Structura sinapselor neuronale, tipurile și modul în care funcționează

4643
Basil Manning
Structura sinapselor neuronale, tipurile și modul în care funcționează

sinapsă neuronală Acesta constă în unirea butoanelor terminale a doi neuroni pentru a transmite informații. În această legătură, un neuron trimite mesajul, în timp ce o parte din cealaltă îl primește..

Astfel, comunicarea are loc de obicei într-o direcție: de la butonul terminal al unui neuron sau celulă la membrana celeilalte celule, deși este adevărat că există unele excepții. Un singur neuron poate primi informații de la sute de neuroni.

Părți ale unui neuron. Sursa: Julia Anavel Painted Cordova / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Fiecare neuron unic primește informații de la butoanele terminale ale altor celule nervoase și, la rândul său, butoanele terminale ale acestora din urmă fac sinapse cu alți neuroni.

Indice articol

  • 1 Concepte principale
  • 2 Structura sinapsei neuronale
    • 2.1 Neruona presinaptică
    • 2.2 Neuronul postsinaptic
    • 2.3 Spațiul sinaptic
  • 3 Potențial de acțiune
  • 4 Cum funcționează o sinapsă?
    • 4.1 Finalizarea sinapselor
  • 5 Tipuri de sinapse
    • 5.1 Sinapse electrice
    • 5.2 Sinapse chimice
    • 5.3 Sinapse de excitare
    • 5.4 Sinapse inhibitorii
    • 5.5 Clasele sinapselor în funcție de locurile în care apar
  • 6 Substanțe eliberate la sinapsă neuronală
  • 7 Referințe

Principalele concepte

Butonul terminal este definit ca o îngroșare mică la capătul unui axon, care trimite informații către sinapsă. În timp ce, un axon este un fel de „sârmă” alungită și subțire care transportă mesaje de la nucleul neuronului la butonul său terminal..

Butoanele terminale ale celulelor nervoase pot sinapsi cu membrana soma sau a dendritelor.

Schema unui neuron

Corpul soma sau celular conține nucleul neuronului; Are mecanisme care permit întreținerea celulei. În schimb, dendritele sunt ramuri ale neuronului asemănătoare copacilor care provin din soma..

Când un potențial de acțiune se deplasează prin axonul unui neuron, butoanele terminale eliberează substanțe chimice. Aceste substanțe pot avea efecte de excitare sau de inhibare asupra neuronilor cu care se conectează. La sfârșitul întregului proces, efectele acestor sinapse dau naștere comportamentului nostru.

Un potențial de acțiune este produsul proceselor de comunicare dintr-un neuron. În ea există un set de modificări ale membranei axonice care determină eliberarea de substanțe chimice sau neurotransmițători.

Neuronii schimbă neurotransmițători la sinapsele lor ca o modalitate de a-și trimite informații reciproc.

Structura sinapselor neuronale

Procesul de transmisie sinaptică în neuroni

Neuronii comunică prin sinapse, iar mesajele sunt transmise prin eliberarea neurotransmițătorilor. Aceste substanțe chimice se difuzează în spațiul lichid dintre butoanele terminale și membranele care stabilesc sinapse..

Neruona presinaptică

Neuronul care eliberează neurotransmițătorii prin butonul terminal este numit neuron presinaptic. În timp ce cel care primește informațiile este neuronul postsinaptic.

Neuronul presinaptic (sus) și neuronul postsinaptic (jos). Spațiul presinaptic este între cele două

Când acesta din urmă captează neurotransmițători, se produc așa-numitele potențiale sinaptice. Adică sunt modificări ale potențialului membranar al neuronului postsinaptic..

Pentru a comunica, celulele trebuie să secrete substanțe chimice (neurotransmițători) care sunt detectate de receptori specializați. Acești receptori constau din molecule proteice specializate.

Aceste fenomene sunt pur și simplu diferențiate de distanța dintre neuronul care eliberează substanța și receptorii care o captează..

Neuronul postsinaptic

Astfel, neurotransmițătorii sunt eliberați de butoanele terminale ale neuronului presinaptic și sunt detectați prin intermediul receptorilor situați pe membrana neuronului postsinaptic. Ambii neuroni trebuie localizați la o distanță scurtă pentru ca această transmisie să aibă loc..

Spațiul sinaptic

Cu toate acestea, contrar credinței populare, neuronii care realizează sinapse chimice nu se unesc fizic. De fapt, între ele există un spațiu cunoscut sub numele de spațiul sinaptic sau fanta sinaptică..

Acest spațiu pare să varieze de la sinapsă la sinapsă, dar are în general o lățime de aproximativ 20 nanometri. Există o rețea de filamente în fanta sinaptică care menține neuronii pre și postsinaptici aliniați..

Potențial de acțiune

A. Vedere schematică a unui potențial de acțiune ideal. B. Înregistrarea reală a unui potențial de acțiune. Sursă: en: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Pentru ca un schimb de informații să aibă loc între doi neuroni sau sinapse neuronale, trebuie să apară mai întâi un potențial de acțiune.

Acest fenomen apare în neuronul care trimite semnalele. Membrana acestei celule are o sarcină electrică. În realitate, membranele tuturor celulelor din corpul nostru sunt încărcate electric, dar numai axonii pot provoca potențiale de acțiune.

Diferența dintre potențialul electric din interiorul neuronului și din exterior se numește potențial membranar..

Aceste modificări electrice între interiorul și exteriorul neuronului sunt mediate de concentrațiile existente de ioni, cum ar fi sodiu și potasiu..

Când există o inversare foarte rapidă a potențialului membranei, apare un potențial de acțiune. Constă dintr-un scurt impuls electric, pe care axonul îl conduce de la soma sau nucleul neuronului la butoanele terminale.

Trebuie adăugat că potențialul membranei trebuie să depășească un anumit prag de excitație pentru ca potențialul de acțiune să apară. Acest impuls electric este tradus în semnale chimice care sunt eliberate prin intermediul butonului terminal..

Cum funcționează o sinapsă?

Neuronul multipolar. Sursa: BruceBlaus [Domeniul public]

Neuronii conțin saci numiți vezicule sinaptice, care pot fi mari sau mici. Toate butoanele terminale au vezicule mici care transportă molecule de neurotransmițător în interior..

Veziculele sunt produse într-un mecanism situat în soma numit aparatul Golgi. Acestea sunt apoi transportate aproape de butonul terminalului. Cu toate acestea, ele pot fi produse și pe butonul terminalului cu material „reciclat”..

Când un potențial de acțiune este trimis de-a lungul axonului, are loc depolarizarea (excitația) celulei presinaptice. Ca urmare, canalele de calciu ale neuronului se deschid permițând intrarea ionilor de calciu în el..

După sosirea potențialului de acțiune, neuronul presinaptic se depolarizează și canalele de calciu se deschid, intrând în ioni

Acești ioni se leagă de moleculele de pe membranele veziculelor sinaptice care se află pe butonul terminal. Respectiva membrană se rupe, fuzionând cu membrana butonului terminal. Aceasta produce eliberarea neurotransmițătorului în spațiul sinaptic..

Citoplasma celulei captează restul de bucăți de membrană și le transportă către cisterne. Acolo sunt reciclate, creând noi vezicule sinaptice cu ele..

Eliberarea neurotransmițătorilor din neuronul presinaptic și legarea de receptorii de pe neuronul postsinaptic

Neuronul postsinaptic are receptori care captează substanțe care se află în spațiul sinaptic. Aceștia sunt cunoscuți sub numele de receptori postsinaptici și, atunci când sunt activați, determină deschiderea canalelor ionice..

Ilustrarea sinapselor chimice. Când sunt deschise suficiente canale de sodiu, celula postsinaptică se depolarizează și potențialul de acțiune continuă prin neuron.

Când aceste canale se deschid, anumite substanțe intră în neuron, provocând un potențial postsinaptic. Acest lucru poate avea efecte excitative sau inhibitoare asupra celulei, în funcție de tipul de canal ionic care a fost deschis.

În mod normal, potențialul postsinaptic excitator apare atunci când sodiul pătrunde în celula nervoasă. În timp ce inhibitorii sunt produși prin ieșirea potasiului sau intrarea clorului.

Intrarea calciului în neuron determină potențiale excitatorii postsinaptice, deși activează și enzime specializate care produc modificări fiziologice în această celulă. De exemplu, declanșează deplasarea veziculelor sinaptice și eliberarea neurotransmițătorilor.

De asemenea, facilitează modificările structurale ale neuronului după învățare..

Finalizarea sinapselor

Potențialele postsinaptice sunt de obicei foarte scurte și se termină prin mecanisme speciale.

Una dintre ele este inactivarea acetilcolinei de către o enzimă numită acetilcolinesterază. Moleculele neurotransmițătorului sunt îndepărtate din spațiul sinaptic prin recaptare sau reabsorbție de către transportorii care se află în membrana presinaptică.

Astfel, atât neuronii presinaptici, cât și cei postsinaptici au receptori care captează prezența substanțelor chimice în jurul lor..

Există receptori presinaptici numiți autoreceptori care controlează cantitatea de neurotransmițător eliberată sau sintetizată de neuron.

Tipuri de sinapsă

Sinapse electrice

Ilustrarea unei sinapse electrice. Potențialul de acțiune este apreciat

În ele are loc o neurotransmisie electrică. Cei doi neuroni sunt conectați fizic prin structuri proteice cunoscute sub numele de joncțiuni gap..

Aceste structuri permit schimbări ale proprietăților electrice ale unui neuron să îl influențeze direct pe celălalt și invers. În acest fel, cei doi neuroni ar acționa ca și când ar fi unul..

Sinapse chimice

Schema unei sinapse chimice. Sursa: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)

Neurotransmisia chimică are loc la sinapsele chimice. Neuronii pre și postsinaptici sunt separați de spațiul sinaptic. Un potențial de acțiune în neuronul presinaptic ar provoca eliberarea de neurotransmițători.

Acestea ajung la fisura sinaptică, fiind disponibile pentru a-și exercita efectele asupra neuronilor postsinaptici.

Sinapse excitative

Un exemplu de sinapsă neuronală excitativă ar fi reflexul de retragere atunci când ardem. Un neuron senzorial ar detecta obiectul fierbinte, deoarece ar stimula dendritele sale.

Acest neuron ar trimite mesaje prin axon către butoanele sale terminale, situate în măduva spinării. Butoanele terminale ale neuronului senzorial ar elibera substanțe chimice cunoscute sub numele de neurotransmițători care ar excita neuronul cu care se sinaptează. Mai exact, la un interneuron (cel care mediază între neuroni senzoriali și motori).

Acest lucru ar determina interneuronul să trimită informații de-a lungul axonului său. La rândul său, butoanele terminale ale interneuronului secretă neurotransmițători care excită neuronul motor..

Acest tip de neuron ar trimite mesaje de-a lungul axonului său, care se atașează de un nerv pentru a ajunge la mușchiul țintă. Odată ce neurotransmițătorii sunt eliberați de butoanele terminale ale neuronului motor, celulele musculare se contractă pentru a se îndepărta de obiectul fierbinte..

Sinapse inhibitorii

Acest tip de sinapsă este ceva mai complicat. Ar fi dat în următorul exemplu: imaginați-vă că scoateți o tavă foarte fierbinte din cuptor. Purtați mănuși pentru a evita să vă ardeți, totuși, sunt oarecum subțiri și căldura începe să le depășească. În loc să arunci tava pe pământ, încerci să reziste puțin căldurii până când o pui pe o suprafață.

Reacția de retragere a corpului nostru la un stimul dureros ne-ar fi făcut să renunțăm la obiect, chiar și așa, am controlat acest impuls. Cum se produce acest fenomen?

Căldura care vine din tavă este percepută, crescând activitatea sinapselor excitatorii asupra neuronilor motori (așa cum s-a explicat în secțiunea anterioară). Cu toate acestea, această entuziasm este contracarată de inhibarea care provine dintr-o altă structură: creierul nostru..

Trimite informații care indică faptul că dacă aruncăm tava, ar putea fi un dezastru total. Prin urmare, sunt trimise mesaje către măduva spinării care împiedică reflexul de retragere..

Pentru a face acest lucru, un axon dintr-un neuron al creierului ajunge la măduva spinării, unde butoanele sale terminale se sinapsează cu un interneuron inhibitor. Secretă un neurotransmițător inhibitor care reduce activitatea neuronilor motori, blocând reflexul de sevraj..

Important, acestea sunt doar exemple. Procesele sunt într-adevăr mai complexe (în special cele inhibitoare), cu mii de neuroni implicați în ele.

Clasele sinapselor în funcție de locurile în care apar

- Sinapsele axodendritice: în acest tip, butonul terminal se conectează la suprafața unui dendrit. Sau, cu spini dendritici, care sunt mici proeminențe situate pe dendrite în unele tipuri de neuroni.

- Sinapsele axosomatice: în acestea, butonul terminal se sinaptizează cu soma sau nucleul neuronului.

- Sinapsele axoaxonice: butonul terminal al celulei presinaptice se conectează cu axonul celulei postsinaptice. Acest tip de sinapsă funcționează diferit de celelalte două. Funcția sa este de a reduce sau crește cantitatea de neurotransmițător care este eliberată de butonul terminal. Astfel, promovează sau inhibă activitatea neuronului presinaptic.

S-au găsit și sinapse dendrodendritice, dar rolul lor exact în comunicarea neuronală nu este cunoscut în prezent..

Substanțe eliberate la sinapsă neuronală

În timpul comunicării neuronale, sunt eliberați nu numai neurotransmițători precum serotonina, acetilcolina, dopamina, norepinefrina etc. Pot fi eliberate și alte substanțe chimice, cum ar fi neuromodulatorii.

Acestea sunt numite astfel deoarece modulează activitatea multor neuroni dintr-o anumită zonă a creierului. Ele secretă în cantitate mai mare și parcurg distanțe mai mari, răspândindu-se mai mult decât neurotransmițătorii.

Un alt tip de substanță este hormonii. Acestea sunt eliberate de celulele glandelor endocrine, care se află în diferite părți ale corpului, cum ar fi stomacul, intestinele, rinichii și creierul..

Hormonii sunt eliberați în fluidul extracelular (în afara celulelor) și sunt preluați ulterior de capilare. Acestea sunt apoi distribuite pe tot corpul prin fluxul sanguin. Aceste substanțe se pot lega de neuroni care au receptori speciali pentru a le prelua..

Astfel, hormonii pot afecta comportamentul, modificând activitatea neuronilor care îi primesc. De exemplu, testosteronul pare să crească agresivitatea la majoritatea mamiferelor..

Referințe

  1. Carlson, N.R. (2006). Fiziologia comportamentului Ed. A VIII-a Madrid: Pearson. pp. 32-68.
  2. Cowan, W. M., Südhof, T. și Stevens, C. F. (2001). Sinapse. Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
  3. Sinapsă electrică. (s.f.). Adus pe 28 februarie 2017, de la Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
  4. Stufflebeam, R. (s.f.). Neuroni, sinapse, potențiale de acțiune și neurotransmisie. Adus pe 28 februarie 2017, de la CCSI: mind.ilstu.edu.
  5. Nicholls, J. G., Martín, A R., Fuchs, P. A și Wallace, B. G. (2001). De la neuron la creier, ediția a IV-a. Sunderland, MA: Sinauer.
  6. Sinapsa. (s.f.). Adus pe 28 februarie 2017, de la Universitatea din Washington: faculty.washington.edu.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.