Neuronale synapsstructuur, typen en hoe het werkt

de neuronale synaps bestaat uit de vereniging van de eindknoppen van twee neuronen met als doel het overbrengen van informatie. Het woord synaps komt van het Grieks sunaptein, wat betekent "verzamelen".

Bij de synaps verzendt een neuron de boodschap, terwijl een deel van de andere het ontvangt. Communicatie vindt dus meestal in één richting plaats: van de terminale knop van één neuron of cel naar het membraan van de andere cel. Hoewel het waar is dat er enkele uitzonderingen zijn.

Elk afzonderlijk neuron ontvangt informatie van de eindknoppen van andere zenuwcellen. En op zijn beurt synchroon met de laatste knoppen van de laatste met andere neuronen.

De terminalknop wordt gedefinieerd als een kleine verdikking aan het einde van een axon, die informatie naar de synaps verzendt. Overwegende dat een axon is een soort van langwerpige en dunne "kabel" die berichten van de kern van het neuron naar de terminal-knop draagt.

Een enkel neuron kan informatie ontvangen van honderden neuronen, en elk daarvan kan een groot aantal synapsen ermee tot stand brengen.

De terminale knoppen van de zenuwcellen kunnen synapseren met het membraan van de soma of de dendrieten.

De soma of het cellichaam bevat de kern van het neuron. Het heeft mechanismen die het mogelijk maken om de cel te behouden. Dendrieten daarentegen zijn takken van het neuron die lijken op een boom die uit de soma begint.

Wanneer een actiepotentiaal door het axon van een neuron reist, geven de terminalknoppen chemicaliën af. Deze stoffen kunnen exciterende of remmende effecten hebben op de neuronen waarmee ze zijn verbonden. Aan het einde van het hele proces, geven de effecten van deze synapsen aanleiding tot ons gedrag.

Een actiepotentiaal is het product van communicatieprocessen in een neuron. Hierin bevinden zich een aantal wijzigingen in het axonmembraan die de afgifte van chemicaliën of neurotransmitters veroorzaken.

Neuronen wisselen neurotransmitters uit met hun synapsen als een manier om informatie naar elkaar te verzenden.

Spannende synapsen

Een voorbeeld van excitatory neuronale synapsen zou de ontwenningsreflex zijn wanneer we branden. Een sensorisch neuron zou het hete object detecteren, omdat het zijn dendrieten zou stimuleren.

Dit neuron stuurt via zijn axon berichten naar de terminalknoppen in het ruggenmerg. De terminale knoppen van het sensorisch neuron zouden chemicaliën vrijgeven die bekend staan ​​als neurotransmitters en die het neuron zouden prikkelen waarmee synaps.

In het bijzonder op een interneur (dat bemiddelt tussen sensorische en motorische neuronen). Hierdoor zou het interneuron informatie langs zijn axon verzenden. Op hun beurt scheiden de terminalknoppen van het interneuron neurotransmitters uit die het motorneuron prikkelen.

Dit type neuron zou berichten langs zijn axon sturen, die een zenuw verbindt om de doelspier te bereiken. Zodra de neurotransmitters worden vrijgegeven door de terminale knoppen van het motorneuron, trekken de spiercellen zich samen om weg te bewegen van het hete voorwerp.

Remmende synapsen

Dit type synaps is iets gecompliceerder. Dit wordt in het volgende voorbeeld gegeven: stel je voor dat je een erg heet bakje uit de oven haalt. Je draagt ​​wanten om jezelf niet te verbranden, ze zijn echter dun en de hitte begint ze te overschrijden. In plaats van het dienblad naar de grond te gooien, probeer de hitte een beetje te ondersteunen totdat je het op een oppervlak laat liggen.

De terugtrekkingsreactie van ons organisme voor een pijnlijke stimulus zou ons het object hebben doen loslaten, maar toch hebben we deze impuls beheerst. Hoe dit fenomeen zich voordoet?

De warmte die uit de lade komt, wordt waargenomen, waardoor de activiteit van de exciterende synapsen op de motorneuronen wordt verhoogd (zoals uitgelegd in de vorige sectie). Deze opwinding wordt echter tegengewerkt door de remming die uit een andere structuur komt: ons brein.

Dit verzendt informatie die aangeeft dat als we de lade laten vallen, dit een totale ramp kan zijn. Daarom worden er berichten naar het ruggenmerg gestuurd die de terugtrekking verhinderen.

Hiervoor bereikt een axon van een neuron van de hersenen het ruggenmerg, waar de terminale knoppen synapseren met een remmend interneuron. Dit scheidt een remmende neurotransmitter af die de activiteit van het motorneuron vermindert en de terugtrekkingsreflex blokkeert.

Het is belangrijk op te merken dat dit slechts voorbeelden zijn. De processen zijn echt complexer (vooral de remmende), met duizenden neuronen erbij betrokken.

Actiepotentiaal

Omdat er een uitwisseling van informatie tussen twee neuronen of neurale synapsen is, moet er eerst een actiepotentiaal zijn.

Dit fenomeen doet zich voor in het neuron dat de signalen uitzendt. Het membraan van deze cel heeft een elektrische lading. Eigenlijk hebben de membranen van alle cellen in ons lichaam een ​​elektrische lading, maar alleen axonen kunnen actiepotentialen veroorzaken.

Het verschil tussen het elektrische potentieel binnen het neuron en buiten, wordt membraanpotentiaal genoemd.

Deze elektrische veranderingen tussen de binnenkant en de buitenkant van het neuron worden gemedieerd door bestaande concentraties van ionen, zoals natrium en kalium.

Wanneer een zeer snelle inversie van de membraanpotentiaal optreedt, wordt een actiepotentiaal geproduceerd. Het bestaat uit een korte elektrische impuls, die het axon van de soma of kern van het neuron naar de terminalknoppen leidt.

Hieraan moet worden toegevoegd dat de membraanpotentiaal een bepaalde excitatiedrempel moet overschrijden om het actiepotentiaal te laten optreden. Deze elektrische impuls wordt omgezet in chemische signalen die worden afgegeven via de aansluitingsknop.

Structuur van de neuronale synaps

Neuronen communiceren via synapsen en berichten worden overgedragen via de afgifte van neurotransmitters.

Deze chemicaliën diffunderen in de vloeistofruimte tussen de aansluitknoppen en de membranen die de synapsen vormen.

Het neuron dat de neurotransmitters via de terminale knop vrijgeeft, wordt het presynaptische neuron genoemd. Terwijl degene die de informatie ontvangt, de postsynaptische neuron is.

Wanneer de laatste neurotransmitters opvangt, worden zogenaamde synaptische potentialen geproduceerd. Dat wil zeggen, ze zijn veranderingen in het membraanpotentieel van het postsynaptische neuron.

Om te communiceren, moeten cellen chemische stoffen (neurotransmitters) uitscheiden die worden gedetecteerd door gespecialiseerde receptoren. Deze receptoren bestaan ​​uit gespecialiseerde eiwitmoleculen.

Deze verschijnselen worden eenvoudigweg onderscheiden door de afstand tussen het neuron dat de substantie vrijgeeft en de receptoren die het vastleggen.

Neurotransmitters worden dus vrijgegeven door de terminale knoppen van het presynaptische neuron en worden gedetecteerd via receptoren die zich bevinden in het membraan van het postsynaptische neuron. Beide neuronen moeten zich op korte afstand van elkaar bevinden om deze overdracht te laten plaatsvinden.

Echter, in tegenstelling tot wat kan worden gedacht, verenigen de neuronen die chemische synapsen maken zich niet fysiek. In feite is er tussen hen een ruimte bekend als de synaptische ruimte of synaptische kloof.

Deze ruimte lijkt te variëren van de ene synaps naar de andere, maar is over het algemeen ongeveer 20 nanometer breed. Er is een netwerk van filamenten in de synaptische spleet dat pre- en postsynaptische neuronen op één lijn houdt.

neurotransmissie

Neurotransmissie of synaptische transmissie is de communicatie tussen twee neuronen als gevolg van de uitwisseling van chemicaliën of elektrische signalen via synapsen.

Elektrische synapsen

In hen is er een elektrische neurotransmissie. De twee neuronen zijn fysiek verbonden via eiwitstructuren die bekend staan ​​als "gap junctions" of unie in spleet.

Deze structuren laten veranderingen in de elektrische eigenschappen van een neuron toe om de ander direct te beïnvloeden en vice versa. Op die manier zouden de twee neuronen doen alsof ze één waren.

Chemische synapsen

In deze vindt een chemische neurotransmissie plaats. De pre- en postsynaptische neuronen worden gescheiden door de synaptische ruimte. Een actiepotentiaal in het presynaptische neuron zou de afgifte van neurotransmitters teweegbrengen.

Deze komen aan bij de synaptische kloof, die beschikbaar is om hun effecten op postsynaptische neuronen uit te oefenen.

Stoffen die vrijkomen bij de neuronale synaps

Tijdens neuronale communicatie worden niet alleen neurotransmitters zoals serotonine, acetylcholine, dopamine, noradrenaline, enz. Vrijgegeven. Andere chemicaliën, zoals neuromodulatoren, kunnen ook worden vrijgegeven.

Deze worden zo genoemd omdat ze de activiteit van veel neuronen in een bepaald deel van de hersenen moduleren. Ze scheiden in grotere hoeveelheden en reizen langere afstanden, breder verspreid dan neurotransmitters.

Een ander soort stoffen zijn hormonen. Deze worden vrijgegeven door cellen van de endocriene klieren, die zich in verschillende delen van het lichaam bevinden, zoals de maag, darmen, nieren en hersenen.

De hormonen komen vrij in de extracellulaire vloeistof (buiten de cellen) en worden vervolgens gevangen door de haarvaten. Vervolgens worden ze door het lichaam verspreid via de bloedbaan. Deze stoffen kunnen binden aan neuronen die speciale receptoren hebben om ze te vangen.

Aldus kunnen hormonen gedrag beïnvloeden, waardoor de activiteit van de neuronen die ze ontvangen verandert. Testosteron lijkt bijvoorbeeld de agressie bij de meeste zoogdieren te verhogen.

Typen neuronale synapsen

Neurale synapsen kunnen worden onderscheiden in drie typen, afhankelijk van de plaatsen waar ze voorkomen.

- Axodendritische synapsen: in dit type maakt de terminal knop verbinding met het oppervlak van een dendriet. Of, met de dendritische stekels, kleine uitsteeksels die zich op de dendrieten bevinden in sommige soorten neuronen.

- Axosomatic-synapsen: hierin, de terminale synapta-knop met de soma of kern van het neuron.

- Axoaxonische synapsen: de aansluitingsknop van de presynaptische cel verbindt met het axon van de postsynaptische cel.

Dit type synaps werkt anders dan de andere twee. Zijn functie is om de hoeveelheid neurotransmitter die wordt vrijgegeven door de terminalknop te verminderen of te versterken. Het bevordert of remt dus de activiteit van het presynaptische neuron.

Dendrodendritische synapsen zijn ook gevonden, maar hun exacte functie in neuronale communicatie is momenteel niet bekend.

Hoe een synaps optreedt?

Neuronen bevatten zakjes genaamd synaptische blaasjes, die groot of klein kunnen zijn. Alle eindknoppen hebben kleine blaasjes die neurotransmittermoleculen erin dragen.

De vesicles worden geproduceerd in een mechanisme dat zich bevindt in de soma die het Golgi-apparaat wordt genoemd. Vervolgens worden ze vervoerd in de buurt van de terminalknop. Ze kunnen echter ook op de aansluitknop worden geproduceerd met "gerecycled" materiaal.

Wanneer een actiepotentiaal langs het axon wordt verzonden, treedt een depolarisatie (excitatie) van de cel op. Als een resultaat worden calciumkanalen van het neuron geopend waardoor calciumionen het kunnen binnendringen.

Deze ionen binden aan moleculen van de membranen van de synaptische blaasjes die zich in de terminale knop bevinden. Het membraan is gebroken en versmelt met het membraan van de aansluitingsknop. Dit produceert de afgifte van de neurotransmitter in de synaptische ruimte.

Het cytoplasma van de cel vangt de overblijvende stukjes membraan op en brengt ze naar de stortbakken. Daar recyclen ze, waardoor ze nieuwe synaptische blaasjes vormen.

Het postsynaptische neuron heeft receptoren die de stoffen vangen die zich in de synaptische ruimte bevinden. Deze staan ​​bekend als postsynaptische receptoren en wanneer ze worden geactiveerd, produceren ze de opening van de ionkanalen.

Wanneer deze kanalen worden geopend, komen bepaalde stoffen het neuron binnen, wat een postsynaptisch potentieel veroorzaakt. Dit kan exciterende of remmende effecten op de cel hebben, afhankelijk van het type ionkanaal dat is geopend.

Normaal gesproken treden exciterende postsynaptische potentialen op wanneer natrium de zenuwcel binnenkomt. Terwijl de remmers worden geproduceerd door de kaliumuitgang of de chloorinvoer.

De intrede van calcium in het neuron veroorzaakt postsynaptische excitatiespanningen, hoewel het ook gespecialiseerde enzymen activeert die fysiologische veranderingen in deze cel veroorzaken. Het triggert bijvoorbeeld de verplaatsing van synaptische blaasjes en de afgifte van neurotransmitters.

Het vergemakkelijkt ook structurele veranderingen in het neuron na het leren.

Voltooiing van de synaps

De postsynaptische potentialen zijn meestal zeer kort en eindigen via speciale mechanismen.

Een daarvan is de inactivering van acetylcholine door een enzym dat acetylcholinesterase wordt genoemd. Neurotransmitter moleculen worden verwijderd uit de synaptische ruimte door het herverzekeren of reabsorberen door transporters die zich in het presynaptische membraan bevinden.

Zowel presynaptische als postsynaptische neuronen hebben dus receptoren die de aanwezigheid van chemische stoffen om zich heen vangen.

Er zijn presynaptische receptoren, autoreceptoren genoemd, die de hoeveelheid neurotransmitter regelen die het neuron vrijgeeft of synthetiseert.

referenties

1. Carlson, N.R. (2006). Fysiologie van gedrag 8e druk: Madrid: Pearson. pp: 32-68.
2. Cowan, W. M., Südhof, T. & Stevens, C.F. (2001). Synapsen. Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
3. Elektrische synaps (N.D.). Opgewekt op 28 februari 2017, van Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (s.f.). Neuronen, synapsen, actiepotentialen en neurotransmissie. Opgeroepen op 28 februari 2017 vanuit CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, J.G., Martin, A.R., Fuchs, P.A. & Wallace, B.G. (2001). Van Neuron tot Brain, 4de uitgave. Sunderland, MA: Sinauer.
6. The Synapse. (N.D.). Opgeroepen op 28 februari 2017 van de University of Washington: faculty.washington.edu.