Sinaptični razcep: zgradba, delovanje in bolezni

O sinaptična špranja predstavlja vrzel med dvema živčnima celicama v kemični sinapsi. Električni živčni signal iz prve celice se na končnem vozlišču pretvori v biokemični signal in se pretvori nazaj v električni akcijski potencial v drugem živčne celice. Agenti, kot so droge, zdravila in toksini lahko vplivajo na delovanje sinapse in s tem vplivajo na obdelavo in prenos informacij znotraj živčni sistem.

Kaj je sinaptična špranja?

Nevroni prenašajo informacije v obliki električnih signalov. Na stičišču med dvema nevronoma mora električni signal prečkati režo. The živčni sistem ima dva načina za premostitev te razdalje: električni sinapse in kemične sinapse. Vrzel kemične sinapse ustreza sinaptična špranja. Pri ljudeh večina sinapse so kemične narave. Električna sinapse so znani tudi kot križišča ali povezave; izraz "sinaptična špranja"Se pogosto ne uporablja za električne sinapse. Namesto tega nevrologija na splošno govori o zunajceličnem prostoru. V nexusu povezavo med nevroni tvorijo kanali, ki rastejo tako iz presinaptične citoplazme kot iz postsinaptične citoplazme in se srečata na sredini. Skozi te kanale se lahko električno nabiti delci (ioni) premikajo neposredno iz enega nevrona v drugega.

Anatomija in zgradba

Sinaptična razpoka je široka od 20 do 40 nanometrov in tako lahko poveže razdaljo med dvema nevronoma, ki bi bila predaleč za reže. V povprečju so križišča oddaljena le 3.5 nanometra. Višina sinaptične špranje je približno 0.5 nanometra. Na eni strani reže je presinaptična membrana, ki ustreza celična membrana priključnega gumba. Terminalni gumb pa tvori konec a živčno vlakno, ki se na tej točki zgosti in v njej ustvari več prostora. Celica potrebuje ta dodaten prostor za sinaptične vezikule: z membrano obloženi vsebniki, ki vsebujejo celične snovi (nevrotransmiterji). Na drugi strani sinaptične špranje je postsinaptična membrana. Pripada spodnjemu živcu, ki sprejme dohodni dražljaj in ga pod določenimi pogoji odda. Postinaptična membrana vsebuje receptorje, ionske kanale in ionske črpalke, ki so bistvenega pomena za delovanje sinapse. Različno molekule se lahko prosto gibljejo v sinaptični špranji, vključno z nevrotransmiterji iz končnega popka presinaptičnega nevrona, pa tudi encimi in druge biomolekule, od katerih nekatere medsebojno delujejo z nevrotransmiterji.

Funkcija in naloge

Tako periferni kot centralni živčni sistem prenašata informacije znotraj celice z uporabo električnih impulzov. Ti akcijski potenciali izvirajo iz akson pobočje hriba živčne celice in potujte vzdolž aksona, ki je skupaj z izolacijsko plastjo mielina znan tudi kot živčno vlakno. Na priključnem gumbu, ki se nahaja na koncu živčno vlakno, električni akcijski potencial sproži dotok kalcij ioni v priključni gumb. Preko membrane prehajajo s pomočjo ionskih kanalov in povzročijo premik naboja. Posledično se nekateri sinaptični vezikli zlijejo z zunanjo membrano presinaptične celice, kar omogoča nevrotransmiterjem, ki jih vsebujejo, da vstopijo v sinaptično razpoko. Ta prehod traja v povprečju 0.1 milisekunde. Nevrotransmiterji prečkajo sinaptično razpoko in lahko aktivirajo receptorje na postsinaptični membrani, od katerih se vsak posebej odzove na določene nevrotransmiterje. Če je aktivacija uspešna, se v postsinaptični membrani odprejo kanali in natrijev ioni tečejo v notranjost nevrona. Pozitivno nabiti delci spremenijo električno napetostno stanje celice, ki je v mirovanju rahlo negativno. Bolj natrijev prihajajo ioni, večja je depolarizacija nevrona, tj. negativni naboj se zmanjša. Če ta membranski potencial preseže prag potenciala postsinaptičnega nevrona, novo akcijski potencial se ustvari na akson gričevje nevrona, ki se spet širi v električni obliki vzdolž živčnega vlakna. živčne celiceObstajajo encimi v sinaptični špranji. Nevrotransmiterje v sinaptični špranji deaktivirajo, na primer tako, da jih razdelijo na svoje komponente. Po stimulaciji ionske črpalke aktivno obnovijo začetno stanje z izmenjavo delcev tako na presinaptični kot na postsinaptični membrani.

Bolezni

Številni droge, zdravila in toksine, ki vplivajo na živčni sistem vplivajo na sinaptično razpoko. Primer takega zdravila so zaviralci monoaminooksidaze (MAO), ki veljajo za zdravljenje depresija. Depresija je duševna bolezen katerih bistvene značilnosti so depresivno razpoloženje in izguba užitka ter zanimanje za (skoraj) vse. Depresija povzročajo številni dejavniki in droge terapija je običajno le del zdravljenja. Eden od vplivnih dejavnikov so motnje, povezane z nevrotransmiterji serotonina in dopamin. Zaviralci MAO delujejo tako, da zavirajo encim monoamid oksidazo. Ta je odgovoren za razgradnjo različnih nevrotransmiterjev v sinaptični špranji; njegova inhibicija torej pomeni, da nevrotransmiterji, kot so dopamin, serotonina in noradrenalina lahko še naprej draži receptorje postsinaptične membrane. Na ta način lahko celo zmanjšane količine nevrotransmiterjev dajo zadosten signal. Drugačen mehanizem delovanja podlage nikotin. V sinaptični špranji draži nikotinsko acetilholin receptorjev in tako povzroči dotok ionov v postsinaptično celico, kot tudi glavni oddajnik, acetilholin.