Nervinė sinapsė yra esminis nervų sistemos komponentas, leidžiantis neuronams bendrauti. Šio proceso metu informacija perduodama iš vieno neurono į kitą elektriniais ir cheminiais signalais. Sinapsės struktūra yra sudėtinga, joje yra aksonų terminalai, sinapsinės pūslelės, neurotransmiteriai ir postsinapsiniai receptoriai. Yra įvairių tipų sinapsių, tokių kaip sužadinamoji ir slopinamoji, kurios atlieka specifinius vaidmenis perduodant informaciją smegenyse. Nervinės sinapsės veikimas yra būtinas tokiems procesams kaip mokymasis, atmintis, motorinė koordinacija ir kitos kognityvinės funkcijos.
Kokie yra skirtingi neuronų jungimosi būdai nervų sistemoje?
Sinapsės yra specializuoti neuronų ryšiai nervų sistemoje, leidžiantys perduoti elektrinius ir cheminius signalus. Yra įvairių tipų jungčių tarp neuronų, kuriuos galima suskirstyti į tris pagrindinius tipus: aksodendritines sinapses, aksosomatines sinapses ir aksoaksonines sinapses.
Aksondendritinės sinapsės yra tokios, kuriose vieno neurono aksonas jungiasi su kito neurono dendritu. Tai yra labiausiai paplitusi sinapsių forma nervų sistemoje ir yra atsakinga už informacijos perdavimą iš vieno neurono į kitą. Aksonsomatinės sinapsės atsiranda, kai vieno neurono aksonas tiesiogiai jungiasi su kito neurono ląstelės kūnu. Šios sinapsės yra svarbios reguliuojant neuronų aktyvumą ir integruojant signalus iš skirtingų šaltinių.
Galiausiai, aksoaksoninės sinapsės yra tos, kuriose vieno neurono aksonas jungiasi su kito neurono aksonu. Šios sinapsės yra retesnės, tačiau jos atlieka svarbų vaidmenį moduliuojant neuronų aktyvumą ir reguliuojant informacijos srautą nervų sistemoje.
Kiekvienas sinapsės tipas atlieka specifines funkcijas ir prisideda prie nervų sistemos sudėtingumo bei efektyvumo.
15 žodžių paaiškinkite, kaip veikia nervinės sinapsės.
Neuroninė sinapsė yra jungtis tarp neuronų, kurioje vyksta cheminės ir elektrinės informacijos perdavimas.
Neurotransmiteriai išsiskiria į sinapsinį plyšį ir jungiasi prie receptorių postsinapsinėje membranoje.
Tai sukuria postinaptinį potencialą , kuris gali būti sužadinantis arba slopinantis, darantis įtaką nervinio impulso perdavimui.
Yra įvairių tipų sinapsių, tokių kaip sužadinamosios ir slopinamosios sinapsės , kurios atlieka specifines nervų sistemos funkcijas.
Suprasti, kaip veikia neuroninės sinapsės, yra labai svarbu norint suprasti, kaip mūsų smegenys apdoroja informaciją.
Suprasti sinapsės veikimo principą ir jos svarbą nervų sistemoje.
Sinapsė yra pagrindinė nervų sistemos funkcionavimo struktūra, atsakinga už informacijos perdavimą tarp neuronų. Ji yra būtina komunikacijai tarp nervinių ląstelių ir smegenų bei kūno veiklos koordinavimui.
Sinapsėje komunikacija vyksta per neurotransmiterius – chemines medžiagas, kurias išskiria vienas neuronas ir pasisavina kitas. Šie neurotransmiteriai išsiskiria iš sinapsinių pūslelių, esančių perduodančio neurono aksono gale, ir jungiasi prie receptorių priimančiojo neurono membranoje, sukeldami nervinį impulsą.
Yra du pagrindiniai sinapsių tipai: elektrinės ir cheminės. Elektrinėse sinapsėse ryšys vyksta tiesiogiai perduodant jonus tarp neuronų, todėl nervinis impulsas perduodamas greičiau. Cheminėse sinapsėse ryšį tarpininkauja neurotransmiteriai, kurie leidžia geriau moduliuoti ir kontroliuoti perduodamą signalą.
Sinapsės yra nepaprastai svarbios nervų sistemos funkcionavimui, nes jos leidžia integruoti sensorinę informaciją, koordinuoti raumenų judesius ir reguliuoti gyvybiškai svarbias funkcijas, tokias kaip kvėpavimas ir kraujotaka. Jos taip pat dalyvauja kognityviniuose procesuose, tokiuose kaip atmintis, mokymasis ir emocijos.
Jo tinkamas veikimas yra būtinas homeostazės palaikymui ir individo sveikatai.
Tiriamos struktūros, dalyvaujančios signalų perdavime tarp neuronų: sinapsės dalys.
Sinapsė yra struktūra, atsakinga už signalų perdavimą tarp neuronų, leidžianti bendrauti nervų sistemoje. Ją sudaro kelios dalys, kurios atlieka specifines funkcijas šio proceso metu.
Viena iš pagrindinių sinapsės dalių yra aksono terminalas, kuris išskiria neurotransmiterius į sinapsinę erdvę. Šie neurotransmiteriai yra cheminės medžiagos, perduodančios signalus iš vieno neurono į kitą. Kita svarbi dalis yra sinapsinis plyšys – erdvė tarp aksono terminalo ir posinapsinės membranos.
Postsinapsinėje membranoje yra specifinių neurotransmiterių receptorių, kurie jungiasi prie šių receptorių ir sukelia atsaką postsinapsiniame neurone. Šis atsakas gali apimti jonų kanalų atidarymą, neurono veikimo potencialo pakeitimą ir signalo sklidimą.
Yra įvairių tipų sinapsių, tokių kaip elektrinės sinapsės ir cheminės sinapsės. Elektrinėse sinapsėse neuronai yra sujungti plyšinėmis jungtimis, kurios leidžia jonams tiesiogiai praeiti tarp jų. Cheminėse sinapsėse bendravimas vyksta per neurotransmiterius.
Suprasti, kaip šios struktūros veikia, yra labai svarbu norint suprasti, kaip smegenys apdoroja informaciją ir kontroliuoja kūno funkcijas.
Neuroninė sinapse: struktūra, tipai ir kaip ji veikia
Neuroninė sinapsė yra dviejų neuronų galinių mygtukų jungtis informacijai perduoti. Šiame kontekste vienas neuronas siunčia pranešimą, o kita dalis jį gauna.
Taigi, komunikacija paprastai vyksta viena kryptimi: nuo vieno neurono ar ląstelės terminalinio mygtuko iki kitos ląstelės membranos, nors yra ir išimčių. Vienas neuronas gali gauti informaciją iš šimtų neuronų.
Kiekvienas neuronas gauna informaciją iš kitų nervinių ląstelių galinių mygtukų ir, savo ruožtu, pastarųjų galiniai mygtukai sinapsuoja su kitais neuronais.
Pagrindinės sąvokos
Galinis mygtukas apibrėžiamas kaip nedidelis sustorėjimas aksono gale, kuris siunčia informaciją sinapsėje. Aksonas yra pailgas, plonas „kabelis“, kuris perduoda signalus iš neurono branduolio į jo galinį mygtuką.
Nervinių ląstelių galiniai mygtukai gali sinapsuoti su somos arba dendritų membrana.
Soma, arba ląstelės kūnas, turi neurono branduolį; ji turi mechanizmus, leidžiančius ląstelei išsilaikyti. Priešingai, dendritai yra medžio formos neuronų šakos, kurios tęsiasi nuo somos.
Kai veikimo potencialas keliauja neurono aksonu, terminaliniai mygtukai išskiria chemines medžiagas. Šios cheminės medžiagos gali turėti sužadinamąjį arba slopinamąjį poveikį neuronams, prie kurių jos jungiasi. Galiausiai šių sinapsių poveikis lemia mūsų elgesį.
Veikimo potencialas yra neurono komunikacijos procesų produktas. Aksono membranos pokyčių rinkinys sukelia cheminių medžiagų arba neurotransmiterių išsiskyrimą.
Neuronai sinapsėse keičiasi neurotransmiteriais, kad galėtų perduoti informaciją viena kitai.
Neuroninė sinapso struktūra
Neuronai bendrauja per sinapses, o žinutės perduodamos išskiriant neurotransmiterius. Šios cheminės medžiagos difunduoja į skysčio erdvę tarp galinių mygtukų ir membranų, kurios sudaro sinapses.
Presinapsinis nervas
Neuronas, kuris išskiria neurotransmiterius per savo terminalinį mygtuką, vadinamas presinapsiniu neuronu, o tas, kuris gauna informaciją, vadinamas postsinapsiniu neuronu.
Kai pastarasis fiksuoja neurotransmiterius, susidaro vadinamieji sinapsiniai potencialai, tai yra, pasikeičia postsinapsinės neuroninės membranos potencialas.
Kad galėtų bendrauti, ląstelės turi išskirti chemines medžiagas (neurotransmiterius), kurias aptinka specializuoti receptoriai. Šie receptoriai susideda iš specializuotų baltymų molekulių.
Šie reiškiniai tiesiog skiriasi atstumu tarp neurono, kuris išskiria medžiagą, ir receptorių, kurie ją užfiksuoja.
Postsinapsinis neuronas
Taigi, neurotransmiterius išskiria presinapsinio neurono terminaliniai mygtukai, o juos aptinka receptoriai, esantys ant postsinapsinio neurono membranos. Kad šis perdavimas įvyktų, abu neuronai turi būti nedideliu atstumu vienas nuo kito.
Sinapsinė erdvė
Tačiau, priešingai nei galima manyti, neuronai, gaminantys chemines sinapses, nėra fiziškai sujungti. Iš tiesų, tarp jų yra erdvė, vadinama sinapsine erdve arba sinapsiniu plyšiu.
Šis tarpas, atrodo, skiriasi priklausomai nuo sinapsės, bet paprastai yra apie 20 nanometrų pločio. Sinapsinio plyšio filamentų tinklas palaiko pre- ir posinapsinių neuronų sulygiavimą.
Veiksmo potencialas
Kad tarp dviejų neuronų arba neuronų sinapsių vyktų informacijos mainai, pirmiausia turi būti veikimo potencialas.
Šis reiškinys vyksta neurone, kuris siunčia signalus. Šios ląstelės membrana turi elektrinį krūvį. Tiesą sakant, visų mūsų kūno ląstelių membranos turi elektrinį krūvį, tačiau tik aksonai gali sukelti veikimo potencialus.
Skirtumas tarp neurono viduje ir išorėje esančių elektrinių potencialų vadinamas membranos potencialu.
Šie elektriniai pokyčiai tarp neurono vidaus ir išorės yra tarpininkaujami esamų jonų, tokių kaip natris ir kalis, koncentracijomis.
Kai įvyksta labai greitas membranos potencialo pasikeitimas, susidaro veikimo potencialas. Tai trumpas elektrinis impulsas, kurį aksonas perduoda iš neurono somos arba branduolio į galinius mygtukus.
Reikėtų pridurti, kad membranos potencialas turi viršyti tam tikrą sužadinimo slenkstį, kad atsirastų veikimo potencialas. Šis elektrinis impulsas paverčiamas cheminiais signalais, kurie išskiriami per terminalo mygtuką.
Kaip veikia sinapsė?
Neuronuose yra maišelių, vadinamų sinapsinėmis pūslelėmis, kurios gali būti didelės arba mažos. Visuose terminaliniuose mygtukuose yra mažų pūslelių, kuriose yra neurotransmiterių molekulės.
Pūslelės susidaro somoje esančiame mechanizme, vadinamame Goldžio aparatu. Tuomet jos transportuojamos netoli galinio pumpuro. Tačiau jos taip pat gali susidaryti galiniame pumpure iš „perdirbtos“ medžiagos.
Kai aksonu siunčiamas veikimo potencialas, ląstelė depoliarizuojasi (sužadėja). Dėl to neurono kalcio kanalai atsidaro, leisdami patekti kalcio jonams.
Šie jonai jungiasi prie sinapsinių pūslelių, esančių galiniame butone, membranos molekulių. Ši membrana suyra ir susilieja su galiniu butonu. Dėl to neuromediatorius išsiskiria į sinapsinę erdvę.
Ląstelės citoplazma sugauna likusius membranos fragmentus ir nuneša juos į cisternas, kur jie perdirbami, sukurdami naujas sinapsines pūsleles.
Postsinapsinis neuronas turi receptorius, kurie fiksuoja medžiagas sinapsės erdvėje. Jie vadinami postsinapsiniais receptoriais, o aktyvuoti jie atveria jonų kanalus.
Kai šie kanalai atsidaro, tam tikros medžiagos patenka į neuroną, sukeldamos posinapsinį potencialą. Tai gali turėti sužadinamąjį arba slopinamąjį poveikį ląstelei, priklausomai nuo atidaryto jonų kanalo tipo.
Paprastai sužadinimo posinapsiniai potencialai atsiranda, kai natris patenka į nervinę ląstelę, o slopinamieji posinapsiniai potencialai – kai išsiskiria kalis arba į ląstelę patenka chloridas.
Kalcio patekimas į neuroną sukelia sužadinamuosius posinapsinius potencialus, tačiau jis taip pat aktyvuoja specializuotus fermentus, kurie sukelia fiziologinius pokyčius ląstelėje. Pavyzdžiui, jis sukelia sinapsinių pūslelių išstūmimą ir neurotransmiterių išsiskyrimą.
Tai taip pat palengvina struktūrinius neurono pokyčius po mokymosi.
Sinapsės pabaiga
Postsinapsiniai potencialai paprastai yra labai trumpi ir nutraukiami specialiais mechanizmais.
Vienas iš jų yra acetilcholino inaktyvavimas fermentu, vadinamu acetilcholinesteraze. Neurotransmiterių molekulės iš sinapsės erdvės pašalinamos pakartotinio įsisavinimo arba reabsorbcijos būdu transporterių, esančių presinapsinėje membranoje.
Taigi, tiek presinapsiniai, tiek postsinapsiniai neuronai turi receptorius, kurie fiksuoja aplink juos esančių cheminių medžiagų buvimą.
Yra presinapsiniai receptoriai, vadinami autoreceptoriais, kurie kontroliuoja neurono išskiriamo arba sintetinamo neurotransmiterio kiekį.
Sinapsių tipai
Elektrinės sinapsės
Juose vyksta elektrinė neurotransmisija. Du neuronai yra fiziškai sujungti baltymų struktūromis, vadinamomis plyšinėmis jungtimis.
Šios struktūros leidžia vieno neurono elektrinių savybių pokyčiams tiesiogiai paveikti kitą ir atvirkščiai. Tokiu būdu du neuronai veiktų taip, tarsi jie būtų vienas.
Cheminės sinapsės
Šiuose neuronuose vyksta cheminė neurotransmisija. Presinapsinius ir posinapsinius neuronus skiria sinapsinė erdvė. Veikimo potencialas presinapsiniame neurone sukeltų neurotransmiterių išsiskyrimą.
Šie pasiekia sinapsinį plyšį, kur gali paveikti posinapsinius neuronus. Šiame vaizdo įraše, nors ir anglų kalba, galite pamatyti, kaip veikia cheminė sinapsė.
Sužadinančios sinapsės
Sužadinančios neuroninės sinapsės pavyzdys būtų atsitraukimo refleksas, kai mes nudegame. Sensorinis neuronas aptiktų karštą objektą stimuliuodamas jo dendritus.
Šis neuronas per savo aksoną siųstų signalus į nugaros smegenyse esančius galinius neuronus. Jutimo neurono galiniai neuronai išskirtų chemines medžiagas, vadinamas neurotransmiteriais, kurios sužadintų neuroną, su kuriuo jis sinchronizuojasi, konkrečiai – interneuroną (tą, kuris tarpininkauja tarp jutimo ir motorinių neuronų).
Tai paskatintų interneuroną siųsti informaciją savo aksonu. Savo ruožtu interneurono terminaliniai mygtukai išskirtų neurotransmiterius, kurie sužadina motorinį neuroną.
Šio tipo neuronas siunčia signalus savo aksonu, kuris jungia nervą, kad pasiektų tikslinį raumenį. Kai motorinio neurono galiniai mygtukai išskiria neurotransmiterius, raumenų ląstelės susitraukia, kad atitoltų nuo karšto objekto.
Slopinamosios sinapsės
Šis sinapsės tipas yra šiek tiek sudėtingesnis. Tai iliustruotų šis pavyzdys: įsivaizduokite, kad iš orkaitės išimate labai karštą skardą. Kad nenusidegintumėte, naudojate orkaitės pirštines, bet jos yra šiek tiek plonos, ir karštis pradeda jas užgožti. Užuot mėtę skardą ant grindų, stenkitės atlaikyti šiek tiek karščio, kol ji atsirems į paviršių.
Mūsų kūno atsitraukimo reakcija į skausmingą stimulą priverstų mus paleisti objektą, tačiau mes kontroliuojame šį impulsą. Kaip atsiranda šis reiškinys?
Suvokiama padėklo skleidžiama šiluma, kuri padidina sužadinamųjų sinapsių aktyvumą motoriniuose neuronuose (kaip paaiškinta ankstesniame skyriuje). Tačiau šį sužadinimą neutralizuoja slopinimas, kylantis iš kitos struktūros: mūsų smegenų.
Tai siunčia informaciją, rodančią, kad jei paleisime dėklą, tai gali būti visiška katastrofa. Todėl į nugaros smegenis siunčiami signalai, kurie neleidžia pasireikšti atitraukimo refleksui.
Norėdamas tai padaryti, smegenų neurono aksonas pasiekia nugaros smegenis, kur jo galiniai mygtukai sinapsuojasi su slopinančiu interneuronu. Šis interneuronas išskiria slopinantį neuromediatorių, kuris mažina motorinių neuronų aktyvumą, blokuodamas atsitraukimo refleksą.
Svarbu tai, kad tai tik pavyzdžiai. Iš tikrųjų procesai yra sudėtingesni (ypač slopinamieji), juose dalyvauja tūkstančiai neuronų.
Sinapsių klasės pagal jų atsiradimo vietą
– Aksodendritinės sinapsės: šio tipo neuronuose terminalinis mygtukas jungiasi prie dendrito paviršiaus. Arba su dendritiniais spygliais, kurie yra nedideli iškilimai, esantys ant dendritų kai kurių tipų neuronuose.
– Axosomatinės sinapsės: jose terminalinis mygtukas sinchronizuojasi su neurono soma arba branduoliu.
– Aksoaksoninės sinapsės : presinapsinės ląstelės galinis mygtukas jungiasi su postsinapsinės ląstelės aksonu. Šio tipo sinapsės veikia kitaip nei kitos dvi. Jos funkcija – sumažinti arba sustiprinti galinio mygtuko išskiriamo neurotransmiterio kiekį. Taigi, ji skatina arba slopina presinapsinio neurono aktyvumą.
Taip pat buvo rastos dendrodendritinės sinapsės, tačiau tikslus jų vaidmuo neuronų komunikacijoje šiuo metu nežinomas.
Neuronų sinapsėse išsiskiriančios medžiagos
Neuronų komunikacijos metu išsiskiria ne tik tokie neurotransmiteriai kaip serotoninas, acetilcholinas, dopaminas, norepinefrinas ir kt. Taip pat gali išsiskirti ir kitos cheminės medžiagos, pavyzdžiui, neuromoduliatoriai.
Jie taip pavadinti, nes moduliuoja daugelio neuronų aktyvumą tam tikroje smegenų srityje. Jie išskiria didesnius kiekius ir keliauja ilgesnius atstumus, plisdami plačiau nei neurotransmiteriai.
Kitas medžiagų tipas yra hormonai. Juos išskiria endokrininių liaukų ląstelės, esančios skirtingose kūno dalyse, pavyzdžiui, skrandyje, žarnyne, inkstuose ir smegenyse.
Hormonai išsiskiria į tarpląstelinį skystį (už ląstelių ribų) ir vėliau juos sulaiko kapiliarai. Tada jie per kraują pasiskirsto po visą kūną. Šios medžiagos gali jungtis prie neuronų, turinčių specialius receptorius jas sulaikyti.
Taigi, hormonai gali paveikti elgesį keisdami juos gaunančių neuronų aktyvumą. Pavyzdžiui, testosteronas, atrodo, padidina daugumos žinduolių agresyvumą.
Nuorodos
- Carlson, N. R. (2006). Elgesio fiziologija, 8-asis leidimas. Madridas: Pearson. p. 32–68.
- Cowan, W. M., Südhof, T. ir Stevens, C. F. (2001). Sinapsės. Baltimorė, MD: Johnso Hopkinso universiteto leidykla.
- Elektrinė sinapsė. (n. d.). Gauta 28 m. vasario 2017 d. iš Čilės Popiežiškojo katalikų universiteto: 7.uc.cl.
- Stufflebeam, R. (n.d.). Neuronai, sinapsės, veikimo potencialai ir neurotransmisija. Gauta 28 m. vasario 2017 d. iš CCSI: mind.ilstu.edu.
- Nicholls, JG, Martín, AR, Fuchs, PA ir Wallace, BG (2001). „Nuo neuronų iki smegenų“, 4-asis leidimas. Sunderland, MA: Sinauer.
- Sinapsė (n. d.). Gauta 28 m. vasario 2017 d. iš Vašingtono universiteto: faculty.washington.edu.