Den neurala synapsen är en grundläggande del av nervsystemet och möjliggör kommunikation mellan neuroner. I denna process överförs information från en neuron till en annan genom elektriska och kemiska signaler. Synapsens struktur är komplex och involverar närvaron av axonterminaler, synaptiska vesiklar, neurotransmittorer och postsynaptiska receptorer. Det finns olika typer av synapser, såsom exciterande och hämmande, som spelar specifika roller i överföringen av information i hjärnan. Den neurala synapsens funktion är avgörande för processer som inlärning, minne, motorisk koordination och andra kognitiva funktioner.
Vilka olika sätt kopplas neuroner samman i nervsystemet?
Synapser är specialiserade kopplingar mellan nervceller i nervsystemet, vilka möjliggör överföring av elektriska och kemiska signaler. Det finns olika typer av kopplingar mellan nervceller, vilka kan klassificeras i tre huvudtyper: axodendritiska synapser, axosomatiska synapser och axoaxonala synapser.
Axodendritiska synapser är de där axonet från en neuron ansluter till dendriten från en annan neuron. Detta är den vanligaste formen av synaps i nervsystemet och ansvarar för att överföra information från en neuron till en annan. Axosomatiska synapser uppstår när axonet från en neuron ansluter direkt till cellkroppen hos en annan neuron. Dessa synapser är viktiga för att reglera neuronal aktivitet och integrera signaler från olika källor.
Slutligen är axoaxonala synapser de där axonet från en neuron ansluter till axonet från en annan neuron. Dessa synapser är mindre vanliga, men de spelar en viktig roll i att modulera neuronal aktivitet och reglera informationsflödet inom nervsystemet.
Varje typ av synaps har specifika funktioner och bidrar till nervsystemets komplexitet och effektivitet.
Förstå hur neurala synapser fungerar med 15 ord.
En neural synaps är förbindelsen mellan nervceller, där överföringen av kemisk och elektrisk information sker.
Neurotransmittorer frisätts i den synaptiska klyftan och binder till receptorer på det postsynaptiska membranet.
Detta genererar en postsynaptisk potential som kan vara exciterande eller hämmande, vilket påverkar överföringen av nervimpulsen.
Det finns olika typer av synapser, såsom exciterande och hämmande synapser , som utför specifika funktioner i nervsystemet.
Att förstå hur neurala synapser fungerar är avgörande för att förstå hur vår hjärna bearbetar information.
Förstå hur en synaps fungerar och dess betydelse i nervsystemet.
En synaps är en grundläggande struktur i nervsystemets funktion och ansvarar för att överföra information mellan nervceller. Den är avgörande för kommunikationen mellan nervceller och för att koordinera hjärnans och kroppens aktiviteter.
Vid en synaps sker kommunikation genom neurotransmittorer, kemikalier som frigörs av en neuron och tas upp av en annan. Dessa neurotransmittorer frigörs från synaptiska vesiklar som finns i slutet av den sändande neuronens axon och binder till receptorer på den mottagande neuronens membran, vilket utlöser en nervimpuls.
Det finns två huvudtyper av synapser: elektriska och kemiska. I elektriska synapser sker kommunikationen genom direkt passage av joner mellan neuroner, vilket möjliggör snabbare överföring av nervimpulser. I kemiska synapser medieras kommunikationen av neurotransmittorer, vilket möjliggör större modulering och kontroll av den överförda signalen.
Synapser är oerhört viktiga för nervsystemets funktion, eftersom de möjliggör integration av sensorisk information, koordination av muskelrörelser och reglering av vitala funktioner som andning och blodcirkulation. De är också involverade i kognitiva processer som minne, inlärning och känslor.
Dess korrekta funktion är avgörande för att upprätthålla homeostas och individens hälsa.
Utforskar de strukturer som är involverade i överföringen av signaler mellan neuroner: synapsens delar.
Synapsen är den struktur som ansvarar för att överföra signaler mellan nervceller, vilket möjliggör kommunikation inom nervsystemet. Den består av flera delar som utför specifika funktioner under denna process.
En av huvuddelarna i synapsen är axonterminalen, som frisätter neurotransmittorer till det synaptiska utrymmet. Dessa neurotransmittorer är kemikalier som överför signaler från en neuron till en annan. En annan viktig del är den synaptiska klyftan, vilket är utrymmet mellan axonterminalen och det postsynaptiska membranet.
Det postsynaptiska membranet innehåller specifika receptorer för neurotransmittorer, vilka binder till dessa receptorer och utlöser ett svar i den postsynaptiska neuronen. Detta svar kan innefatta öppnandet av jonkanaler, vilket förändrar neuronens aktionspotential och sprider signalen.
Det finns olika typer av synapser, såsom elektriska synapser och kemiska synapser. I elektriska synapser är neuroner sammankopplade med gap junctions som tillåter direkt passage av joner mellan dem. I kemiska synapser sker kommunikationen via neurotransmittorer.
Att förstå hur dessa strukturer fungerar är avgörande för att förstå hur hjärnan bearbetar information och styr kroppens funktioner.
Neural synaps: struktur, typer och hur den fungerar
En neuronal synaps är föreningen av de terminala knapparna på två neuroner för att överföra information. I detta sammanhang skickar en neuron meddelandet, medan en del av den andra tar emot det.
Således sker kommunikation i allmänhet i en riktning: från den terminala knappen på en neuron eller cell till membranet i en annan cell, även om det finns vissa undantag. En enda neuron kan ta emot information från hundratals neuroner.
Varje neuron tar emot information från terminalknapparna på andra nervceller och i sin tur synapserar terminalknapparna på de senare med andra neuroner.
Huvudbegrepp
Terminalknappen definieras som en liten förtjockning i änden av ett axon, som skickar information vid synapsen. Ett axon är en typ av långsträckt, tunn "kabel" som leder meddelanden från neuronens kärna till dess terminalknapp.
Nervcellernas terminala knappar kan synapsa med membranet i somat eller dendriter.
Somat, eller cellkroppen, innehåller neuronens kärna; den har mekanismer som gör att cellen kan vidmakthålla sig själv. Dendriter är däremot trädliknande grenar av neuroner som sträcker sig från somat.
När en aktionspotential färdas ner i en neurons axon, frigör de terminala knapparna kemikalier. Dessa kemikalier kan ha exciterande eller hämmande effekter på de neuroner de ansluter till. I slutändan ger effekterna av dessa synapser upphov till vårt beteende.
En aktionspotential är produkten av kommunikationsprocesser inom en neuron. En uppsättning förändringar i axonmembranet orsakar frisättning av kemikalier eller neurotransmittorer.
Neuroner utbyter signalsubstanser vid sina synapser som ett sätt att skicka information mellan dem.
Neural synapsstruktur
Nervceller kommunicerar via synapser, och meddelanden överförs genom frisättning av neurotransmittorer. Dessa kemikalier diffunderar in i vätskeutrymmet mellan terminalknapparna och membranen som etablerar synapserna.
Presynaptisk nerv
Den neuron som frigör neurotransmittorer genom sin terminala knapp kallas en presynaptisk neuron, medan den som tar emot informationen kallas en postsynaptisk neuron.
När den senare fångar upp neurotransmittorer produceras så kallade synaptiska potentialer – det vill säga förändringar i potentialen hos det postsynaptiska neuronala membranet.
För att kommunicera måste celler utsöndra kemikalier (neurotransmittorer) som detekteras av specialiserade receptorer. Dessa receptorer består av specialiserade proteinmolekyler.
Dessa fenomen differentieras helt enkelt av avståndet mellan neuronen som frisätter ämnet och receptorerna som fångar det.
Postsynaptisk neuron
Således frisätts neurotransmittorer av de terminala knapparna i den presynaptiska neuronen och detekteras av receptorer belägna på membranet i den postsynaptiska neuronen. Båda neuronerna måste vara belägna inom ett kort avstånd för att denna överföring ska ske.
Synaptiskt utrymme
Men i motsats till vad man kan tro är neuronerna som producerar kemiska synapser inte fysiskt sammankopplade. Mellan dem finns det faktiskt ett utrymme som kallas det synaptiska utrymmet eller den synaptiska klyftan.
Detta gap verkar variera från synaps till synaps, men är vanligtvis cirka 20 nanometer brett. Ett nätverk av filament i den synaptiska klyftan håller de pre- och postsynaptiska neuronerna i linje.
Aktionspotential
För att det ska kunna ske ett informationsutbyte mellan två neuroner eller neuronala synapser måste det först finnas en aktionspotential.
Detta fenomen inträffar i neuronen som skickar signalerna. Membranet i denna cell har en elektrisk laddning. Faktum är att membranen i alla celler i vår kropp har en elektrisk laddning, men det är bara axoner som kan orsaka aktionspotentialer.
Skillnaden mellan den elektriska potentialen inuti och utanför neuronen kallas membranpotentialen.
Dessa elektriska förändringar mellan neuronens insida och utsida medieras av koncentrationerna av befintliga joner, såsom natrium och kalium.
När en mycket snabb omvändning av membranpotentialen sker, produceras en aktionspotential. Denna består av en kort elektrisk impuls som axonet transporterar från neuronens soma eller kärna till terminalknapparna.
Det bör tilläggas att membranpotentialen måste överstiga en viss excitationströskel för att aktionspotentialen ska uppstå. Denna elektriska impuls översätts till kemiska signaler som frigörs via terminalknappen.
Hur fungerar en synaps?
Neuroner innehåller säckar som kallas synaptiska vesiklar, vilka kan vara stora eller små. Alla terminala knappar innehåller små vesiklar som bär neurotransmittormolekyler.
Vesiklar produceras i en mekanism i somat som kallas Golgi-apparaten. De transporteras sedan nära den terminala knoppen. De kan dock också produceras i den terminala knoppen från "återvunnet" material.
När en aktionspotential skickas längs axonet depolariseras (exciteras) cellen. Som ett resultat öppnas neuronens kalciumkanaler, vilket gör att kalciumjoner kan komma in.
Dessa joner binder till membranmolekylerna i synaptiska vesiklar som finns i den terminala boutonen. Detta membran bryts och smälter samman med den terminala boutonmembranet. Detta resulterar i att neurotransmittorn frisätts i det synaptiska utrymmet.
Cellens cytoplasma fångar upp de återstående membranfragmenten och transporterar dem till cisternae, där de återvinns och skapar nya synaptiska vesiklar.
Den postsynaptiska neuronen har receptorer som fångar upp ämnen i det synaptiska utrymmet. Dessa är kända som postsynaptiska receptorer, och när de aktiveras öppnar de jonkanaler.
När dessa kanaler öppnas kommer vissa ämnen in i neuronen, vilket orsakar en postsynaptisk potential. Detta kan ha exciterande eller hämmande effekter på cellen, beroende på vilken typ av jonkanal som öppnades.
Normalt uppstår exciterande postsynaptiska potentialer när natrium kommer in i nervcellen, medan hämmande postsynaptiska potentialer produceras genom frisättning av kalium eller inträde av klorid.
Kalciuminflödet i neuronen orsakar exciterande postsynaptiska potentialer, men det aktiverar också specialiserade enzymer som producerar fysiologiska förändringar i cellen. Till exempel utlöser det förskjutningen av synaptiska vesiklar och frisättningen av neurotransmittorer.
Det underlättar också strukturella förändringar i neuronen efter inlärning.
Slutet av synapsen
Postsynaptiska potentialer är i allmänhet mycket korta och avslutas av speciella mekanismer.
En av dessa är inaktiveringen av acetylkolin av ett enzym som kallas acetylkolinesteras. Neurotransmittormolekyler avlägsnas från det synaptiska utrymmet genom återupptag eller reabsorption av transportörer som finns i det presynaptiska membranet.
Således har både presynaptiska och postsynaptiska neuroner receptorer som fångar upp närvaron av kemikalier runt dem.
Det finns presynaptiska receptorer som kallas autoreceptorer och som kontrollerar mängden neurotransmittor som neuronen frisätter eller syntetiserar.
Typer av synapser
Elektriska synapser
Elektrisk neurotransmission sker inom dem. De två neuronerna är fysiskt sammankopplade genom proteinstrukturer som kallas gap junctions.
Dessa strukturer gör att förändringar i de elektriska egenskaperna hos en neuron direkt påverkar den andra, och vice versa. På så sätt skulle de två neuronerna agera som om de vore en enda.
Kemiska synapser
Kemisk neurotransmission sker i dessa neuroner. De pre- och postsynaptiska neuronerna är separerade av det synaptiska utrymmet. En aktionspotential i den presynaptiska neuronen skulle utlösa frisättningen av neurotransmittorer.
Dessa når den synaptiska klyftan, vilket gör dem tillgängliga för att utöva sina effekter på postsynaptiska neuroner. I följande video, även om den är på engelska, kan du se hur en kemisk synaps fungerar.
Excitatoriska synapser
Ett exempel på en exciterande neuronal synaps skulle vara tillbakadragandereflexen när vi brinner. En sensorisk neuron skulle detektera det heta föremålet genom att stimulera dess dendriter.
Denna neuron skulle skicka meddelanden via sitt axon till sina terminala knappar, belägna i ryggmärgen. De sensoriska neuronernas terminala knappar skulle frigöra kemikalier kända som neurotransmittorer som skulle excitera neuronen som den synkroniserar med, specifikt en interneuron (den som medierar mellan sensoriska och motoriska neuroner).
Detta skulle få interneuronen att skicka information längs sitt axon. I sin tur skulle interneuronens terminala knappar utsöndra neurotransmittorer som exciterar motorneuronen.
Denna typ av neuron skickar meddelanden längs sitt axon, som förbinder en nerv för att nå målmuskeln. När signalsubstanser frigörs av motorneuronens terminala knappar, drar muskelcellerna ihop sig för att röra sig bort från det heta föremålet.
Hämmande synapser
Den här typen av synaps är lite mer komplicerad. Detta skulle illustreras i följande exempel: tänk dig att du tar ut en mycket varm plåt ur ugnen. Du använder ugnsvantar för att undvika att bränna dig, men de är lite tunna och värmen börjar överväldiga dem. Istället för att kasta plåten på golvet, försök att motstå lite värme tills den vilar på en yta.
Vår kropps tillbakadragande reaktion på en smärtsam stimulus skulle få oss att släppa objektet, men vi kontrollerar denna impuls. Hur uppstår detta fenomen?
Värmen från brickan uppfattas, vilket ökar aktiviteten hos exciterande synapser i motorneuroner (som förklarats i föregående avsnitt). Denna excitation motverkas dock av hämning som kommer från en annan struktur: vår hjärna.
Detta skickar information som indikerar att om vi släpper taget om brickan kan det bli en total katastrof. Därför skickas meddelanden till ryggmärgen som förhindrar tillbakadragningsreflexen.
För att göra detta når ett axon från en hjärnneuron ryggmärgen, där dess terminala knappar synapserar med en hämmande interneuron. Denna interneuron utsöndrar en hämmande neurotransmittor som minskar motorneuronaktiviteten och blockerar tillbakadragandereflexen.
Viktigt är att dessa bara är exempel. Processerna är faktiskt mer komplexa (särskilt hämmande), med tusentals neuroner inblandade.
Klasser av synapser enligt de platser där de förekommer
– Axodendritiska synapser: i denna typ ansluter den terminala knappen till ytan av en dendrit. Eller, med dendritiska taggar, vilka är små svullnader belägna på dendriterna i vissa typer av neuroner.
– Axosomatiska synapser: i dessa synkroniseras den terminala knappen med neuronens soma eller kärna.
– Axoaxoniska synapser : den presynaptiska cellens terminala knapp ansluter till den postsynaptiska cellens axon. Denna typ av synaps fungerar annorlunda än de andra två. Dess funktion är att minska eller förstärka mängden neurotransmittor som frigörs av den terminala knappen. Således främjar eller hämmar den aktiviteten hos den presynaptiska neuronen.
Dendrodendritiska synapser har också hittats, men deras exakta roll i neuronal kommunikation är för närvarande okänd.
Ämnen som frisätts i neuronal synaps
Under neuronal kommunikation frigörs inte bara neurotransmittorer som serotonin, acetylkolin, dopamin, noradrenalin etc. Andra kemikalier, såsom neuromodulatorer, kan också frigöras.
De har fått sitt namn eftersom de modulerar aktiviteten hos många neuroner i ett givet område i hjärnan. De utsöndrar i större mängder och färdas längre sträckor, och sprider sig mer än neurotransmittorer.
En annan typ av ämne är hormoner. Dessa frisätts av celler i de endokrina körtlarna, som finns i olika delar av kroppen, såsom mage, tarmar, njurar och hjärna.
Hormoner frisätts till den extracellulära vätskan (utanför cellerna) och fångas sedan upp av kapillärer. De distribueras sedan genom kroppen via blodomloppet. Dessa ämnen kan binda till nervceller som har speciella receptorer för att fånga dem.
Således kan hormoner påverka beteendet genom att förändra aktiviteten hos de nervceller som tar emot dem. Till exempel verkar testosteron öka aggressionen hos de flesta däggdjur.
Referenser
- Carlson, N.R. (2006). Beteendefysiologi 8:e uppl. Madrid: Pearson. s: 32–68.
- Cowan, W. M., Südhof, T. & Stevens, C. F. (2001). Synapser. Baltimore, MD: Johns Hopkins University Press.
- Elektrisk synaps. (u.å.). Hämtad 28 februari 2017, från Pontifical Catholic University of Chile: 7.uc.cl.
- Stufflebeam, R. (u.å.). Neuroner, synapser, aktionspotentialer och neurotransmission. Hämtad 28 februari 2017, från CCSI: mind.ilstu.edu.
- Nicholls, JG, Martín, AR, Fuchs, PA & Wallace, BG (2001). Från neuron till hjärna, 4:e uppl. Sunderland, MA: Sinauer.
- Synapsen (u.å.). Hämtad 28 februari 2017, från University of Washington: faculty.washington.edu.