Sinopsi so stičišča med živčnimi celicami in senzoričnimi, mišičnimi ali žleznimi celicami ali med dvema ali več živčnimi celicami. Služijo za prenos signalov in dražljajev. Prenos dražljajev je večinoma kemičen s pomočjo nevrotransmiterjev. Tukaj so tudi sinapse ki prenašajo svoje akcijski potencial neposredno z električnimi sredstvi, kar pospeši prenos dražljajev in je tako ugodno, na primer v mišicah refleks. Električna sinapseza razliko od kemičnih sinaps lahko prenašajo dražljaje v obe smeri.
Kaj so sinapse?
Sinapse omogočajo prenos dražljajev in signalov med živčnimi celicami (nevroni) in med živčnimi celicami ter senzoričnimi, mišičnimi in žleznimi celicami. Ime sega do britanskega fiziologa Sir Charlesa Sherrringtona in izhaja iz starogrškega "syn" za skupaj in "haptein" za oprijem ali oprijem. Glede na vrsto prenosa dražljaja od oddajne celice do sprejemne celice ločimo med kemičnimi in električnimi sinapsami. V kemičnih sinapsah se električni potencial, ki ga prenaša pošiljajoča celica, pretvori v kemični sel (nevrotransmiter) na sinaptični membrani. Ozko vrzel, ki obstaja med sinapsami pošiljateljeve in prejemne celice, premaga nevrotransmiter in prej električni akcijski potencial se prevede nazaj v eno. Če je prejemna celica mišica ali žlezna celica, se pretvori v delovanje ali, v primeru drugega nevrona, prenese kot električna akcijski potencial. Ta vrsta prenosa signala ima to prednost, da gre za usmerjen, enosmerni prenos informacij. Nasprotno pa lahko električne sinapse prenašajo dražljaje v obe smeri, dvosmerno.
Anatomija in zgradba
Sinapsa je vedno sestavljena iz oddajnega dela ali oddajnika, priključnega gumba na akson ki se konča s tako imenovano presinaptično membrano. Nasprotni sprejemni del sinapse, končni gumb dendrita, se konča s postsinaptično membrano. Med presinaptično in postsinaptično membrano je sinaptična špranja. Je zelo ozek in je v kemičnih sinapsah od 10 do 20 nm. V električnih sinapsah vrzel doseže le vrednosti okoli 3.5 nm. Pri ljudeh je število sinaps ocenjeno na nepredstavljivo vrednost približno 100 bilijonov, kar ustreza 1 s 14 ničel. Presinaptični končni gumbi aksonov imajo posebne nevrotransmiterje v tako imenovanih veziklih. Za zagotovitev energije imajo priključni gumbi številne mitohondriji in še vedno druge organele. Ko prispe akcijski potencial, mehurčki izpraznijo nevrotransmiterje v sinaptična špranja med eksocitozo. Receptorski del sinapse, končni gumb dendrita ali akcijske celice (mišične ali žlezne celice), vsebuje v svoji membrani posebne receptorje, na katere sproščeni nevrotransmiter lahko pristane, kar povzroči pretvorbo v potencial električnega delovanja ali krčenje mišic ali izločanje žleze.
Funkcija in naloge
Glede na njihovo funkcijo lahko sinapse delimo na efektorske sinapse, senzorske sinapse in internevronske sinapse.
- Učinkovite sinapse zagotavljajo povezavo med nevroni in mišičnimi celicami ali nevroni in žleznimi celicami.
- Vzbujajoče efektorske sinapse služijo ukazu mišičnim celicam, da se krčijo, ali celicam žleze, da se izločajo.
- Inhibitorne efektorske sinapse pa prenašajo nasprotne informacije, in sicer za sprostitev mišic in zaustavitev izločanja žlez.
- Naloge senzorskih sinaps so sprejemanje senzoričnih signalov iz senzoričnih celic in receptorjev, kot so fotoreceptorji v mrežnici, bolečina receptorji (nociceptorji), termični senzorji, tlačni in napetostni senzorji in mnogi drugi ter jih posredujejo ustreznim preklopnim centrom v možganov.
- Medevronske sinapse, ki tvorijo križno povezavo med dvema ali več nevroni, se v njih pojavljajo v ogromni količini možganov. Obstaja veliko možnih medsebojnih povezav, ki se pravzaprav tudi pojavijo, vsaka z različnimi nalogami.
Na primer, obstajajo povezave med aksoni in dendriti,
Aksoni in celična telesa (soma) med dendritnimi pleksusi dveh nevronov in neposredne povezave med celičnima telesoma dveh nevronov. Mednevronske sinapse se uporabljajo za kompleksno obdelavo informacij, npr. Znotraj avtonomne živčni sistem, ampak tudi za obdelavo zapletenih informacij v celostno sliko v centralnem živčnem sistemu.
- Vsaka kemična sinapsa je specializirana za določen nevrotransmiter ali zadrži ta nevrotransmiter v svojih mehurčkih. Zato lahko kemične sinapse razlikujemo tudi glede na "njihove" nevrotransmiterje, kot so adrenergične, holinergične in dopaminergične sinapse, glede na nevrotransmiterje, ki jih nosimo adrenalin, acetilholin or dopamin.
- Električne sinapse pridejo v poštev tam, kjer je izjemna hitrost prenosa dražljaja pomembna, na primer pri sprožanju mišic refleks.
Pritožbe in bolezni
Leta 2014 so raziskovalci v Baltimoru to dokazali gen mutacije vodi do motenega tvorjenja sinaps, ki lahko povzroči duševne bolezni, kot so shizofrenija in glavni depresija. Daleč bolj znano je, da toksini vodi do motenj v delovanju sinapse z včasih resnimi učinki. Snovi bodisi blokirajo sproščanje nevrotransmiterjev v sinaptična špranja ali pa so tako podobni nevrotransmiterjem, da se na njihovem mestu priklopijo na receptorje postsinaptične membrane. V obeh primerih je sinaptična funkcija bistveno do popolnoma motena in blokirana. Primer blokiranja eksocitoze na presinaptični membrani je botulinski toksin sintetiziral Clostridia bakterije. Nevrotoksin, znan tudi kot Botox, paralizira učinek na mišice - podobno kot tetanus toksin - ker efektorske sinapse ne morejo več prenašati kontrakcijskega dražljaja na mišična vlakna. V hujših primerih to lahko vodi do paralize dihal, ki povzroči smrt. Mnogi strupi za pajke, žuželke in meduze, pa tudi zastrupitve iz različnih gliv, so strupi za sinapse. Droge kot alkohol, nikotin, halucinogeni, kot so LSD, in tudi psihotropna zdravila so tudi sinapsi strupi z različnimi učinki.
