Synapsy w układzie nerwowym

W ośrodkowym układzie nerwowym synapsa to niewielka szczelina na końcu neuronu, która umożliwia przekazywanie sygnału z jednego neuronu do drugiego. Synapsy znajdują się tam, gdzie komórki nerwowe łączą się z innymi komórkami nerwowymi.

Synapsy są kluczem do funkcjonowania mózgu, zwłaszcza jeśli chodzi o pamięć.

Termin synapsa został po raz pierwszy wprowadzony w 1897 r. przez fizjologa Michaela Fostera w jego „Podręczniku fizjologii” i wywodzi się z greckiego synaps, co oznacza „spójnik”.

Co robią synapsy?

Kiedy sygnał nerwowy dociera do końca neuronu, nie może po prostu przejść do następnej komórki. Zamiast tego musi wyzwalać uwalnianie neuroprzekaźników, które mogą następnie przenosić impuls przez synapsę do następnego neuronu.

Gdy impuls nerwowy uruchomi uwalnianie neuroprzekaźników, te przekaźniki chemiczne przekraczają maleńką szczelinę synaptyczną i są wchłaniane przez receptory na powierzchni następnej komórki.

Receptory te działają jak zamek, podczas gdy neuroprzekaźniki działają jak klucze. Neuroprzekaźniki mogą pobudzać lub hamować neuron, z którym się wiążą.

Części synapsy

Synapsy składają się z trzech głównych części:

• Presynaptyczne zakończenie zawierające neuroprzekaźniki
• Szczelina synaptyczna między dwiema komórkami nerwowymi
• Postsynaptyczne zakończenie zawierające miejsca receptorowe

Impuls elektryczny przemieszcza się po aksonie neuronu, a następnie wyzwala uwalnianie maleńkich pęcherzyków zawierających neuroprzekaźniki. Pęcherzyki te następnie połączą się z błoną komórki presynaptycznej, uwalniając neuroprzekaźniki do synapsy.

Te przekaźniki chemiczne przechodzą przez szczelinę synaptyczną i łączą się z miejscami receptorowymi w następnej komórce nerwowej, wyzwalając impuls elektryczny znany jako potencjał czynnościowy.

Rodzaje

Istnieją dwa główne typy synaps:

• Synapsy chemiczne
• Synapsy elektryczne

Synapsy chemiczne

W synapsie chemicznej aktywność elektryczna w neuronie presynaptycznym wyzwala uwalnianie przekaźników chemicznych, neuroprzekaźników.

Neuroprzekaźniki dyfundują przez synapsę i wiążą się z wyspecjalizowanymi receptorami komórki postsynaptycznej.

Neuroprzekaźnik następnie pobudza lub hamuje neuron postsynaptyczny. Wzbudzenie prowadzi do wystrzelenia potencjału czynnościowego, podczas gdy hamowanie zapobiega rozprzestrzenianiu się sygnału.

Synapsy elektryczne

W synapsach elektrycznych dwa neurony są połączone wyspecjalizowanymi kanałami zwanymi złączami szczelinowymi.

Synapsy elektryczne umożliwiają szybkie przemieszczanie się sygnałów elektrycznych z komórki presynaptycznej do komórki postsynaptycznej, szybko przyspieszając przekazywanie sygnałów.

Specjalne kanały białkowe, które łączą obie komórki, umożliwiają przepływ dodatniego prądu z neuronu presynaptycznego bezpośrednio do komórki postsynaptycznej.

Porównanie typów

Odstęp między synapsami elektrycznymi jest znacznie mniejszy niż w synapsie chemicznej (około 3,5 nanometra w porównaniu do 20 nanometrów).

Synapsy elektryczne przesyłają sygnały znacznie szybciej niż synapsy chemiczne. Podczas gdy prędkość transmisji w synapsach chemicznych może trwać nawet kilka milisekund, transmisja w synapsach elektrycznych jest niemal natychmiastowa.

Podczas gdy synapsy elektryczne mają przewagę szybkości, siła sygnału zmniejsza się w miarę przemieszczania się z jednej komórki do drugiej. Z powodu tej utraty siły sygnału wymaga bardzo dużego neuronu presynaptycznego, aby wpływać na znacznie mniejsze neurony postsynaptyczne.

Synapsy chemiczne mogą być wolniejsze, ale mogą przesyłać wiadomość bez utraty siły sygnału. Bardzo małe neurony presynaptyczne są również w stanie wpływać nawet na bardzo duże komórki postsynaptyczne.

Tam, gdzie synapsy chemiczne mogą być pobudzające lub hamujące, synapsy elektryczne są tylko pobudzające.