Sinapse

Sinapse so povezovalne točke med živčnimi celicami in senzoričnimi, mišičnimi ali žleznimi celicami ali med dvema ali več živčnimi celicami. Uporabljajo se za prenos signalov in dražljajev. Dražljaj se običajno prenaša kemično s pomočjo nevrotransmiterjev.

Obstajajo tudi sinapse, ki svoj akcijski potencial prenašajo neposredno z električnimi sredstvi, zaradi česar je prenos dražljajev hitrejši in je na primer prednost za mišične reflekse. V nasprotju s kemičnimi sinapsami lahko električne sinapse prenašajo dražljaje v obe smeri.

Kaj so sinapse?

Sinapse omogočijo prenos dražljaja in signala med živčnimi celicami (nevroni) ter med živčnimi celicami in senzoričnimi, mišičnimi in žleznimi celicami. Ime sega po britanskem fiziologu Sir Charlesu Sherrringtonu in izhaja iz starogrškega "syn" za skupaj in "haptein" za oprijem ali dojem.

Glede na vrsto prenosa dražljaja iz oddajne celice v prejemno celico se razlikuje med kemičnimi in električnimi sinapsami. V kemičnih sinapsah se električni potencial, ki naj bi ga pošiljala celica, pretvori v kemično snovno sporočilo (nevrotransmiter) na membrani sinapse.

Nevrotransmiter premaga ozko vrzel med sinapsami oddajne celice in sprejemno celico, nekdanji električni akcijski potencial pa se prevede nazaj v eno.

Če so prejemniške celice mišične ali žlezne celice, se izvajajo v akcijah ali, če gre za drug nevron, prenesejo kot električni akcijski potencial. Ta vrsta prenosa signala ima prednost, da gre za usmerjen, enosmerni prenos informacij. Nasprotno pa električne sinapse lahko prenašajo dražljaje v obe smeri, to je dvosmerno.

Anatomija in struktura

Sinapse vedno sestavljajo oddajni del ali oddajnik, končni gumb aksona, ki se zapre s tako imenovano presinaptično membrano. Nasprotni receptorski del sinapse, terminalni gumb dendrita, se zapre s postsinaptično membrano.

Sinaptična vrzel se nahaja med presinaptično in postsinaptično membrano. Je zelo ozek in znaša od 10 do 20 nm v kemičnih sinapsah, v električnih sinapsah pa vrzel doseže le okoli 3,5 nm.

Pri ljudeh je število sinaps ocenjeno na nepredstavljivo vrednost približno 100 trilijonov, kar ustreza 1 z 14 ničlami. Presinaptični končni gumbi aksonov imajo posebne nevrotransmiterje, pripravljene v tako imenovanih veziklih.

Da bi zagotovili energijo, končni gumbi vsebujejo številne mitohondrije in druge organele. Ko pride akcijski potencial, vezikule med eksocitozo izpraznijo nevrotransmiterje v sinaptično vrzel.

Receptorski del sinapse, končni gumb dendrita ali akcijske celice (mišična ali žlezna celica) vsebuje v svoji membrani posebne receptorje, na katere se lahko sprostijo sporočilna snov, kar vodi v povratni prevod v električni akcijski potencial ali v krčenje mišic ali izločanje šobe.

Funkcija in naloge

Odvisno od njihove funkcije lahko sinapse delimo na efektne in senzorske sinapse ter internevronske sinapse.

• Sinapse efektorjev vzpostavijo povezavo med nevroni in mišičnimi celicami ali nevroni in celicami žlez.

• Ekspicirajoče efektne sinapse služijo, da mišičnim celicam dajo ukaz za krčenje ali žleznim celicam, da dajo ukaz za ločevanje.

• Inhibicijske efektne sinapse nato prenašajo nasprotne informacije, in sicer za sprostitev mišic in za prenehanje žleznega izločanja.

• Sinapse senzorjev imajo nalogo sprejemati senzorične signale iz senzoričnih celic in receptorjev, kot so fotoreceptorji v mrežnici, receptorji bolečine (nociceptorji), termosenzorji, tlačni in napetostni senzorji in mnogi drugi ter jih posredovati v ustrezne preklopne centre v možganih.

• Interneuronske sinapseki tvorijo navzkrižno povezavo med dvema ali več nevroni, v možganih najdemo ogromno. Obstaja množica možnih možnosti medsebojnega povezovanja, ki se pojavljajo praktično vse, vsaka z različnimi nalogami.

Na primer, obstajajo povezave med aksoni in dendriti, Aksoni in celična telesa (soma), med dendritičnimi pleksusi dveh nevronov in neposrednimi povezavami med celičnimi telesi dveh nevronov.

Interneuronalne sinapse se uporabljajo za kompleksno obdelavo informacij, npr. B. znotraj avtonomnega živčnega sistema, pa tudi predelavo kompleksnih informacij v celostno sliko v centralnem živčnem sistemu.

• Kemične sinapse vsak od njih je specializiran za določen nevrotransmiter ali ima ta poseben nevrotransmiter v svojih veziklih. Zato je mogoče kemične sinapse razlikovati tudi glede na "njihove" nevrotransmiterje, kot so adrenergične, holinergične in dopaminergične sinapse, ki ustrezajo nevrotransmiterjem adrenalinu, acetilholinu ali dopaminu.

• Električne sinapsese uporabljajo tam, kjer je pomembna ekstremna hitrost prenosa dražljajev, na primer pri sprožitvi mišičnih refleksov.

Tu lahko najdete svoja zdravila

Bolezni in bolezni

Leta 2014 so raziskovalci v Baltimoru dokazali, da določene genske mutacije vodijo do motene tvorbe sinapse, kar lahko povzroči duševne bolezni, kot sta shizofrenija in huda depresija.

Veliko bolje je znano, da strupi vodijo do motenj funkcije sinapse, ki imajo včasih resne učinke. Snovi bodisi blokirajo sproščanje nevrotransmiterjev v sinaptično vrzel ali pa so tako podobne nevrotransmiterjem, da se na svojem mestu spotaknejo z receptorji postsinaptične membrane.

V obeh primerih je delovanje sinaps bistveno ali popolnoma moteno in blokirano. Primer blokade eksocitoze na presinaptični membrani je botulin toksin, ki ga sintetizirajo klostridijske bakterije.

Nevrotoksin, ki je znan tudi kot botoks, ima ohromujoč učinek na mišice - podobno kot toksin tetanusa - ker efektne sinapse ne morejo več prenašati kontrakcijskega dražljaja na mišična vlakna. V hudih primerih lahko to privede do respiratorne paralize in smrti.

Številni strupi pajkov, žuželk in meduz ter strupi iz različnih gob so strupi za sinapse. Zdravila, kot so alkohol, nikotin, halucinogeni, kot so LSD, in psihotropna zdravila so strupi za sinapse z različnimi učinki.