Ang neural synapse ay isang pangunahing bahagi ng nervous system, na nagpapagana ng komunikasyon sa pagitan ng mga neuron. Sa prosesong ito, ang impormasyon ay ipinapadala mula sa isang neuron patungo sa isa pa sa pamamagitan ng mga signal ng elektrikal at kemikal. Ang istraktura ng synapse ay kumplikado, na kinasasangkutan ng pagkakaroon ng mga terminal ng axon, synaptic vesicle, neurotransmitters, at postsynaptic receptors. Mayroong iba't ibang uri ng synapses, tulad ng excitatory at inhibitory, na gumaganap ng mga partikular na tungkulin sa pagpapadala ng impormasyon sa utak. Ang paggana ng neural synapse ay mahalaga para sa mga proseso tulad ng pag-aaral, memorya, koordinasyon ng motor, at iba pang mga function ng cognitive.
Ano ang iba't ibang paraan ng pagkonekta ng mga neuron sa nervous system?
Ang mga synapses ay mga espesyal na koneksyon sa pagitan ng mga neuron sa sistema ng nerbiyos, na nagpapagana ng paghahatid ng mga signal ng elektrikal at kemikal. Mayroong iba't ibang uri ng mga koneksyon sa pagitan ng mga neuron, na maaaring uriin sa tatlong pangunahing uri: axodendritic synapses, axosomatic synapses, at axoaxonal synapses.
Ang axodendritic synapses ay yaong kung saan ang axon ng isang neuron ay kumokonekta sa dendrite ng isa pang neuron. Ito ang pinakakaraniwang anyo ng synapse sa nervous system at responsable sa pagpapadala ng impormasyon mula sa isang neuron patungo sa isa pa. Ang axo-somatic synapses ay nangyayari kapag ang axon ng isang neuron ay direktang kumokonekta sa cell body ng isa pang neuron. Ang mga synapses na ito ay mahalaga para sa pag-regulate ng aktibidad ng neuronal at pagsasama ng mga signal mula sa iba't ibang mga mapagkukunan.
Sa wakas, ang axoaxonal synapses ay yaong kung saan ang axon ng isang neuron ay kumokonekta sa axon ng isa pang neuron. Ang mga synapses na ito ay hindi gaanong karaniwan, ngunit may mahalagang papel ang mga ito sa pagmodulate ng aktibidad ng neuronal at pag-regulate ng daloy ng impormasyon sa loob ng nervous system.
Ang bawat uri ng synapse ay may mga tiyak na function at nag-aambag sa pagiging kumplikado at pagiging epektibo ng nervous system.
Unawain kung paano gumagana ang neural synapses sa 15 salita.
Ang neural synapse ay ang koneksyon sa pagitan ng mga neuron, kung saan nangyayari ang paghahatid ng impormasyon kemikal e elétricas.
Ang mga neurotransmitter ay inilabas sa synaptic cleft at nagbubuklod sa tagatanggap sa postsynaptic membrane.
Ito ay bumubuo ng a malamang na postsynaptic na maaaring maging excitatory o inhibitory, na nakakaimpluwensya sa paghahatid ng mga nerve impulses.
Mayroong iba't ibang uri ng synapses, tulad ng nakakaexcite at pagbabawal, na gumaganap ng mga partikular na function sa nervous system.
Ang pag-unawa kung paano gumagana ang mga neural synapses ay mahalaga sa pag-unawa kung paano pinoproseso ng ating utak ang impormasyon.
Unawain kung paano gumagana ang isang synapse at ang kahalagahan nito sa nervous system.
Ang isang synapse ay isang pangunahing istraktura sa paggana ng sistema ng nerbiyos, na responsable para sa pagpapadala ng impormasyon sa pagitan ng mga neuron. Ito ay mahalaga para sa komunikasyon sa pagitan ng mga selula ng nerbiyos at para sa pag-uugnay ng mga aktibidad ng utak at katawan.
Sa isang synapse, ang komunikasyon ay nangyayari sa pamamagitan ng mga neurotransmitter, mga kemikal na inilabas ng isang neuron at kinuha ng isa pa. Ang mga neurotransmitter na ito ay inilalabas mula sa synaptic vesicles na matatagpuan sa dulo ng nagpapadalang neuron's axon at nagbubuklod sa mga receptor sa receiving neuron's membrane, na nagpapalitaw ng nerve impulse.
mayroon dalawa Mayroong dalawang pangunahing uri ng synapses: elektrikal at kemikal. Sa mga electrical synapses, ang komunikasyon ay nangyayari sa pamamagitan ng direktang pagpasa ng mga ion sa pagitan ng mga neuron, na nagbibigay-daan para sa mas mabilis na paghahatid ng mga nerve impulses. Sa mga kemikal na synapses, ang komunikasyon ay pinapamagitan ng mga neurotransmitter, na nagpapagana ng higit na modulasyon at kontrol ng ipinadalang signal.
Napakahalaga ng mga synapses para sa paggana ng sistema ng nerbiyos, dahil pinapagana nila ang pagsasama-sama ng pandama na impormasyon, ang koordinasyon ng mga paggalaw ng kalamnan, at ang regulasyon ng mahahalagang function tulad ng paghinga at sirkulasyon ng dugo. Kasangkot din sila sa mga prosesong nagbibigay-malay tulad ng memorya, pag-aaral, at emosyon.
Ang wastong paggana nito ay mahalaga para sa pagpapanatili ng homeostasis at kalusugan ng indibidwal.
Paggalugad sa mga istrukturang kasangkot sa pagpapadala ng mga signal sa pagitan ng mga neuron: ang mga bahagi ng synapse.
Ang synapse ay ang istraktura na responsable para sa pagpapadala ng mga signal sa pagitan ng mga neuron, na nagpapagana ng komunikasyon sa loob ng nervous system. Binubuo ito ng ilang bahagi na gumaganap ng mga partikular na function sa panahon ng prosesong ito.
Ang isa sa mga pangunahing bahagi ng synapse ay ang axon terminal, na naglalabas ng mga neurotransmitters sa synaptic space. Ang mga neurotransmitter na ito ay mga kemikal na nagpapadala ng mga signal mula sa isang neuron patungo sa isa pa. Ang isa pang mahalagang bahagi ay ang synaptic cleft, na siyang puwang sa pagitan ng axon terminal at ng postsynaptic membrane.
Ang postsynaptic membrane ay naglalaman ng mga tukoy na receptor para sa mga neurotransmitter, na nagbubuklod sa mga receptor na ito at nagpapalitaw ng tugon sa postsynaptic neuron. Maaaring kabilang sa tugon na ito ang pagbubukas ng mga channel ng ion, binabago ang potensyal na pagkilos ng neuron at pagpapalaganap ng signal.
Mayroong iba't ibang uri ng synapses, tulad ng electrical synapses at chemical synapses. Sa mga electrical synapses, ang mga neuron ay konektado sa pamamagitan ng gap junctions na nagpapahintulot sa direktang pagpasa ng mga ion sa pagitan nila. Sa mga kemikal na synapses, ang komunikasyon ay nangyayari sa pamamagitan ng mga neurotransmitter.
Ang pag-unawa sa kung paano gumagana ang mga istrukturang ito ay mahalaga sa pag-unawa kung paano pinoproseso ng utak ang impormasyon at kinokontrol ang mga function ng katawan.
Neural synapse: istraktura, mga uri at kung paano ito gumagana
A neuronal synapse ay ang unyon ng mga terminal button ng dalawang neuron upang magpadala ng impormasyon. Sa kontekstong ito, ang isang neuron ay nagpapadala ng mensahe, habang ang bahagi ng isa ay tumatanggap nito.
Kaya, ang komunikasyon sa pangkalahatan ay nangyayari sa isang direksyon: mula sa terminal button ng isang neuron o cell hanggang sa lamad ng isa pang cell, bagama't may ilang mga pagbubukod. Ang isang neuron ay maaaring makatanggap ng impormasyon mula sa daan-daang mga neuron.
Ang bawat neuron ay tumatanggap ng impormasyon mula sa mga terminal button ng iba pang nerve cells at, sa turn, ang mga terminal button ng huli ay synapse kasama ng iba pang mga neuron.
Pangunahing konsepto
Ang terminal button ay tinukoy bilang isang maliit na pampalapot sa dulo ng isang axon, na nagpapadala ng impormasyon sa synapse. Ang axon ay isang uri ng pinahabang, manipis na "cable" na nagsasagawa ng mga mensahe mula sa nucleus ng neuron hanggang sa terminal button nito.
Ang mga terminal button ng nerve cells ay maaaring mag-synapse sa lamad ng soma o dendrites.
Ang soma, o cell body, ay naglalaman ng nucleus ng neuron; mayroon itong mga mekanismo na nagpapahintulot sa cell na mapanatili ang sarili nito. Sa kaibahan, ang mga dendrite ay mga sanga na parang puno ng mga neuron na umaabot mula sa soma.
Kapag ang isang potensyal na aksyon ay naglalakbay pababa sa axon ng neuron, ang mga terminal button ay naglalabas ng mga kemikal. Ang mga kemikal na ito ay maaaring magkaroon ng excitatory o inhibitory effect sa mga neuron na kanilang kinokonekta. Sa huli, ang mga epekto ng mga synapses na ito ay nagdudulot ng ating pag-uugali.
Ang isang potensyal na aksyon ay ang produkto ng mga proseso ng komunikasyon sa loob ng isang neuron. Ang isang hanay ng mga pagbabago sa axon membrane ay nagiging sanhi ng paglabas ng mga kemikal o neurotransmitters.
Ang mga neuron ay nagpapalitan ng mga neurotransmitter sa kanilang mga synapses bilang isang paraan ng pagpapadala ng impormasyon sa pagitan nila.
Ang istraktura ng neural synapse
Ang mga neuron ay nakikipag-usap sa pamamagitan ng mga synapses, at ang mga mensahe ay ipinapadala sa pamamagitan ng paglabas ng mga neurotransmitter. Ang mga kemikal na ito ay kumakalat sa fluid space sa pagitan ng mga terminal button at ng mga lamad na nagtatatag ng mga synapses.
Presynaptic nerve
Ang neuron na naglalabas ng mga neurotransmitter sa pamamagitan ng terminal button nito ay tinatawag na presynaptic neuron, habang ang tumatanggap ng impormasyon ay tinatawag na postsynaptic neuron.
Kapag nakukuha ng huli ang mga neurotransmitters, ang tinatawag na synaptic potentials ay nagagawa—iyon ay, mga pagbabago sa potensyal ng postsynaptic neuronal membrane.
Upang makipag-usap, ang mga cell ay dapat mag-secrete ng mga kemikal (neurotransmitters) na nakita ng mga dalubhasang receptor. Ang mga receptor na ito ay binubuo ng mga dalubhasang molekula ng protina.
Ang mga phenomena na ito ay nakikilala lamang sa pamamagitan ng distansya sa pagitan ng neuron na naglalabas ng sangkap at ng mga receptor na kumukuha nito.
Postsynaptic neuron
Kaya, ang mga neurotransmitter ay pinakawalan ng mga terminal button ng presynaptic neuron at nakita ng mga receptor na matatagpuan sa lamad ng postsynaptic neuron. Ang parehong mga neuron ay dapat na matatagpuan sa loob ng maikling distansya para mangyari ang paghahatid na ito.
Synaptic space
Gayunpaman, salungat sa kung ano ang maaaring isipin, ang mga neuron na gumagawa ng mga kemikal na synapses ay hindi pisikal na konektado. Sa katunayan, sa pagitan nila ay may puwang na kilala bilang synaptic space o synaptic cleft.
Ang puwang na ito ay lumilitaw na nag-iiba mula sa synaps hanggang sa synaps, ngunit karaniwang humigit-kumulang 20 nanometer ang lapad. Ang isang network ng mga filament sa synaptic cleft ay nagpapanatili sa mga pre- at postsynaptic neuron na nakahanay.
Potensyal sa pagkilos
Upang magkaroon ng pagpapalitan ng impormasyon sa pagitan ng dalawang neuron o neuronal synapses, dapat munang magkaroon ng potensyal na aksyon.
Ang phenomenon na ito ay nangyayari sa neuron na nagpapadala ng mga signal. Ang lamad ng selulang ito ay may singil sa kuryente. Sa katunayan, ang mga lamad ng lahat ng mga selula sa ating katawan ay may singil sa kuryente, ngunit ang mga axon lamang ang maaaring maging sanhi ng mga potensyal na pagkilos.
Ang pagkakaiba sa pagitan ng potensyal na elektrikal sa loob at labas ng neuron ay tinatawag na potensyal na lamad.
Ang mga pagbabagong elektrikal na ito sa pagitan ng loob at labas ng neuron ay pinapamagitan ng mga konsentrasyon ng mga umiiral na ion, tulad ng sodium at potassium.
Kapag ang isang napakabilis na pagbaliktad ng potensyal ng lamad ay nangyari, isang potensyal na aksyon ay ginawa. Binubuo ito ng isang maikling electrical impulse na dinadala ng axon mula sa soma o nucleus ng neuron patungo sa mga terminal button.
Dapat itong idagdag na ang potensyal ng lamad ay dapat lumampas sa isang tiyak na threshold ng paggulo para mangyari ang potensyal ng pagkilos. Ang electrical impulse na ito ay isinasalin sa mga kemikal na signal na inilalabas sa pamamagitan ng terminal button.
Paano gumagana ang isang synaps?
Ang mga neuron ay naglalaman ng mga sac na tinatawag na synaptic vesicles, na maaaring malaki o maliit. Ang lahat ng mga terminal button ay naglalaman ng maliliit na vesicle na nagdadala ng mga molekula ng neurotransmitter.
Ang mga vesicle ay ginawa sa isang mekanismo na matatagpuan sa soma na tinatawag na Golgi apparatus. Pagkatapos ay dinadala sila malapit sa terminal bud. Gayunpaman, maaari rin silang gawin sa terminal bud mula sa "recycled" na materyal.
Kapag ang isang potensyal na aksyon ay ipinadala sa kahabaan ng axon, ang cell ay nagde-depolarize (nagpapasigla). Bilang resulta, bumukas ang mga channel ng calcium ng neuron, na nagpapahintulot na makapasok ang mga calcium ions.
Ang mga ion na ito ay nagbubuklod sa mga molekula ng lamad ng synaptic vesicles na matatagpuan sa terminal bouton. Ang lamad na ito ay nagambala, na sumasama sa terminal bouton membrane. Nagreresulta ito sa paglabas ng neurotransmitter sa synaptic space.
Kinukuha ng cytoplasm ng cell ang natitirang mga fragment ng lamad at dinadala ang mga ito sa cisternae, kung saan nire-recycle ang mga ito, na lumilikha ng mga bagong synaptic vesicle.
Ang postsynaptic neuron ay may mga receptor na kumukuha ng mga sangkap sa synaptic space. Ang mga ito ay kilala bilang mga postsynaptic receptor, at kapag na-activate, nagbubukas sila ng mga channel ng ion.
Kapag bumukas ang mga channel na ito, ang ilang mga sangkap ay pumapasok sa neuron, na nagiging sanhi ng isang potensyal na postsynaptic. Maaari itong magkaroon ng excitatory o inhibitory effect sa cell, depende sa uri ng ion channel na binuksan.
Karaniwan, ang excitatory postsynaptic potentials ay nangyayari kapag ang sodium ay pumapasok sa nerve cell, habang ang inhibitory postsynaptic potentials ay nagagawa ng paglabas ng potassium o ang pagpasok ng chloride.
Ang pagpasok ng calcium sa neuron ay nagdudulot ng mga excitatory postsynaptic na potensyal, ngunit pinapagana din nito ang mga espesyal na enzyme na gumagawa ng mga pagbabago sa physiological sa cell. Halimbawa, pinalitaw nito ang pag-aalis ng mga synaptic na vesicle at ang paglabas ng mga neurotransmitter.
Pinapadali din nito ang mga pagbabago sa istruktura sa neuron pagkatapos ng pag-aaral.
Pagtatapos ng synaps
Ang mga potensyal na postsynaptic sa pangkalahatan ay napakaikli at tinatapos ng mga espesyal na mekanismo.
Isa sa mga ito ay ang inactivation ng acetylcholine ng isang enzyme na tinatawag na acetylcholinesterase. Ang mga molekula ng Neurotransmitter ay inalis mula sa synaptic space sa pamamagitan ng reuptake o reabsorption ng mga transporter na matatagpuan sa presynaptic membrane.
Kaya, ang parehong presynaptic at postsynaptic neuron ay may mga receptor na kumukuha ng presensya ng mga kemikal sa kanilang paligid.
May mga presynaptic receptor na tinatawag na autoreceptors na kumokontrol sa dami ng neurotransmitter na inilalabas o na-synthesize ng neuron.
Mga uri ng synapses
Mga electric synapses
Ang elektrikal na neurotransmission ay nangyayari sa loob ng mga ito. Ang dalawang neuron ay pisikal na konektado sa pamamagitan ng mga istruktura ng protina na kilala bilang gap junctions.
Ang mga istrukturang ito ay nagpapahintulot sa mga pagbabago sa mga electrical properties ng isang neuron na direktang maimpluwensyahan ang isa pa, at kabaliktaran. Sa ganitong paraan, ang dalawang neuron ay kikilos na parang isa.
Mga synapses ng kemikal
Ang kemikal na neurotransmission ay nangyayari sa mga neuron na ito. Ang mga pre- at postsynaptic neuron ay pinaghihiwalay ng synaptic space. Ang isang potensyal na aksyon sa presynaptic neuron ay mag-trigger ng pagpapalabas ng mga neurotransmitters.
Ang mga ito ay umaabot sa synaptic cleft, na ginagawang magagamit ang mga ito upang maisagawa ang kanilang mga epekto sa mga postsynaptic neuron. Sa sumusunod na video, bagaman sa Ingles, makikita mo kung paano gumagana ang isang kemikal na synapse.
Excitatory synapses
Ang isang halimbawa ng isang excitatory neuronal synapse ay ang withdrawal reflex kapag nag-burn tayo. Matutuklasan ng isang sensory neuron ang mainit na bagay sa pamamagitan ng pagpapasigla sa mga dendrite nito.
Ang neuron na ito ay magpapadala ng mga mensahe sa pamamagitan ng axon nito sa mga terminal button nito, na matatagpuan sa spinal cord. Ang mga terminal button ng sensory neuron ay maglalabas ng mga kemikal na kilala bilang neurotransmitters na magpapasigla sa neuron kung saan ito nagsi-synchronize, partikular, ang isang interneuron (ang isa na namamagitan sa pagitan ng sensory at motor neuron).
Ito ay magiging sanhi ng interneuron na magpadala ng impormasyon kasama ang axon nito. Sa turn, ang mga terminal button ng interneuron ay maglalabas ng mga neurotransmitter na nagpapasigla sa motor neuron.
Ang ganitong uri ng neuron ay nagpapadala ng mga mensahe kasama ang axon nito, na nag-uugnay sa isang nerve upang maabot ang target na kalamnan. Sa sandaling ang mga neurotransmitter ay inilabas ng mga terminal button ng motor neuron, ang mga selula ng kalamnan ay kumukontra upang lumayo mula sa mainit na bagay.
Inhibitory synapses
Ang ganitong uri ng synapse ay medyo mas kumplikado. Ito ay ilarawan sa sumusunod na halimbawa: isipin ang pagkuha ng isang napakainit na tray mula sa oven. Gumagamit ka ng oven mitts upang maiwasang masunog ang iyong sarili, ngunit ang mga ito ay medyo manipis, at ang init ay nagsisimulang mapuspos ang mga ito. Sa halip na ihagis ang tray sa sahig, subukang makatiis ng kaunting init hanggang sa mapunta ito sa ibabaw.
Ang reaksyon ng pag-alis ng ating katawan sa isang masakit na stimulus ay magpapalabas sa atin ng bagay, ngunit kontrolado natin ang salpok na ito. Paano nangyayari ang hindi pangkaraniwang bagay na ito?
Ang init mula sa tray ay pinaghihinalaang, ang pagtaas ng aktibidad ng excitatory synapses sa mga neuron ng motor (tulad ng ipinaliwanag sa nakaraang seksyon). Gayunpaman, ang paggulo na ito ay sinasalungat ng pagsugpo na nagmumula sa isa pang istraktura: ang ating utak.
Nagpapadala ito ng impormasyon na nagsasaad na kung bibitawan natin ang tray, maaari itong maging isang kabuuang sakuna. Samakatuwid, ang mga mensahe ay ipinapadala sa spinal cord na pumipigil sa withdrawal reflex.
Upang gawin ito, ang isang axon mula sa isang neuron ng utak ay umaabot sa spinal cord, kung saan ang mga terminal button nito ay sumasabay sa isang inhibitory interneuron. Ang interneuron na ito ay nagtatago ng isang inhibitory neurotransmitter na binabawasan ang aktibidad ng motor neuron, na humaharang sa withdrawal reflex.
Ang mahalaga, ito ay mga halimbawa lamang. Ang mga proseso ay talagang mas kumplikado (lalo na ang mga nagbabawal), na may libu-libong neuron na kasangkot.
Mga klase ng synapses ayon sa mga lokasyon kung saan naganap ang mga ito
- Axodendritic synapses: Sa ganitong uri, kumokonekta ang terminal button sa ibabaw ng isang dendrite. O, may mga dendritic spines, na maliliit na pamamaga na matatagpuan sa mga dendrite sa ilang uri ng mga neuron.
- Axosomatic synapses: sa kanila, ang terminal button ay nagsi-synchronize sa soma o nucleus ng neuron.
- Axoaxonic synapses : Ang terminal button ng presynaptic cell ay kumokonekta sa axon ng postsynaptic cell. Ang ganitong uri ng synapse ay gumagana nang iba sa iba pang dalawa. Ang function nito ay upang bawasan o dagdagan ang dami ng neurotransmitter na inilabas ng terminal button. Kaya, itinataguyod o pinipigilan nito ang aktibidad ng presynaptic neuron.
Ang mga dendrodendritic synapses ay natagpuan din, ngunit ang kanilang eksaktong papel sa komunikasyon sa neuronal ay kasalukuyang hindi alam.
Ang mga sangkap na inilabas sa neuronal synapse
Sa panahon ng komunikasyon sa neuronal, hindi lamang ang mga neurotransmitter tulad ng serotonin, acetylcholine, dopamine, norepinephrine, atbp. Ang iba pang mga kemikal, tulad ng mga neuromodulators, ay maaari ding ilabas.
Ang mga ito ay pinangalanan dahil binago nila ang aktibidad ng maraming mga neuron sa isang partikular na lugar ng utak. Sila ay nagtatago sa mas maraming dami at naglalakbay ng mas mahabang distansya, na kumakalat nang mas malawak kaysa sa mga neurotransmitter.
Ang isa pang uri ng sangkap ay mga hormone. Ang mga ito ay inilalabas ng mga selula sa mga glandula ng endocrine, na matatagpuan sa iba't ibang bahagi ng katawan, tulad ng tiyan, bituka, bato, at utak.
Ang mga hormone ay inilalabas sa extracellular fluid (sa labas ng mga selula) at pagkatapos ay kinukuha ng mga capillary. Pagkatapos ay ipinamamahagi sila sa buong katawan sa pamamagitan ng daluyan ng dugo. Ang mga sangkap na ito ay maaaring magbigkis sa mga neuron na may mga espesyal na receptor upang makuha ang mga ito.
Kaya, ang mga hormone ay maaaring makaapekto sa pag-uugali sa pamamagitan ng pagbabago sa aktibidad ng mga neuron na tumatanggap sa kanila. Halimbawa, ang testosterone ay lumilitaw na nagpapataas ng agresyon sa karamihan ng mga mammal.
Mga sanggunian
- Carlson, N.R. (2006). Physiology of Behavior 8th Ed. Madrid: Pearson. pp: 32-68.
- Cowan, W. M., Südhof, T. & Stevens, C. F. (2001). Synapses. Baltimore, MD: Johns Hopkins University Press.
- Electrical synapse. (n.d.). Nakuha noong Pebrero 28, 2017, mula sa Pontifical Catholic University of Chile: 7.uc.cl.
- Stufflebeam, R. (n.d.). Mga neuron, synapses, potensyal na pagkilos, at neurotransmission. Nakuha noong Pebrero 28, 2017, mula sa CCSI: mind.ilstu.edu.
- Nicholls, JG, Martín, AR, Fuchs, PA at Wallace, BG (2001). Mula sa Neuron hanggang Utak, ika-4 na ed. Sunderland, MA: Sinauer.
- Ang Synapse (n.d.). Nakuha noong Pebrero 28, 2017, mula sa University of Washington: faculty.washington.edu.