NEURALNA SINAPSIJA: STRUKTURA, VRSTE I NAČIN NA KOJI DJELUJE - GEOGRAFIJE - 2026

Neurona sinapsa sastoji od sjedinjenja terminalnim gumba dva neurona da bi informacijama slanja. S tim u vezi, neuron šalje poruku, dok jedan dio drugog prima.

Stoga se komunikacija obično odvija u jednom smjeru: od terminalnog gumba neurona ili stanice do membrane druge stanice, iako je istina da postoje neke iznimke. Pojedini neuron može primiti informacije od stotina neurona.

Dijelovi neurona. Izvor: Julia Anavel Painted Cordova / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Svaki pojedini neuron prima informacije od terminalnih gumba drugih živčanih stanica, a terminalni gumbi posljednje zauzvrat sinaptiraju s drugim neuronima.

Glavni pojmovi

Gumb za terminal definira se kao malo zadebljanje na kraju aksona, koje šalje informacije sinapsi. Dok je akson vrsta izdužene i tanke "žice" koja prenosi poruke od jezgre neurona do njegovog terminalnog gumba.

Terminalni gumbi živčanih stanica mogu se sinkronizirati s membranom soma ili dendritima.

Shema neurona

Soma ili stanično tijelo sadrži jezgru neurona; Ima mehanizme koji omogućuju održavanje stanice. Umjesto toga, dendriti su grane neurona poput drveća koje polaze od soma.

Kada akcijski potencijal putuje kroz aksone neurona, gumbi terminala oslobađaju kemikalije. Te tvari mogu imati ekscitacijske ili inhibicijske učinke na neurone s kojima se povezuju. Na kraju cijelog procesa učinci ovih sinapsi potiču naše ponašanje.

Akcijski potencijal proizvod je komunikacijskih procesa unutar neurona. U njemu se nalazi niz izmjena u memoriji aksona koji uzrokuju oslobađanje kemijskih tvari ili neurotransmitera.

Neuroni razmjenjuju neurotransmitere u svojim sinapsama kao način za međusobno slanje informacija.

Struktura sinapsi neurona

Proces sinaptičkog prijenosa u neuronima

Neuroni komuniciraju kroz sinapse, a poruke se prenose oslobađanjem neurotransmitera. Te kemikalije difundiraju u tekući prostor između terminala i membrana koje uspostavljaju sinapse.

Presinaptički neruone

Neuron koji oslobađa neurotransmitere preko terminala naziva se presinaptički neuron. Dok je onaj koji prima informacije je postsinaptički neuron.

Presinaptički neuron (gore) i postsinaptički neuron (odozdo). Presinaptički prostor nalazi se između to dvoje

Kad potonji uhvate neurotransmitere, stvaraju se takozvani sinaptički potencijali. Odnosno, to su promjene u membranskom potencijalu postsinaptičkog neurona.

Da bi komunicirale, stanice moraju izlučiti kemikalije (neurotransmitere) koje su otkrili specijalizirani receptori. Ti se receptori sastoje od specijaliziranih molekula proteina.

Te se pojave jednostavno razlikuju udaljenošću između neurona koji oslobađa tvar i receptora koji ga zarobljuju.

Postsinaptički neuron

Tako se neurotransmiteri oslobađaju terminalnim tipkama presinaptičkog neurona i otkrivaju se putem receptora smještenih na membrani postsinaptičkog neurona. Oba neurona moraju biti smještena u neposrednoj blizini kako bi se dogodio taj prijenos.

Sinaptički prostor

Međutim, suprotno onome što se može pomisliti, neuroni koji čine kemijske sinapse fizički se ne pridružuju. Zapravo, između njih postoji prostor poznat kao sinaptički prostor ili sinaptički jaz.

Čini se da se ovaj prostor razlikuje od sinapse do sinapse, ali uglavnom je širok oko 20 nanometara. U sinaptičkoj pukotini postoji mreža filamenata koja drži pre i postsinaptičke neurone poravnane.

Akcijski potencijal

A. Shematski prikaz idealnog akcijskog potencijala. B. Stvarni zapis akcijskog potencijala. Izvor: hr: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Da bi se razmjena informacija dogodila između dva neurona ili neuronskih sinapsa, prvo se mora pojaviti akcijski potencijal.

Ova pojava se događa u neuronu koji šalje signale. Membrana ove ćelije ima električni naboj. U stvarnosti su membrane svih stanica u našem tijelu električno nabijene, ali samo aksoni mogu pokrenuti akcijske potencijale.

Razlika između električnog potencijala unutar neurona i izvan njega naziva se membranski potencijal.

Te električne promjene između unutarnjeg i vanjskog neurona posreduju postojećim koncentracijama iona, poput natrija i kalija.

Kada dolazi do vrlo brzog preokretanja potencijala membrane, nastaje akcijski potencijal. Sastoji se od kratkog električnog impulsa, koji aksoni provode od soma ili jezgre neurona do terminalnih tipki.

Treba dodati da membranski potencijal mora prijeći određeni prag pobuđenja da bi se mogao dogoditi akcijski potencijal. Taj se električni impuls prevodi u kemijske signale koji se puštaju putem terminala.

Kako funkcionira sinapsija?

Multipolarni neuron. Izvor: BruceBlaus

Neuroni sadrže vreće nazvane sinaptičke vezikule, koje mogu biti velike ili male. Svi terminalni gumbi imaju male vezikule koji u sebi nose molekule neurotransmitera.

Mjehurići se proizvode u mehanizmu smještenom u soma zvanom Golgijev aparat. Zatim se prevoze u blizini terminala. Međutim, mogu se proizvesti i na gumbu terminala s "recikliranim" materijalom.

Kada se akcijski potencijal šalje duž aksona, dolazi do depolarizacije (ekscitacije) presinaptičke ćelije. Kao posljedica toga, otvaraju se kalcijevi kanali neurona koji omogućuju ulazak kalcijevih iona.

Nakon dolaska akcijskog potencijala, presinaptički neuron se depolarizira i kalcijevi kanali se otvaraju, ulazeći u ione

Ti se ioni vežu na molekule na membrani sinaptičkih vezikula koje se nalaze na terminalnom gumbu. Rečena membrana se lomi, spajajući se sa membranom terminalnog gumba. To stvara oslobađanje neurotransmitera u sinaptički prostor.

Citoplazma stanice uzima preostale komade membrane i nosi ih u cisterne. Tamo se recikliraju, stvarajući nove sinaptičke vezikule.

Oslobađanje neurotransmitera iz presinaptičkog neurona i vezivanje na receptore na postsinaptičkom neuronu

Postinaptički neuron ima receptore koji hvataju tvari koje se nalaze u sinaptičkom prostoru. Poznati su kao postsinaptički receptori, a kada se aktiviraju, uzrokuju otvaranje ionskih kanala.

Ilustracija kemijske sinapse. Kad se otvori dovoljno natrijevih kanala, postinaptička stanica depolarizira, a akcijski potencijal nastavlja se preko neurona.

Kad se ti kanali otvore, određene tvari ulaze u neuron, izazivajući postinaptički potencijal. To može imati ekscitacijske ili inhibicijske učinke na stanicu, ovisno o vrsti ionskog kanala koji je otvoren.

Normalno, ekscitatorni postsinaptički potencijali nastaju kada natrij prodre u živčanu stanicu. Dok su inhibitori proizvedeni izlaskom kalija ili unosom klora.

Unos kalcija u neuron uzrokuje ekscitacijske postinaptičke potencijale, iako također aktivira specijalizirane enzime koji stvaraju fiziološke promjene u ovoj stanici. Primjerice, aktivira premještanje sinaptičkih vezikula i oslobađanje neurotransmitera.

Također olakšava strukturne promjene u neuronu nakon učenja.

Dovršetak sinapse

Postinaptički potencijali obično su vrlo kratki i prestaju kroz posebne mehanizme.

Jedan od njih je inaktivacija acetilkolina enzimom acetilkolinesteraza. Molekule neurotransmitera uklanjaju se iz sinaptičkog prostora ponovnim uzimanjem ili reapsorpcijom transportera koji se nalaze na presinaptičkoj membrani.

Dakle, i presinaptički i postinaptički neuroni imaju receptore koji hvataju prisutnost kemikalija oko njih.

Postoje presinaptički receptori zvani autoreceptori koji kontroliraju količinu neurotransmitera koju neuron oslobađa ili sintetizira.

Vrste sinapsi

Električne sinapse

Ilustracija električne sinapse. Akcijski potencijal se cijeni

U njima se odvija električni neurotransmisija. Dva neurona su fizički povezana kroz proteinske strukture poznate kao "spoj jaz" ili "spoj jaz".

Ove strukture omogućuju promjene električnih svojstava jednog neurona da izravno utječu na drugi i obrnuto. Na taj bi se način dva neurona ponašala kao da su jedan.

Kemijske sinapse

Shema kemijske sinapse. Izvor: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)

Kemijska neurotransmisija događa se u kemijskim sinapsama. Pre i postsinaptički neuroni razdvojeni su sinaptičkim prostorom. Akcijski potencijal u presinaptičkom neuronu izazvao bi oslobađanje neurotransmitera.

Oni dopiru do sinaptičke pukotine i dostupni su da izvrše svoje učinke na postsinaptičke neurone.

Uzbudljive sinapse

Primjer ekscitacijske neuronske sinapse mogao bi biti refleks povlačenja kada izgaramo. Senzorni neuron detektirao bi vrući objekt jer bi stimulirao njegove dendrite.

Ovaj neuron bi putem aksona slao poruke svojim terminalnim gumbima, smještenim u leđnoj moždini. Terminalni gumbi senzornog neurona otpuštali bi kemikalije poznate kao neurotransmiteri koji bi pobuđivali neurone s kojima sinaptira. Konkretno interneuronu (onom koji posreduje između senzornih i motoričkih neurona).

Zbog toga će interneuron slati informacije duž svog aksona. Zauzvrat, terminalni gumbi interneurona izdvajaju neurotransmitere koji pobuđuju motorički neuron.

Ova vrsta neurona slala bi poruke duž svog aksona koji se pričvršćuje na živac koji dopire do ciljanog mišića. Nakon oslobađanja neurotransmitera sa terminalnih gumba na motornom neuronu, mišićne stanice se ugovoru odmiču od vrućeg predmeta.

Inhibicijski sinapse

Ova vrsta sinapse je nešto složenija. Dalo bi se sljedećem primjeru: zamislite da iz pećnice izvadite vrlo vruću pladanj. Nosite rukavice kako se ne biste opekli, međutim, oni su nekako tanki i toplina ih počinje nadvladavati. Umjesto da pladanj bacate na pod, pokušajte malo izdržati vrućinu dok se ne nađe na površini.

Reakcija povlačenja našeg tijela na bolan podražaj učinila bi nas da pustimo objekt, iako smo kontrolirali ovaj impuls. Kako se proizvodi ovaj fenomen?

Primjećuje se toplina koja dolazi iz pladnja, povećavajući aktivnost ekscitacijskih sinapse na motornim neuronima (kao što je objašnjeno u prethodnom odjeljku). Međutim, ovom uzbuđenju suprotstavlja se inhibicija koja dolazi iz druge strukture: našeg mozga.

Šalje informacije koje govore da bi, ako ispustimo ladicu, mogla biti potpuna katastrofa. Stoga se na leđnu moždinu šalju poruke koje sprečavaju povlačenje refleksa.

Da bi se to postiglo, aksoni od neurona u mozgu dopiru do leđne moždine, gdje njegovi terminalni gumbi sinkroniziraju s inhibicijskim interneuronom. Izlučuje inhibicijski neurotransmiter koji smanjuje aktivnost motornog neurona, blokirajući povlačni refleks.

Važno je da su to samo primjeri. Procesi su stvarno složeniji (posebno inhibitorni), u njih je uključeno tisuće neurona.

Sinapsi nastave prema mjestima na kojima se javljaju

- Axodendritske sinapse: u ovom se tipu terminalni gumb povezuje s površinom dendrita. Ili s dendritičnim bodljicama, koji su mali izbočenja smještena na dendritima u nekim vrstama neurona.

- Aksosomatske sinapse: u njima se terminalni gumb sinaptira sa som ili jezgrom neurona.

- Aksoksaksonske sinapse: terminalni gumb presinaptičke ćelije povezuje se s aksonom postsinaptičke ćelije. Ove vrste sinapsi djeluju drugačije od ostale dvije. Njegova funkcija je smanjiti ili povećati količinu neurotransmitera koja se oslobađa tipkom terminala. Tako pospješuje ili inhibira aktivnost presinaptičkog neurona.

Pronađene su i dendrodendritičke sinapse, ali njihova točna uloga u komunikaciji s neuronima trenutno nije poznata.

Tvari koje se oslobađaju u sinapsi neurona

1. Carlson, NR (2006). Fiziologija ponašanja 8. izd. Madrid: Pearson. pp: 32-68.
2. Cowan, WM, Südhof, T. & Stevens, CF (2001). Sinapse. Baltirnore, dr. Med.: Johns Hopkins University Press.
3. Električna sinapsija. (SF). Preuzeto 28. veljače 2017. iz Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (nd). Neuroni, sinapse, akcijski potencijali i neurotransmisija. Preuzeto 28. veljače 2017. s CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, JG, Martín, A. R., Fuchs, P. A, i Wallace, BG (2001). Od Neurona do mozga, 4. izd. Sunderland, MA: Sinauer.
6. Sinapsija. (SF). Preuzeto 28. veljače 2017. sa Sveučilišta u Washingtonu: fakultet.washington.edu.