Prenos vzbujanja iz celice v celico - celo iz živčne celice do živčne celice - se pojavi skozi sinapse. To so stičišča med dvema živčnimi celicami ali med njimi živčne celice in druge tkivne celice, ki so specializirane za prenos in sprejem signala. V večini primerov se prenos signala zgodi s tako imenovanimi messenger snovmi (nevrotransmiterji); le v primeru prenosa iz mišične celice v mišično celico lahko pride do vzbujanja tudi prek električnega potenciala. Prenos vzbujanja je znan tudi kot "prenos".
Kaj je prenos vzbujanja?
Prenos vzbujanja iz celice v celico - celo iz živčne celice do živčne celice - se pojavi preko sinapse. Ogromno število celic v človeškem telesu mora biti sposobno medsebojne komunikacije ali prejemanja navodil za določeno vedenje organizma, na primer mišic popadki. Ta večplastni proces se pojavi z diferencialnim vzbujevalnim prenosom ali pretvorbo. Večina vznemirljivega prenosa se odda na sinapse z aktiviranjem in sproščanjem oddajnih snovi. Tako ta prenos in, če je potrebno, distribucija akcijskih potencialov pri več prejemnikih običajno pride kemično preko kemičnih sinaps, kjer se selne snovi ali nevrotransmiterji prenesejo v prejemniško celico. V tem postopku končni gumbi sinapse nimajo neposrednega stika s ciljno celico, ampak so od nje ločeni z sinaptična špranja od 20 do 50 nanometrov. To ponuja možnost spreminjanja ali zaviranja oddajnih snovi v sinaptična špranja da jih morajo prečkati, torej jih pretvoriti v neaktivne snovi. The akcijski potencial se nato ponovno prekliče. Mišične celice so lahko med seboj povezane tudi z električnimi sinapsami. V tem primeru se akcijski potenciali v obliki električnih impulzov prenašajo neposredno na naslednjo mišično celico ali celo na številne celice hkrati.
Funkcija in naloga
Ljudje imamo približno 86 milijard živčnih celic. Treba je nadzorovati veliko število regulativnih vezij ter številne prostovoljne in namenske ukrepe ter življenjske reakcije na zunanje grožnje. Izredno veliko število telesnih celic mora biti usklajeno povezano, da se izvedejo potrebne in zaželene reakcije celotnega organizma. Za izpolnitev teh nalog telo prekriva gosta mreža živci ki po eni strani poročajo senzorične informacije iz vseh delov telesa možganov po drugi strani pa omogočiti možganom, da prenašajo navodila organom in mišicam. Samo pokončna hoja sproži milijone živčnih celic za usklajeno gibanje, hkrati in nenehno preverja, primerja in obdeluje možganov položaj okončin, smer gravitacije, hitrost naprej in še veliko več, da bi poslali krčenje in sprostitev signali določenim mišičnim delom v realnem času. Za izpolnitev teh nalog ima telo na voljo edinstven sistem ekscitacijskih prenosov ali transdukcij. Značilno je, da se mora signal prenašati iz živčne celice v živčno celico ali iz živčne celice v mišično celico ali drugo tkivno celico. V nekaterih primerih je potreben tudi prenos signala med mišičnimi celicami. V večini primerov električni akcijski potencial se električno prenaša znotraj živčne celice in se po dosegu točke stika (sinapse) do naslednje živčne celice spet pretvori v sproščanje določenih sel ali nevrotransmiterjev. The nevrotransmiter mora prečkati sinaptična špranja in se po prejemu s strani prejemniške celice pretvori nazaj v električni impulz in odda. Obvod prenosa signala prek kemičnih intermediatov je pomemben, ker se lahko določeni nevrotransmiterji priklopijo le na določene receptorje, zaradi česar so signali selektivni, kar pa ne bi bilo mogoče s povsem električnimi signali. Sprožil bi se divji kaos reakcij. Druga pomembna točka je, da se lahko glasniki med prehodom skozi sinaptično špranjo spremenijo ali celo zavirajo, kar je lahko enakovredno odpovedi akcijski potencial. Samo prenos signala med mišičnimi celicami je lahko povsem električen prek električnih sinaps. V tem primeru tako imenovani režni prehodi omogočajo prenos električnih signalov neposredno iz citoplazme v citoplazmo. V mišičnih celicah - zlasti v celicah srčne mišice - ima to prednost, da se lahko številne celice sinhronizirajo na velike razdalje za krčenje.
Bolezni in motnje
Velike prednosti pretvorbe potencialov električnega delovanja v specifične nevrotransmiterje, ki omogočajo sočasno - in potrebno - selektivno signalizacijo, hkrati pomenijo nevarnost škodljivih motenj in napadov. V bistvu obstaja verjetnost, da bodo sinapse preveč vznemirjene ali zavirane. To pomeni, da toksini oz droge lahko sproži krče ali paralizo živčno-mišičnih sinaps. Če na sinapse v CNS vplivajo toksini oz droge, nastopijo blagi do hudi psihološki učinki. Anksioznost, bolečina, utrujenost ali razdražljivost lahko najprej nastane brez očitnega razloga. Na prenos lahko vplivamo na več načinov. Na primer botulinski toksin zavira praznjenje mehurčkov v sinaptično špranjo, tako da št nevrotransmiter se prenese, kar ima za posledico paralizo mišic. Nasproten učinek povzroča strup črne vdove. Prihaja do popolnega praznjenja veziklov, tako da je sinaptična špranja dobesedno preplavljena z nevrotransmiterji, kar vodi do močnih mišičnih krčev. Simptomi, podobni simptomom botulinski toksin se pojavijo s snovmi, ki preprečujejo ponovni sprejem nevrotransmiterjev s strani celice prejemnice. Obstajajo tudi drugi načini za preprečevanje ali poslabšanje prenosa vzbujanja. Na primer, nekatere snovi lahko zasedajo receptorje določenega nevrotransmiter, ki povzroča paralizo.
