| Structura unei sinapse chimice tipice |
|---|
|
membrana postsinaptica Canal de Ca 2+ electrodependent veziculă sinaptică Pompa de recaptare Receptor neurotransmitator Terminal despicatură sinaptică Dendrită |
| Elementele de bază ale unei sinapse chimice: despicatură sinaptică, vezicule (vezicule sinaptice), neurotransmițători , receptori |
Sinapsă ( greacă σύναψις , de la συνάπτειν - conexiune, conexiune) - un punct de contact între doi neuroni sau între un neuron și o celulă efectoră care primește un semnal . Servește la transmiterea unui impuls nervos între două celule , iar în timpul transmiterii sinaptice, amplitudinea și frecvența semnalului pot fi reglate. Transmiterea impulsurilor se realizează chimic cu ajutorul mediatorilor sau electric , prin trecerea ionilor de la o celulă la alta.
Termenul a fost introdus în 1897 de către fiziologul englez Charles Sherrington . Cu toate acestea, Sherrington însuși a susținut că a primit ideea termenului în conversație de la fiziologul Michael Foster [1] .
Cele mai comune sinapse chimice. Pentru sistemul nervos al mamiferelor, sinapsele electrice sunt mai puțin caracteristice decât cele chimice.
După locație și structuri de afiliereÎn același timp, în sinapsă nu este întotdeauna produs un singur mediator. De obicei, mediatorul principal este ejectat împreună cu altul, care joacă rolul unui modulator.
Dacă primele contribuie la apariția excitației în celula postsinaptică (ca urmare a primirii unui impuls, membrana se depolarizează în ele, ceea ce poate provoca un potențial de acțiune în anumite condiții), atunci cele din urmă, dimpotrivă, se opresc. sau a preveni apariția lui, a preveni propagarea ulterioară a impulsului. De obicei inhibitoare sunt sinapsele glicinergice (mediator - glicină ) și GABA-ergice (mediator - acid gamma-aminobutiric ).
Sinapsele inhibitoare sunt de două tipuri: 1) o sinapsă, în ale cărei terminații presinaptice se eliberează un mediator care hiperpolariză membrana postsinaptică și provoacă apariția unui potențial postsinaptic inhibitor; 2) sinapsa axo-axonală, care asigură inhibarea presinaptică.
Unele sinapse au densificare postsinaptică , o zonă densă de electroni formată din proteine. În funcție de prezența sau absența sa, se disting sinapsele asimetrice și cele simetrice . Se știe că toate sinapsele glutamatergice sunt asimetrice, în timp ce sinapsele GABAergice sunt simetrice.
În cazurile în care mai multe extensii sinaptice intră în contact cu membrana postsinaptică, se formează mai multe sinapse .
Formele speciale de sinapse includ aparatul spinos , în care proeminențe scurte simple sau multiple ale membranei postsinaptice a dendritei sunt în contact cu extensia sinaptică. Aparatul spinos mărește semnificativ numărul de contacte sinaptice pe neuron și, în consecință, cantitatea de informații procesate. Sinapsele „non-tepoase” sunt numite „sesile”. De exemplu, toate sinapsele GABAergice sunt sesile.
O sinapsă tipică este o sinapsă chimică axo - dendritică . O astfel de sinapsă constă din două părți: presinaptică , formată dintr-un capăt extins în formă de maciucă al axonului celulei transmisoare și postsinaptică , reprezentată de secțiunea de contact a membranei plasmatice a celulei receptoare (în acest caz, secțiunea dendrite ) .
Între ambele părți există un spațiu sinaptic - un spațiu de 10-50 nm lățime între membranele postsinaptice și presinaptice, ale căror margini sunt întărite cu contacte intercelulare.
Partea axolemei extensiei în formă de maciucă adiacentă despicăturii sinaptice se numește membrană presinaptică . Secțiunea citolemei celulei perceptoare, care limitează fanta sinaptică pe partea opusă, se numește membrană postsinaptică , în sinapsele chimice este în relief și conține numeroși receptori .
În expansiunea sinaptică există vezicule mici , așa-numitele vezicule sinaptice , care conțin fie un mediator (un mediator în transmiterea excitației), fie o enzimă care distruge acest mediator. Pe postsinaptic, și adesea pe membranele presinaptice, există receptori pentru unul sau altul mediator.
Când terminalul presinaptic este depolarizat, canalele de calciu sensibile la tensiune se deschid , ionii de calciu intră în terminalul presinaptic și declanșează mecanismul de fuziune a veziculelor sinaptice cu membrana. Ca urmare , mediatorul intră în fanta sinaptică și se atașează de proteinele receptorului membranei postsinaptice, care sunt împărțite în metabotrop și ionotrop. Primele sunt asociate cu o proteină G și declanșează o cascadă de reacții de transducție a semnalului intracelular. Acestea din urmă sunt asociate cu canale ionice care se deschid atunci când un neurotransmițător se leagă de ele , ceea ce duce la o modificare a potențialului membranei . Mediatorul acționează pentru un timp foarte scurt, după care este distrus de o enzimă specifică. De exemplu, în sinapsele colinergice, enzima care distruge mediatorul din fanta sinaptică este acetilcolinesteraza . În același timp, o parte a mediatorului se poate deplasa cu ajutorul proteinelor purtătoare prin membrana postsinaptică (captură directă) și în sens invers prin membrana presinaptică (captura inversă). În unele cazuri, neurotransmițătorul este preluat și de celulele neurogliale învecinate .
Au fost descoperite două mecanisme de eliberare: cu fuziunea completă a veziculei cu plasmalema și așa-numitul „kiss-and-run” ( ing. kiss-and-run ), când vezicula se conectează la membrană, și molecule mici. ies din el în fanta sinaptică, în timp ce cele mari rămân în veziculă. Cel de-al doilea mecanism, probabil, este mai rapid decât primul, cu ajutorul căruia transmiterea sinaptică are loc la un conținut ridicat de ioni de calciu în placa sinaptică.
Consecința acestei structuri a sinapsei este conducerea unilaterală a impulsului nervos. Există așa-numita întârziere sinaptică - timpul necesar pentru transmiterea unui impuls nervos. Durata sa este de aproximativ - 0,5 ms .
Așa-numitul „ principiu Dale ” (un neuron - un mediator) a fost recunoscut ca fiind eronat. Sau, așa cum se crede uneori, este rafinat: nu unul, ci mai mulți mediatori pot fi eliberați de la un capăt al unei celule, iar setul lor este constant pentru o anumită celulă.