NEURONOVÁ SYNAPSE: STRUKTURA, TYPY A JAK TO FUNGUJE - GEOGRAFÍA - 2026

Neuronových synapsí, se skládá ze svazku koncových tlačítek dvou neuronů, aby k informacím o vysílání. V této souvislosti neuron pošle zprávu, zatímco jedna část druhé ji přijme.

K komunikaci tedy obvykle dochází jedním směrem: od koncového tlačítka neuronu nebo buňky k membráně druhé buňky, i když je pravda, že existují určité výjimky. Jeden neuron může přijímat informace od stovek neuronů.

Části neuronu. Zdroj: Julia Anavel Painted Cordova / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Každý jednotlivý neuron přijímá informace z koncových tlačítek jiných nervových buněk a koncových tlačítek těchto nervových buněk zase synapse s dalšími neurony.

Hlavní pojmy

Terminální tlačítko je definováno jako malé zahuštění na konci axonu, který vysílá informace do synapse. Zatímco axon je druh protáhlého a tenkého „drátu“, který přenáší zprávy z jádra neuronu do jeho koncového tlačítka.

Terminální tlačítka nervových buněk se mohou synchronizovat s membránou soma nebo dendritů.

Schéma neuronu

Tělo soma nebo buňky obsahuje jádro neuronu; Má mechanismy, které umožňují údržbu buňky. Místo toho jsou dendrity stromové větve neuronu, které začínají od soma.

Když akční potenciál prochází axonem neuronu, uvolní koncová tlačítka chemikálie. Tyto látky mohou mít excitační nebo inhibiční účinky na neurony, s nimiž se spojují. Na konci celého procesu účinky těchto synapsí vedou k našemu chování.

Akční potenciál je produkt komunikačních procesů v neuronu. V něm existuje řada změn v axonové membráně, které způsobují uvolňování chemikálií nebo neurotransmiterů.

Neuronové si vyměňují neurotransmitery na svých synapsích jako způsob, jak si navzájem posílat informace.

Struktura neuronální synapse

Synaptický přenosový proces v neuronech

Neurony komunikují prostřednictvím synapsí a zprávy jsou přenášeny uvolňováním neurotransmiterů. Tyto chemikálie se rozptylují do kapalného prostoru mezi tlačítky terminálu a membránami, které vytvářejí synapsy.

Presynaptický neruon

Neuron, který uvolňuje neurotransmitery prostřednictvím svého terminálního tlačítka, se nazývá presynaptický neuron. Zatímco ten, který informace obdrží, je postsynaptický neuron.

Presynaptický neuron (nahoře) a postsynaptický neuron (dole). Mezi nimi je presynaptický prostor

Když druhý zachytí neurotransmitery, vytvoří se takzvané synaptické potenciály. To znamená, že se jedná o změny membránového potenciálu postsynaptického neuronu.

Pro komunikaci musí buňky vylučovat chemikálie (neurotransmitery), které jsou detekovány specializovanými receptory. Tyto receptory sestávají ze specializovaných proteinových molekul.

Tyto jevy jsou jednoduše rozlišeny podle vzdálenosti mezi neuronem, který uvolňuje látku, a receptory, které ji zachycují.

Postsynaptický neuron

Neurotransmitery jsou tedy uvolňovány koncovými tlačítky presynaptického neuronu a jsou detekovány prostřednictvím receptorů umístěných na membráně postsynaptického neuronu. Aby došlo k tomuto přenosu, musí být oba neurony umístěny v těsné blízkosti.

Synaptický prostor

Na rozdíl od toho, co si lze myslet, se však neurony, které vytvářejí chemické synapsy, fyzicky nepřipojí. Ve skutečnosti mezi nimi existuje prostor známý jako synaptický prostor nebo synaptický rozštěp.

Zdá se, že se tento prostor liší od synapse k synapse, ale obvykle je široký asi 20 nanometrů. V synaptické štěrbině je síť vláken, která udržuje zarovnané pre a postsynaptické neurony.

Akční potenciál

A. Schematický pohled na ideální akční potenciál. B. Skutečný záznam o akčním potenciálu. Zdroj: en: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Aby došlo k výměně informací mezi dvěma neurony nebo neuronálními synapsemi, musí nejprve dojít k akčnímu potenciálu.

Tento jev se vyskytuje v neuronu, který vysílá signály. Membrána tohoto článku má elektrický náboj. Ve skutečnosti jsou membrány všech buněk v našem těle elektricky nabity, ale pouze axony mohou vyvolat akční potenciál.

Rozdíl mezi elektrickým potenciálem uvnitř neuronu a venku se nazývá membránový potenciál.

Tyto elektrické změny mezi vnitřkem a vně neuronu jsou zprostředkovány existujícími koncentracemi iontů, jako je sodík a draslík.

Pokud dojde k velmi rychlému obrácení membránového potenciálu, dojde k akčnímu potenciálu. Skládá se z krátkého elektrického impulsu, který axon vede od soma nebo jádra neuronu do koncových tlačítek.

Je třeba dodat, že membránový potenciál musí překročit určitý práh excitace, aby došlo k akčnímu potenciálu. Tento elektrický impuls je převeden na chemické signály, které jsou uvolňovány pomocí tlačítka terminálu.

Jak funguje synapse?

Multipolární neuron. Zdroj: BruceBlaus

Neurony obsahují vaky zvané synaptické vezikuly, které mohou být velké nebo malé. Všechna koncová tlačítka mají malé vesikuly, které v sobě nesou molekuly neurotransmiterů.

Vesicles jsou produkovány v mechanismu lokalizovaném v soma volal Golgi aparát. Poté se přepravují v blízkosti tlačítka terminálu. Lze je však také vyrobit na terminálovém tlačítku z „recyklovaného“ materiálu.

Když je akční potenciál vyslán podél axonu, dochází k depolarizaci (excitaci) presynaptické buňky. V důsledku toho jsou vápníkové kanály neuronu otevřeny, což umožňuje vstup iontů vápníku.

Po příchodu akčního potenciálu presynaptický neuron depolarizuje a otevřené vápníkové kanály vstupují do iontů

Tyto ionty se vážou na molekuly na membránách synaptických vezikul, které jsou na terminálním tlačítku. Uvedená membrána se zlomí a spojí se s membránou koncového tlačítka. To vede k uvolňování neurotransmiteru do synaptického prostoru.

Cytoplazma buňky zachycuje zbývající kousky membrány a přenáší je do cisteren. Tam se recyklují a vytvářejí s nimi nové synaptické vezikuly.

Uvolnění neurotransmiterů z presynaptického neuronu a vazba na receptory v postsynaptickém neuronu

Postsynaptický neuron má receptory, které zachycují látky, které jsou v synaptickém prostoru. Tito jsou známí jako postsynaptické receptory a pokud jsou aktivovány, způsobují otevření iontových kanálů.

Ilustrace chemické synapse. Když je otevřeno dostatečné množství sodíkových kanálů, postsynaptická buňka depolarizuje a akční potenciál pokračuje neuronem.

Když se tyto kanály otevřou, určité látky vstupují do neuronu, což způsobuje postsynaptický potenciál. To může mít excitační nebo inhibiční účinky na buňku v závislosti na typu otevřeného iontového kanálu.

Normálně nastávají excitační postsynaptické potenciály, když sodík proniká do nervové buňky. Zatímco inhibitory jsou produkovány únikem draslíku nebo vstupem chloru.

Vstup vápníku do neuronu způsobuje excitační postsynaptické potenciály, ale aktivuje také specializované enzymy, které v této buňce vyvolávají fyziologické změny. Například spouští přemístění synaptických vezikul a uvolňování neurotransmiterů.

Usnadňuje také strukturální změny v neuronu po učení.

Dokončení synapse

Postsynaptické potenciály jsou obvykle velmi krátké a končí zvláštními mechanismy.

Jednou z nich je inaktivace acetylcholinu enzymem zvaným acetylcholinesteráza. Molekuly neurotransmiterů jsou odstraňovány ze synaptického prostoru zpětným vychytáváním nebo reabsorbováním transportéry, které jsou na presynaptické membráně.

Presynaptické i postsynaptické neurony tedy mají receptory, které zachycují přítomnost chemikálií kolem nich.

Existují presynaptické receptory nazývané autoreceptory, které řídí množství neurotransmiteru, který neuron uvolňuje nebo syntetizuje.

Typy synapsí

Elektrické synapsy

Ilustrace elektrické synapse. Akční potenciál se oceňuje

V nich probíhá elektrická neurotransmise. Dva neurony jsou fyzicky propojeny proteinovými strukturami známými jako „mezery“ nebo mezery.

Tyto struktury umožňují, aby změny elektrických vlastností jednoho neuronu přímo ovlivňovaly druhého a naopak. Tímto způsobem by se dva neurony chovaly, jako by byly jeden.

Chemické synapsy

Schéma chemické synapse. Zdroj: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)

K chemické neurotransmise dochází při chemických synapsích. Pre a postsynaptické neurony jsou odděleny synaptickým prostorem. Akční potenciál v presynaptickém neuronu by způsobil uvolnění neurotransmiterů.

Tito dosáhnou synaptického rozštěpu, jsou k dispozici pro uplatnění jejich účinků na postsynaptické neurony.

Vzrušení synapsí

Příkladem excitační neuronální synapse by byl reflex vytažení, když vyhoříme. Senzorický neuron by detekoval horký objekt, protože by stimuloval jeho dendrity.

Tento neuron bude posílat zprávy přes jeho axon na jeho koncová tlačítka, umístěná v míše. Terminální tlačítka senzorického neuronu uvolní chemikálie známé jako neurotransmitery, které by excitovaly neuron, s nímž se přizpůsobí. Konkrétně na interneuron (ten, který zprostředkuje smyslové a motorické neurony).

To způsobí, že interneuron bude posílat informace podél svého axonu. Terminální tlačítka interneuronu následně vylučují neurotransmitery, které excitují motorický neuron.

Tento typ neuronu bude posílat zprávy podél jeho axonu, který se váže k nervu, aby dosáhl cílového svalu. Jakmile jsou neurotransmitery uvolněny z koncových tlačítek motorického neuronu, svalové buňky se stáhnou, aby se vzdálily od horkého předmětu.

Inhibiční synapse

Tento typ synapse je poněkud komplikovanější. Bylo by uvedeno v následujícím příkladu: představte si, že z trouby vyjmete velmi horký podnos. Nosíte palčáky, abyste se nespálili, jsou však poněkud tenké a teplo je začíná překonávat. Namísto upuštění podnosu na podlahu se pokusíte trochu vydržet horko, dokud jej nepokládáte na povrch.

Reakce našeho těla na bolestivé podněty by nás donutila pustit předmět, přesto jsme tento impuls ovládli. Jak se tento jev vytváří?

Je vnímáno teplo přicházející ze zásobníku, zvyšující aktivitu excitačních synapsí na motorických neuronech (jak je vysvětleno v předchozí části). Proti tomuto vzrušení však působí potlačení, které pochází z jiné struktury: našeho mozku.

Odesílá informace o tom, že pokud zásobník vypustíme, může to být úplná katastrofa. Proto jsou zprávy zasílány do míchy, které zabraňují odrazu při odběru.

Za tímto účelem axon z neuronu v mozku dosáhne míchy, kde jeho terminální tlačítka synchronizují s inhibičním interneuronem. Vylučuje inhibiční neurotransmiter, který snižuje aktivitu motorického neuronu a blokuje odrazový reflex.

Důležité je, že to jsou jen příklady. Procesy jsou skutečně složitější (zejména inhibiční), do nichž jsou zapojeny tisíce neuronů.

Synapse třídy podle místa, kde se vyskytují

- Axodendritické synapsy: u tohoto typu se tlačítko terminálu spojuje s povrchem dendritu. Nebo s dendritickými páteřemi, což jsou malé výčnělky umístěné na dendritech v některých typech neuronů.

- Axosomatické synapsy: v nich se koncový knoflík synchronizuje se somou nebo jádrem neuronu.

- Axoaxonové synapsy: koncové tlačítko presynaptické buňky se spojuje s axonem postsynaptické buňky. Tyto typy synapsí fungují odlišně od ostatních dvou. Jeho funkcí je snížit nebo zvýšit množství neurotransmiteru, který je uvolňován koncovým tlačítkem. Takto podporuje nebo inhibuje aktivitu presynaptického neuronu.

Byly také nalezeny dendrodendritické synapsie, ale jejich přesná role v neuronální komunikaci není v současné době známa.

Látky uvolňované při neuronální synapse

1. Carlson, NR (2006). Fyziologie chování 8. vydání Madrid: Pearson. pp: 32-68.
2. Cowan, WM, Südhof, T. & Stevens, CF (2001). Synapse. Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
3. Elektrická synapse. (sf). Citováno z 28. února 2017, z Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (nd). Neurony, synapsie, akční potenciál a neurotransmise. Citováno z 28. února 2017, z CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, JG, Martín, R., Fuchs, P. A, a Wallace, BG (2001). Od Neurona po Braina, 4. vydání. Sunderland, MA: Sinauer.
6. Synapse. (sf). Citováno z 28. února 2017, z University of Washington: faculty.washington.edu.