които произвеждат химични синапси, не са физически свързани. Всъщност между тях има пространство, известно като синаптично пространство или синаптична цепнатина.
Тази празнина изглежда варира от синапс до синапс, но обикновено е широка около 20 нанометра. Мрежа от нишки в синаптичната цепка поддържа пре- и постсинаптичните неврони подравнени.
Акционен потенциал
За да има обмен на информация между два неврона или невронни синапси, първо трябва да има акционен потенциал.
Това явление се случва в неврона, който изпраща сигналите. Мембраната на тази клетка има електрически заряд. Всъщност мембраните на всички клетки в тялото ни имат електрически заряд, но само аксоните могат да предизвикат акционни потенциали.
Разликата между електрическия потенциал вътре и извън неврона се нарича мембранен потенциал.
Тези електрически промени между вътрешността и външната страна на неврона се медиират от концентрациите на съществуващи йони, като натрий и калий.
Когато настъпи много бързо обръщане на мембранния потенциал, се произвежда акционен потенциал. Той се състои от кратък електрически импулс, който аксонът пренася от сомата или ядрото на неврона до крайните връзки.
Трябва да се добави, че мембранният потенциал трябва да надвиши определен праг на възбуждане, за да възникне акционен потенциал. Този електрически импулс се превръща в химични сигнали, които се освобождават през терминалния бутон.
Как работи синапсът?
Невроните съдържат торбички, наречени синаптични везикули, които могат да бъдат големи или малки. Всички терминални бутони съдържат малки везикули, които пренасят невротрансмитерни молекули.
Везикулите се произвеждат в механизъм, разположен в сомата, наречен апарат на Голджи. След това те се транспортират близо до терминалната пъпка. Въпреки това, те могат да бъдат произведени и в терминалната пъпка от „рециклиран“ материал.
Когато по аксона се изпрати акционен потенциал, клетката се деполяризира (възбужда). В резултат на това калциевите канали на неврона се отварят, позволявайки на калциевите йони да навлязат.
Тези йони се свързват с мембранните молекули на синаптичните везикули, разположени в терминалния бутон. Тази мембрана се разрушава, сливайки се с мембраната на терминалния бутон. Това води до освобождаване на невротрансмитера в синаптичното пространство.
Цитоплазмата на клетката улавя останалите фрагменти от мембраната и ги пренася до цистерните, където те се рециклират, създавайки нови синаптични везикули.
Постсинаптичният неврон има рецептори, които улавят вещества в синаптичното пространство. Те са известни като постсинаптични рецептори и когато се активират, отварят йонни канали.
Когато тези канали се отворят, определени вещества навлизат в неврона, причинявайки постсинаптичен потенциал. Това може да има възбуждащ или инхибиторен ефект върху клетката, в зависимост от вида на отворения йонен канал.
Обикновено възбуждащите постсинаптични потенциали възникват, когато натрият навлезе в нервната клетка, докато инхибиторните постсинаптични потенциали се произвеждат от освобождаването на калий или навлизането на хлорид.
Навлизането на калций в неврона причинява възбуждащи постсинаптични потенциали, но също така активира специализирани ензими, които предизвикват физиологични промени в клетката. Например, той задейства изместването на синаптичните везикули и освобождаването на невротрансмитери.
Това също така улеснява структурните промени в неврона след обучението.
Край на синапса
Постсинаптичните потенциали обикновено са много кратки и се завършват от специални механизми.
Едно от тях е инактивирането на ацетилхолина от ензим, наречен ацетилхолинестераза. Молекулите на невротрансмитерите се отстраняват от синаптичното пространство чрез обратно захващане или реабсорбция от транспортери, разположени в пресинаптичната мембрана.
По този начин, както пресинаптичните, така и постсинаптичните неврони имат рецептори, които улавят наличието на химикали около тях.
Съществуват пресинаптични рецептори, наречени авторецептори, които контролират количеството невротрансмитер, което невронът освобождава или синтезира.
Видове синапси
Електрически синапси
В тях се осъществява електрическа невротрансмисия. Двата неврона са физически свързани чрез протеинови структури, известни като цепковидни връзки.
Тези структури позволяват промените в електрическите свойства на единия неврон да влияят директно върху другия и обратно. По този начин двата неврона биха действали така, сякаш са един.
Химични синапси
В тези неврони протича химическа невротрансмисия. Пре- и постсинаптичните неврони са разделени от синаптичното пространство. Акционен потенциал в пресинаптичния неврон би задействал освобождаването на невротрансмитери.
Те достигат до синаптичната цепнатина, което ги прави достъпни за упражняване на ефектите им върху постсинаптичните неврони. В следващото видео, макар и на английски, можете да видите как работи химическият синапс.
Възбуждащи синапси
Пример за възбуждащ невронален синапс би бил рефлексът на отдръпване, когато горим. Сензорният неврон би засекал горещия обект чрез стимулиране на своите дендрити.
Този неврон би изпращал съобщения през аксона си до крайните си връзки, разположени в гръбначния мозък. Крайните връзки на сензорния неврон биха освободили химикали, известни като невротрансмитери, които биха възбудили неврона, с който се синхронизира, по-специално интерневрон (този, който медиира между сензорните и моторните неврони).
Това би накарало интерневрона да изпраща информация по своя аксон. От своя страна, терминалните връзки на интерневрона биха отделяли невротрансмитери, които възбуждат моторния неврон.
Този тип неврон изпраща съобщения по своя аксон, който свързва нерв, за да достигне до целевия мускул. След като невротрансмитерите бъдат освободени от терминалните бутони на моторния неврон, мускулните клетки се свиват, за да се отдалечат от горещия обект.
Инхибиторни синапси
Този тип синапс е малко по-сложен. Това би било илюстрирано в следния пример: представете си, че вадите много гореща тава от фурната. Използвате ръкавици за фурна, за да не се изгорите, но те са малко тънки и топлината започва да ги претоварва. Вместо да хвърляте тавата на пода, опитайте се да издържите известна топлина, докато тя се опре върху повърхност.
Реакцията на тялото ни на отдръпване към болезнен стимул би ни накарала да освободим обекта, но ние контролираме този импулс. Как се случва това явление?
Топлината от тавата се възприема, увеличавайки активността на възбуждащите синапси в моторните неврони (както е обяснено в предишния раздел). Това възбуждане обаче се неутрализира от инхибиране, идващо от друга структура: нашия мозък.
Това изпраща информация, показваща, че ако пуснем таблата, може да се стигне до пълна катастрофа. Следователно, до гръбначния мозък се изпращат съобщения, които предотвратяват рефлекса на отдръпване.
За да се осъществи това, аксон от мозъчен неврон достига до гръбначния мозък, където неговите терминални бутони се синапсират с инхибиторен интерневрон. Този интерневрон отделя инхибиторен невротрансмитер, който намалява активността на моторните неврони, блокирайки рефлекса на отдръпване.
Важно е да се отбележи, че това са само примери. Процесите всъщност са по-сложни (особено инхибиторните), като в тях участват хиляди неврони.
Класове синапси според мястото, където се появяват
– Аксодендритни синапси: при този тип терминалният бутон се свързва с повърхността на дендрит. Или с дендритни бодли, които са малки израстъци, разположени върху дендритите при някои видове неврони.
– Аксосоматични синапси: при тях терминалният бутон се синхронизира със сомата или ядрото на неврона.
– Аксоаксонални синапси : крайният бутон на пресинаптичната клетка се свързва с аксона на постсинаптичната клетка. Този тип синапс функционира различно от другите два. Неговата функция е да намали или усили количеството невротрансмитер, освободен от крайния бутон. По този начин той насърчава или инхибира активността на пресинаптичния неврон.
Открити са и дендродендритни синапси, но точната им роля в невронната комуникация в момента е неизвестна.
Вещества, освобождавани в невроналния синапс
По време на невронната комуникация се освобождават не само невротрансмитери като серотонин, ацетилхолин, допамин, норепинефрин и др. Могат да се отделят и други химикали, като невромодулатори.
Те са наречени така, защото модулират активността на много неврони в дадена област на мозъка. Те секретират в по-големи количества и пътуват на по-дълги разстояния, разпространявайки се по-широко от невротрансмитерите.
Друг вид вещество са хормоните. Те се отделят от клетки в ендокринните жлези, разположени в различни части на тялото, като стомаха, червата, бъбреците и мозъка.
Хормоните се освобождават в извънклетъчната течност (извън клетките) и впоследствие се улавят от капилярите. След това се разпространяват в тялото чрез кръвния поток. Тези вещества могат да се свързват с неврони, които имат специални рецептори за тяхното улавяне.
По този начин, хормоните могат да повлияят на поведението, като променят активността на невроните, които ги приемат. Например, тестостеронът изглежда повишава агресията при повечето бозайници.
Позоваването
- Карлсън, Н. Р. (2006). Физиология на поведението, 8-мо издание. Мадрид: Pearson, стр.: 32-68.
- Cowan, W. M., Südhof, T. & Stevens, C. F. (2001). Синапси. Балтимор, Мериленд: Johns Hopkins University Press.
- Електрически синапс. (б.д.). Получено на 28 февруари 2017 г. от Папския католически университет на Чили: 7.uc.cl.
- Stufflebeam, R. (н.д.). Неврони, синапси, акционни потенциали и невротрансмисия. Получено на 28 февруари 2017 г. от CCSI: mind.ilstu.edu.
- Никълс, Дж. Г., Мартин, А. Р., Фукс, П. А. и Уолъс, Б. Г. (2001). От неврон до мозък, 4-то издание. Съндърланд, Масачузетс: Синауер.
- Синапсът (б.д.). Получено на 28 февруари 2017 г. от Вашингтонския университет: faculty.washington.edu.