Sinapsės: struktūra, funkcijos ir ligos

Sinapsės yra sandūros tarp nervinių ląstelių ir jutimo, raumenų ar liaukų ląstelių arba tarp dviejų ar daugiau nervų ląstelių. Jie naudojami signalams ir dirgikliams perduoti. Stimulas perduodamas daugiausia cheminiu būdu per neurotransmiterius. Taip pat yra sinapsės kurie perduoda jų Veiksmo potencialas tiesiogiai elektrinėmis priemonėmis, o tai paskatina dirgiklių perdavimą greičiau, todėl yra naudinga, pavyzdžiui, raumenyse refleksas. Elektros sinapsės, skirtingai nei cheminės sinapsės, gali perduoti dirgiklius į abi puses.

Kas yra sinapsės?

Sinapsės leidžia perduoti dirgiklius ir signalus tarp nervų ląstelių (neuronų) ir tarp nervų ląstelių bei jutimo, raumenų ir liaukų ląstelių. Šis vardas grįžo į britų fiziologą serą Charlesą Sherrringtoną ir kilęs iš senovės graikų „syn“, reiškiančio kartu, ir „haptein“, jei norite suvokti. Pagal dirgiklio perdavimo tipą iš siųstuvo ląstelės į imtuvo ląstelę išskiriamos cheminės ir elektrinės sinapsės. Cheminėse sinapsėse elektrinis potencialas, kurį turi perduoti siunčianti ląstelė, paverčiamas cheminiu pranešėju (neurotransmiteris) ties sinapsine membrana. Siaurą tarpą, egzistuojantį tarp siunčiančiosios ir priimančiosios ląstelių sinapsių, įveikia neurotransmiteris o anksčiau buvę elektriniai Veiksmo potencialas yra išverstas atgal į vieną. Jei priimančioji ląstelė yra raumenų ar liaukos ląstelė, ji paverčiama veiksmu arba, kito neurono atveju, perduodama kaip elektrinė Veiksmo potencialas. Šio signalo perdavimo pranašumas yra tai, kad jis yra nukreiptas, vienakryptis, informacijos perdavimas. Priešingai, elektrinės sinapsės gali perduoti dirgiklius abiem kryptimis, abipusiai.

Anatomija ir struktūra

Sinapsė visada susideda iš siunčiančios dalies arba siųstuvo, gnybto Aksonas kuris baigiasi vadinamąja presinapsine membrana. Priešinga sinapsės dalis, dendrito galinė rankenėlė, baigiasi postsinapsine membrana. Tarp presinapsinės ir postsinapsinės membranos yra sinapsinis plyšys. Jis yra labai siauras ir cheminėse sinapsėse yra nuo 10 iki 20 nm. Elektrinėse sinapsėse tarpas pasiekia tik maždaug 3.5 nm reikšmes. Žmonėse sinapsių skaičius yra neįsivaizduojamas, maždaug 100 trilijonų, atitinkančių 1 su 14 nulių. Aksonų presinapsinės galinės rankenėlės turi specifinius neurotransmiterius vadinamosiose pūslelėse. Norint užtikrinti energiją, gnybtų rankenėlėse yra daugybė mitochondrijos ir dar kiti organeliai. Kai atsiranda veiksmo potencialas, pūslelės ištuština neurotransmiterius į sinapsinis plyšys egzocitozės eigoje. Sinapsės receptoriaus dalyje, dendrito arba veikimo ląstelės (raumens ar liaukos ląstelės) galiniame mygtuke, membranoje yra specialūs receptoriai, į kuriuos išlaisvinta neurotransmiteris gali dokas, todėl jis gali būti išverstas į elektrinio veikimo potencialą, raumenų susitraukimą ar liaukos sekreciją.

Funkcija ir užduotys

Priklausomai nuo jų funkcijos, sinapses galima suskirstyti į efektorių sinapses, jutiklių sinapses ir tarpneuronines sinapses.

  • Efektorinės sinapsės suteikia ryšį tarp neuronų ir raumenų ląstelių arba neuronų ir liaukų ląstelių.
  • Sujaudinimo efektorių sinapsės yra naudojamos raumenų ląstelėms susitraukti arba liaukų ląstelėms išskirti.
  • Kita vertus, slopinamosios efektorinės sinapsės perduoda priešingą informaciją, būtent atpalaiduoti raumenis ir sustabdyti liaukos sekreciją.
  • Jutiklių sinapsių užduotis yra priimti jutimo signalus iš jutimo ląstelių ir receptorių, tokių kaip tinklainėje esantys fotoreceptoriai, skausmas receptorius (nociceptorius), terminius jutiklius, slėgio ir įtampos jutiklius ir daugelį kitų, ir perduoti juos atitinkamiems perjungimo centrams smegenys.
  • Tarpneuroninės sinapsės, kurios sudaro kryžminį ryšį tarp dviejų ar daugiau neuronų, vyksta didžiuliu kiekiu smegenys. Yra daugybė įsivaizduojamų jungčių, kurios praktiškai taip pat įvyksta, kiekviena iš jų turi skirtingas užduotis.

Pavyzdžiui, yra ryšių tarp aksonų ir dendritų,

Aksonai ir ląstelių kūnai (soma), tarp dviejų neuronų dendritinių rezginių ir tiesioginiai ryšiai tarp dviejų neuronų ląstelių kūnų. Tarpneuronalinės sinapsės naudojamos sudėtingam informacijos apdorojimui, pvz., Autonominiame nervų sistema, bet ir sudėtingai informacijai apdoroti į bendrą vaizdą centrinėje nervų sistemoje.

  • Kiekviena cheminė sinapsė yra specializuota tam tikram neuromediatoriui arba išlaiko tą konkretų neuromediatorių savo pūslelėse. Todėl cheminės sinapsės taip pat gali būti diferencijuojamos pagal „jų“ neurotransmiterius, tokius kaip adrenerginės, cholinerginės ir dopaminerginės sinapsės, atsižvelgiant į nešiojamus neurotransmiterius. adrenalinas, acetilcholino or dopamino.
  • Elektros sinapsės ateina į žaidimą, kai labai svarbus ypač didelis dirgiklio perdavimo greitis, pavyzdžiui, paleidžiant raumenį refleksas.

Skundai ir ligos

2014 m. Baltimorės tyrėjai tai įrodė genas mutacijos vadovauti į sutrikusį sinapsės susidarymą, kuris gali sukelti psichines ligas, tokias kaip šizofrenija ir majoras Depresija. Kur kas geriau žinoma, kad toksinai vadovauti sinapsės funkcijos sutrikimams, kurie kartais gali sukelti rimtų padarinių. Arba medžiagos blokuoja neuromediatorių išsiskyrimą į sinapsinis plyšys arba jie yra tokie panašūs į neuromediatorių, kad jų vietoje pritvirtinami prie postsinapsinės membranos receptorių. Abiem atvejais sinapsinė funkcija yra visiškai sutrikdyta ir užblokuota. Egzocitozės blokavimo prie presinapsinės membranos pavyzdys yra botulino toksinas sintezavo Clostridia bakterijos. Neurotoksinas, taip pat žinomas kaip Botox, turi paralyžiuojantį poveikį raumenims - panašiai kaip stabligė toksinas - nes efektorinės sinapsės nebegali perduoti raumenų skaiduloms susitraukimo stimulo. Sunkiais atvejais tai gali vadovauti iki kvėpavimo paralyžiaus, kuris sukelia mirtį. Daugybė vorinių, vabzdžių ir medūzų nuodų, taip pat įvairių grybų nuodai yra sinapsės nuodai. Narkotikai z alkoholis, nikotinas, haliucinogenai, tokie kaip LSD, ir taip pat psichotropiniai vaistai taip pat yra įvairaus poveikio sinapsiniai nuodai.