НЕВРОННА СИНАПСА: СТРУКТУРА, ВИДОВЕ И КАК РАБОТИ - GEOGRAFÍA - 2025

На невронална синапса състои от обединението на крайните бутоните на две неврони, за да информация предаване. В тази връзка, неврон изпраща съобщението, докато една част от другата го получава.

По този начин комуникацията обикновено протича в една посока: от крайния бутон на неврон или клетка до мембраната на другата клетка, въпреки че е вярно, че има някои изключения. Един неврон може да получава информация от стотици неврони.

Части от неврон. Източник: Julia Anavel Painted Cordova / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Всеки един неврон получава информация от крайните бутони на други нервни клетки, а крайните бутони на последната на свой ред се синапсират с други неврони.

Основни понятия

Терминалният бутон се определя като малко удебеляване в края на аксон, който изпраща информация към синапса. Докато аксонът е вид удължена и тънка "жица", която пренася съобщения от ядрото на неврона до неговия терминален бутон.

Терминалните бутони на нервните клетки могат да се синхронизират с мембраната на сома или дендрити.

Схема на неврон

Сома или клетъчно тяло съдържа ядрото на неврона; Той има механизми, които позволяват поддържането на клетката. Вместо това дендритите са дървесни клони на неврона, които започват от сомата.

Когато потенциалът за действие пътува през аксона на неврон, бутоните на клемите освобождават химикали. Тези вещества могат да имат възбудителни или инхибиращи ефекти върху невроните, с които се свързват. В края на целия процес ефектите от тези синапси пораждат нашето поведение.

Потенциалът за действие е продукт на комуникационни процеси в неврона. В него има набор от промени в мембраната на аксона, които причиняват отделянето на химични вещества или невротрансмитери.

Невроните обменят невротрансмитерите в своите синапси като начин за изпращане на информация един към друг.

Структура на невроналния синапс

Синаптичен процес на предаване в неврони

Невроните комуникират чрез синапси, а съобщенията се предават чрез освобождаване на невротрансмитери. Тези химикали дифундират в течното пространство между крайните бутони и мембраните, които установяват синапси.

Пресинаптичен невроон

Невронът, който освобождава невротрансмитерите чрез терминалния си бутон, се нарича пресинаптичен неврон. Докато този, който получава информацията, е постсинаптичният неврон.

Пресинаптичен неврон (отгоре) и постсинаптичен неврон (отдолу). Пресинаптичното пространство е между двете

Когато последните улавят невротрансмитерите, се получават така наречените синаптични потенциали. Тоест, те са промени в мембранния потенциал на постсинаптичния неврон.

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 са просто диференцирани от разстоянието между неврона, който освобождава веществото, и рецепторите, които го улавят.

Постинаптичен неврон

Така невротрансмитерите се освобождават от крайните бутони на пресинаптичния неврон и се откриват чрез рецептори, разположени на мембраната на постсинаптичния неврон. И двата неврона трябва да бъдат разположени в непосредствена близост, за да се случи това предаване.

Синаптично пространство

Въпреки това, противно на това, което може да се мисли, невроните, които правят химични синапси, физически не се присъединяват. Всъщност между тях има пространство, известно като синаптично пространство или синаптична цепка.

Изглежда, че това пространство варира от синапс до синапс, но обикновено е около 20 нанометра. В синаптичната цепнатина има мрежа от нишки, която поддържа пред и постсинаптичните неврони подравнени.

Потенциал за действие

А. Схематичен изглед на идеален потенциал за действие. Б. Реално записване на потенциал за действие. Източник: bg: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

За да се осъществи обмен на информация между два неврона или невронални синапси, първо трябва да възникне потенциал за действие.

Това явление се среща в неврона, който изпраща сигналите. Мембраната на тази клетка има електрически заряд. В действителност мембраните на всички клетки в нашето тяло са електрически заредени, но само аксоните могат да задействат потенциали за действие.

Разликата между електрическия потенциал вътре в неврона и отвън се нарича мембранен потенциал.

Тези електрически промени между вътрешната и външната страна на неврона се медиират от съществуващите концентрации на йони, като натрий и калий.

Когато има много бързо обръщане на мембранния потенциал, възниква потенциал за действие. Състои се от кратък електрически импулс, който аксонът провежда от сомата или ядрото на неврона до терминалните бутони.

Трябва да се добави, че мембранният потенциал трябва да надвишава определен праг на възбуждане, за да възникне потенциалът на действие. Този електрически импулс се превежда в химически сигнали, които се освобождават чрез терминалния бутон.

Как работи синапса?

Мултиполярен неврон. Източник: BruceBlaus

Невроните съдържат сакове, наречени синаптични везикули, които могат да бъдат големи или малки. Всички терминални бутони имат малки везикули, които носят невротрансмитерни молекули вътре в тях.

Везикулите се произвеждат в механизъм, разположен в сома, наречен апарат Голджи. След това се транспортират близо до бутона на терминала. Те обаче могат да се произвеждат и върху бутона на терминала с "рециклиран" материал.

Когато потенциалът за действие се изпраща по аксона, възниква деполяризация (възбуждане) на пресинаптичната клетка. В резултат на това се отварят калциевите канали на неврона, позволяващи на калциевите йони да влизат в него.

След пристигането на потенциала за действие, пресинаптичният неврон се деполяризира и калциевите канали се отварят, влизайки в йоните

Тези йони се свързват с молекули върху мембраните на синаптичните везикули, които са на крайния бутон. Споменатата мембрана се счупва, сливайки се с мембраната на крайния бутон. Това води до освобождаване на невротрансмитера в синаптичното пространство.

Цитоплазмата на клетката улавя останалите парчета мембрана и ги пренася до цистерните. Там те се рециклират, създавайки с тях нови синаптични везикули.

Освобождаване на невротрансмитери от пресинаптичния неврон и свързване с рецепторите на постсинаптичния неврон

Постсинаптичният неврон има рецептори, които улавят вещества, които се намират в синаптичното пространство. Те са известни като постсинаптични рецептори и когато се активират, предизвикват отваряне на йонните канали.

Илюстрация на химичен синапс. Когато се отворят достатъчно натриеви канали, постсинаптичната клетка се деполяризира и потенциалът на действие продължава през неврона.

Когато тези канали се отворят, определени вещества навлизат в неврона, причинявайки постсинаптичен потенциал. Това може да има възбуждащи или инхибиращи ефекти върху клетката в зависимост от типа на йонния канал, който е отворен.

Обикновено възбуждащите постсинаптични потенциали възникват, когато натрий прониква в нервната клетка. Докато инхибиторите се произвеждат при изхода на калий или влизането на хлор.

Влизането на калций в неврона предизвиква възбуждащи постсинаптични потенциали, въпреки че той също активира специализирани ензими, които произвеждат физиологични промени в тази клетка. Например, той задейства изместването на синаптичните везикули и освобождаването на невротрансмитерите.

Освен това улеснява структурните промени в неврона след научаване.

Завършване на синапса

Постинаптичните потенциали обикновено са много кратки и се прекратяват чрез специални механизми.

Един от тях е инактивирането на ацетилхолин от ензим, наречен ацетилхолинестераза. Невротрансмитерните молекули се отстраняват от синаптичното пространство чрез повторно поемане или реабсорбция от преносители, които са на пресинаптичната мембрана.

Така и пресинаптичните, и постсинаптичните неврони имат рецептори, които улавят присъствието на химикали около тях.

Има пресинаптични рецептори, наречени авторецептори, които контролират количеството невротрансмитер, което неврона освобождава или синтезира.

Видове синапси

Електрически синапси

Илюстрация на електрически синапс. Потенциалът за действие се оценява

В тях се осъществява електрическа невротрансмисия. Двата неврона са свързани физически чрез протеиновите структури, известни като "пролуки на кръстовищата" или празнина.

Тези структури позволяват промените в електрическите свойства на един неврон директно да влияят на другия и обратно. По този начин двата неврона биха действали така, сякаш са един.

Химични синапси

Схема на химичен синапс. Източник: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)

Химичната невротрансмисия се случва при химични синапси. Пред и постсинаптичните неврони са разделени от синаптичното пространство. Потенциалът за действие в пресинаптичния неврон би причинил освобождаването на невротрансмитери.

Те достигат до синаптичната цепка, като са на разположение да упражняват ефектите си върху постсинаптичните неврони.

Възбуждащи синапси

Пример за възбуждащ невронален синапс е оттеглящият рефлекс, когато изгорим. Сетивният неврон би открил горещия обект, тъй като би стимулирал дендритите му.

Този неврон ще изпраща съобщения през своя аксон до терминалните си бутони, разположени в гръбначния мозък. Терминалните бутони на сетивния неврон биха отделили химикали, известни като невротрансмитери, които биха възбудили неврона, с който той се синаптира. По-специално към интернейрон (този, който медиира между сетивните и моторните неврони).

Това ще накара интернейронът да изпраща информация по своя аксон. От своя страна, крайните бутони на интерневрона отделят невротрансмитери, които възбуждат моторния неврон.

Този тип неврон ще изпраща съобщения по своя аксон, който се прикрепя към нерв, за да достигне целевия мускул. След като невротрансмитерите се освободят от терминалните бутони на моторния неврон, мускулните клетки свиват да се отдалечат от горещия обект.

Инхибиторни синапси

Този тип синапс е малко по-сложен. Ще бъде дадено в следния пример: представете си, че изваждате много гореща тава от фурната. Носите ръкавици, за да не се изгорите, обаче, те са някак тънки и топлината започва да ги преодолява. Вместо да изпускате таблата на пода, опитвате се да издържите малко на топлината, докато не е на повърхност.

Реакцията на отнемане на тялото ни на болезнен стимул би ни накарала да пуснем обекта, дори и така, ние контролирахме този импулс. Как се произвежда това явление?

Топлината, идваща от тавата, се възприема, увеличавайки активността на възбудителните синапси върху моторните неврони (както е обяснено в предишния раздел). Това вълнение обаче се противодейства на инхибирането, което идва от друга структура: нашия мозък.

Изпраща информация, показваща, че ако изпуснем тавата, това може да бъде пълна катастрофа. Следователно до гръбначния мозък се изпращат съобщения, които предотвратяват оттеглящия рефлекс.

За да направите това, аксон от неврон в мозъка достига до гръбначния мозък, където неговите терминални бутони се синхронизират с инхибиторен интерневрон. Той секретира инхибиторен невротрансмитер, който намалява активността на моторния неврон, блокирайки абстинентния рефлекс.

Важното е, че това са само примери. Процесите са наистина по-сложни (особено инхибиторните), като в тях участват хиляди неврони.

Синапсови класове според местата, където се появяват

- Акседендритни синапси: при този тип терминалният бутон се свързва с повърхността на дендрит. Или с дендритни шипове, които са малки изпъкналости, разположени върху дендритите в някои видове неврони.

- Аксосоматични синапси: в тях терминалният бутон се синаптира със сома или ядро ​​на неврона.

- Аксоаксонични синапси: крайният бутон на пресинаптичната клетка се свързва с аксона на постсинаптичната клетка. Тези видове синапси функционират различно от другите две. Нейната функция е да намали или повиши количеството невротрансмитер, което се освобождава от терминалния бутон. По този начин той стимулира или инхибира активността на пресинаптичния неврон.

Установени са и дендродендритни синапси, но понастоящем не е известна точната им роля в невронната комуникация.

Вещества, освободени при невроналния синапс

1. Carlson, NR (2006). Физиология на поведението 8-и изд. Мадрид: Pearson. pp: 32-68.
2. Cowan, WM, Südhof, T. & Stevens, CF (2001). Synapses. Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
3. Електрически синапс. (SF). Произведено на 28 февруари 2017 г. от Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (nd). Неврони, синапси, потенциални действия и невротрансмисия. Проверено на 28 февруари 2017 г. от CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, JG, Martín, A R., Fuchs, P. A, & Wallace, BG (2001). От Neuron до мозъка, 4-то изд. Съндърланд, МА: Синауер.
6. Синапсът. (SF). Проверено на 28 февруари 2017 г. от Университета във Вашингтон: fakultet.washington.edu.