Synapses

Synapses on ühenduspunktid närvirakkude ja sensoorsete, lihaste või näärmerakkude või kahe või enama närviraku vahel. Neid kasutatakse signaalide ja stiimulite edastamiseks. Stiimul edastatakse tavaliselt keemiliselt neurotransmitterite abil.

Samuti on sünapsid, mis edastavad oma aktsioonipotentsiaali otse elektriliste vahenditega, mis muudab stiimulite edastamise kiiremaks ja on seetõttu eeliseks näiteks lihasreflekside jaoks. Vastupidiselt keemilistele sünapsidele võivad elektrilised sünapsid stiimuleid edastada mõlemas suunas.

Mis on sünapsid?

Synapses võimaldavad stiimulit ja signaali edastamist närvirakkude (neuronite) vahel ning närvirakkude ja sensoorsete, lihaste ja näärmerakkude vahel. Nimi ulatub tagasi Briti füsioloogi Sir Charles Sherrringtoni ja tuleneb Vana-Kreeka "syn" koos ja "haptein" haarde või haarata.

Sõltuvalt stiimuli edastamise tüübist saatjarakust vastuvõtjarakku tehakse vahet keemiliste ja elektriliste sünapside vahel. Keemilistes sünapsides muundatakse elektriline potentsiaal, mida saatv rakk peaks edastama, sünapsimembraanis keemiliseks messenger-aineks (neurotransmitter).

Kitsas vahe saatva raku ja vastuvõtva raku sünapside vahel saab neurotransmitterist üle ja endine elektriline aktsioonipotentsiaal muundatakse tagasi üheks.

Kui retsipientrakk on lihas- või näärmerakud, viiakse need toimingutesse või teise neuroni korral edasi elektrilise aktsioonipotentsiaalina. Seda tüüpi signaali edastamisel on see eelis, et see on suund, ühesuunaline, teabe edastamine. Seevastu elektrilised sünapsid võivad stiimuleid edastada mõlemas suunas, st kahesuunaliselt.

Anatoomia ja struktuur

Sünaps koosneb alati edastavast osast või saatjast, aksoni lõpunupust, mis sulgub nn presünaptilise membraaniga. Sünaasi vastupidine retseptori osa, dendriidi terminaalne nupp, sulgub postsünaptilise membraaniga.

Sünaptiline vahe asub presünaptilise ja postsünaptilise membraani vahel. See on väga kitsas ja keemilises sünapsis on vahemikus 10 kuni 20 nm. Elektriliste sünapside korral jõuab erinevus väärtuseni ainult umbes 3,5 nm.

Inimestel hinnatakse sünapside arvu kujuteldamatuks väärtuseks umbes 100 triljonit, mis vastab 1-le 14 nulliga. Aksonite presünaptilised klemmid hoiavad spetsiaalseid neurotransmittereid, mis on valmis niinimetatud vesiikulites.

Energia tagamiseks sisaldavad klemmide nupud arvukalt mitokondreid ja muid organelle. Aktsioonipotentsiaali saabudes tühjendavad vesiikulid eksotsütoosi käigus neurotransmitterid sünaptilisse tühimikku.

Synapse'i retseptori osa, dendriidi või tegevusraku (lihase või näärme raku) terminaalne nupp sisaldab oma membraanis spetsiaalseid retseptoreid, millesse vabanenud messenger aine võib dokkida, mis viib tagasi elektrilise toime potentsiaalini või lihase kokkutõmbumiseni või pihustite eritumiseni.

Funktsioon ja ülesanded

Sõltuvalt nende funktsioonist võib sünapsid jagada nii efektor- ja andurisünapsideks kui ka interneuronaalseteks sünapsiteks.

• Efektor sünapsid luua ühendus neuronite ja lihasrakkude või neuronite ja näärerakkude vahel.

• Ergastavad efektor-sünapsid eesmärk on anda lihasrakkudele käsk tõmbuda või näärmerakkudel käsk erituda.

• Inhibeerivad efektor-sünapsid edastavad omakorda vastupidist teavet, nimelt lihaste lõdvestamiseks ja näärmete sekretsiooni katkestamiseks.

• Anduri sünapsid neil on ülesanne sensoorsete rakkude ja retseptorite, näiteks võrkkesta fotoretseptorite, valuretseptorite (notsitseptorite), termosensorite, rõhu- ja pingeandurite ning paljude teiste vastuvõtmine ja edastamine aju vastavatesse lülituskeskustesse.

• Interneuronaalsed sünapsidmis moodustavad ristühenduse kahe või enama neuroni vahel, leidub ajus tohutul hulgal. Seal on palju mõeldavaid ühendamisvõimalusi, mis praktiliselt kõik esinevad, igaühel on erinevad ülesanded.

Näiteks aksonite ja dendrite vahel on seoseid, Aksonid ja rakukehad (soma) kahe neuroni dendriitsete plekside ja kahe neuroni rakukehade vaheliste otseühenduste vahel.

Interneuronaalseid sünapse kasutatakse keeruliseks teabe töötlemiseks, nt. B. vegetatiivse närvisüsteemi sees, aga ka keeruka teabe töötlemine kesknärvisüsteemi üldpildiks.

• Keemilised sünapsid igaüks on spetsialiseerunud konkreetsele neurotransmitterile või hoiab seda spetsiifilist neurotransmitterit oma vesiikulites. Seetõttu saab keemilisi sünapsisid diferentseerida ka vastavalt "nende" neurotransmitteritele, näiteks adrenergilistele, kolinergilistele ja dopaminergilistele sünapsidele, mis vastavad neurotransmitteritele adrenaliinile, atsetüülkoliinile või dopamiinile.

• Elektrilised sünapsidkasutatakse juhul, kui oluline on stiimuli ülekande kiirus, näiteks lihasreflekside käivitamisel.

Ravimid leiate siit

Vaevused ja haigused

2014. aastal näitasid Baltimore'i teadlased, et teatud geenimutatsioonid põhjustavad halvenenud sünapside moodustumist, mis võib põhjustada selliseid vaimuhaigusi nagu skisofreenia ja raske depressioon.

On palju rohkem teada, et mürgid põhjustavad sünapsifunktsioonide häireid, millel on mõnikord tõsised tagajärjed. Ained blokeerivad neurotransmitterite vabanemise sünaptilisse tühimikku või on nad neurotransmitteritega niivõrd sarnased, et dokivad oma kohale postsünaptilise membraani retseptoritele.

Mõlemal juhul on sünapside funktsioon märkimisväärselt või täielikult häiritud ja blokeeritud. Presünaptilise membraani eksotsütoosi blokeerimise näiteks on klostriidsete bakterite sünteesitud botuliintoksiin.

Neurotoksiin, mida tuntakse ka kui botoksi, halvab lihaseid - sarnaselt teetanuse toksiiniga -, kuna efektor-sünapsid ei saa enam lihaskiududele kontraktsiooni stiimulit edastada. Rasketel juhtudel võib see põhjustada hingamisteede halvatust ja surma.

Paljud ämblike, putukate ja meduuside mürgid, aga ka erinevate seente mürgid on sünapsimürgid. Sellised ravimid nagu alkohol, nikotiin, hallutsinogeenid nagu LSD ja psühhotroopsed ravimid on erineva toimega sünapsimürgid.