synapsien ovat hermosolujen ja aistien, lihasten tai rauhasen solujen tai kahden tai useamman hermosolun välisiä liitoksia. Niiden avulla voidaan välittää signaaleja ja ärsykkeitä. Stimuluksen siirto on enimmäkseen kemiallista välittäjäaineiden avulla. Siellä on myös synapsien jotka välittävät heidän toimintapotentiaali suoraan sähköisin keinoin, mikä tekee ärsykkeiden siirron nopeammaksi ja on siten edullista esimerkiksi lihaksissa refleksi. Sähköinen synapsien, toisin kuin kemialliset synapsit, voi välittää ärsykkeitä molempiin suuntiin.
Mitä synapsit ovat?
Synapsit mahdollistavat ärsykkeiden ja signaalien siirtymisen hermosolujen (neuronien) välillä ja hermosolujen sekä aisti-, lihas- ja rauhasolujen välillä. Nimi on peräisin brittiläiseltä fysiologilta Sir Charles Sherrringtonilta ja on peräisin antiikin kreikkalaisesta "syn" -merkistä yhdessä ja "hapteiinista" tarttumiseksi tai ymmärtämiseksi. Lähetyskennosta vastaanottosoluun tulevan ärsyketyypin mukaan tehdään ero kemiallisten ja sähköisten synapsien välillä. Kemiallisissa synapseissa lähettävän solun lähettämä sähköinen potentiaali muunnetaan kemialliseksi lähettimeksi (välittäjäaine) synaptisessa kalvossa. Lähettävä solun ja vastaanottavan solun synapsien välinen kapea aukko ylittää välittäjäaine ja aiemmin sähköinen toimintapotentiaali käännetään takaisin yhdeksi. Jos vastaanottava solu on lihas- tai rauhassolu, se muuttuu toiminnaksi tai toisen hermosolun tapauksessa siirretään sähköisenä toimintapotentiaali. Tämän tyyppisellä signaalilähetyksellä on se etu, että se on suunnattu, yksisuuntainen tiedonsiirto. Sitä vastoin sähköiset synapsit voivat välittää ärsykkeitä molempiin suuntiin, kaksisuuntaisesti.
Anatomia ja rakenne
Synapsi koostuu aina lähettävästä osasta tai lähettimestä, sen liittimen nupista axon joka päättyy presynaptiseen kalvoon. Synapsin vastakkainen vastaanottava osa, dendriitin terminaalinen nuppi, päättyy postsynaptisen kalvon kanssa. Presynaptisen ja postsynaptisen kalvon välissä on synaptinen rako. Se on hyvin kapea ja on 10 - 20 nm kemiallisissa synapseissa. Sähkösynapseissa aukko saavuttaa vain arvot noin 3.5 nm. Ihmisillä synapsien lukumäärä arvioidaan käsittämättömäksi arvoksi, joka on noin 100 biljoonaa, mikä vastaa yhtä, jossa on 1 nollaa. Aksonien presynaptiset terminaalinupit pitävät spesifisiä hermovälittäjäaineita ns. Vesikkeleissä. Energian varmistamiseksi terminaalinupit sisältävät lukuisia mitokondriot ja vielä muut organellit. Kun toimintapotentiaali saapuu, rakkulat tyhjentävät hermovälittäjäaineet synaptinen rako eksosytoosin aikana. Synapsin reseptoriosa, dendriitti- tai toimintasolun (lihas- tai rauhassolu) päätepainike, sisältää kalvossaan erityisiä reseptoreita, joihin vapautunut välittäjäaine voi telakoitua, mikä johtaa uudelleen kääntymiseen sähköiseen toimintapotentiaaliin tai lihasten supistumiseen tai rauhasen eritykseen.
Toiminto ja tehtävät
Toiminnastaan riippuen synapsi voidaan jakaa efektorisynapsiin, anturisynapsiin ja neuroneiden väliseen synapsiin.
- Efektorisynapsit tarjoavat yhteyden hermosolujen ja lihassolujen tai hermosolujen ja rauhasolujen välillä.
- Jännittäviä efektorisynapseja käytetään käskemään lihassoluja supistumaan tai rauhas-soluja erittämään.
- Toisaalta estävät efektorisynapsit välittävät päinvastaista tietoa, nimittäin rentouttamaan lihaksia ja pysäyttämään rauhasien erityksen.
- Anturisynapsien tehtävänä on vastaanottaa aistisignaaleja aistisoluista ja reseptoreista, kuten verkkokalvon valoreseptoreista, kipu reseptorit (nokoseptorit), lämpöanturit, paine- ja jänniteanturit ja monet muut, ja lähettävät ne asianomaisiin kytkentäkeskuksiin aivot.
- Interneuronaalisia synapseja, jotka muodostavat ristisidoksen kahden tai useamman neuronin välillä, esiintyy valtavassa määrin aivot. Mahdollisia yhteenliitäntöjä on paljon, käytännöllisesti katsoen kaikki myös tapahtuu, jokaisella on eri tehtävät.
Esimerkiksi aksonien ja dendriittien välillä on linkkejä,
Aksonit ja solurungot (soma) kahden neuronin dendriittipunusten välissä ja suorat linkit kahden neuronin solurunkojen välillä. Interneuronaalisia synapseja käytetään monimutkaiseen tietojenkäsittelyyn, esimerkiksi autonomisen sisällä hermosto, mutta myös monimutkaisten tietojen käsittelemiseksi kokonaiskuvaksi keskushermostossa.
- Kumpikin kemiallinen synapsi on erikoistunut tiettyyn välittäjäaineeseen tai pidättää kyseisen tietyn välittäjäaineen rakkuloissaan. Siksi kemialliset synapsiot voidaan myös erottaa "niiden" hermovälittäjäaineiden, kuten adrenergisten, kolinergisten ja dopaminergisten synapsien, mukaan kuljetettavien hermovälittäjäaineiden mukaan. adrenaliini, asetyylikoliini or dopamiini.
- Sähköinen synapsi tulee peliin, jossa ärsykkeen voimakas siirtonopeus on tärkeä, kuten lihaksen laukaisussa refleksi.
Valitukset ja sairaudet
Vuonna 2014 Baltimoren tutkijat osoittivat sen olevan varma geeni mutaatiot johtaa heikentyneeseen synapsin muodostumiseen, joka voi aiheuttaa mielenterveyden sairauksia, kuten skitsofrenia ja duuri Masennus. On paljon paremmin tiedossa, että toksiinit johtaa synapsitoiminnan häiriöihin, joilla on joskus vakavia vaikutuksia. Joko aineet estävät välittäjäaineiden vapautumisen synaptinen rako tai ne ovat niin samanlaisia kuin välittäjäaineet, että ne telakoituvat paikalleen postsynaptisen kalvon reseptoreihin. Molemmissa tapauksissa synaptinen toiminta on merkittävästi täysin häiriintynyt ja estetty. Esimerkki eksosytoosin estämisestä presynaptisessa membraanissa on botuliinitoksiini syntetisoinut Clostridia bakteerit. Neurotoksiinilla, joka tunnetaan myös nimellä Botox, on lamauttava vaikutus lihaksiin - samanlainen kuin jäykkäkouristus toksiini - koska efektorisynapsiot eivät enää voi välittää supistustärsykettä lihassyihin. Vaikeissa tapauksissa tämä voi johtaa kuolemaan johtavaan hengityshalvaukseen. Monet hämähäkki-, hyönteis- ja meduusamyrkyt sekä erilaisten sienien myrkyt ovat synapsi-myrkkyjä. Huumeet kuten alkoholi, nikotiini, hallusinogeenit, kuten LSD, ja myös psykotrooppiset lääkkeet ovat myös synapsi-myrkkyjä, joilla on vaihtelevia vaikutuksia.
