synapser er kryssene mellom nerveceller og sensoriske, muskel- eller kjertelceller, eller mellom to eller flere nerveceller. De tjener til å overføre signaler og stimuli. Stimulusoverføring er hovedsakelig kjemisk ved hjelp av nevrotransmittere. Det er også synapser som overfører sine handlingspotensial direkte med elektriske midler, noe som gjør overføring av stimuli raskere og derfor er fordelaktig, for eksempel i muskler refleks. Elektrisk synapser, i motsetning til kjemiske synapser, kan overføre stimuli i begge retninger.
Hva er synapser?
Synapser muliggjør overføring av stimuli og signaler mellom nerveceller (nevroner) og mellom nerveceller og sensoriske, muskel- og kjertelceller. Navnet går tilbake til den britiske fysiologen Sir Charles Sherrrington og stammer fra den antikke greske "syn" for sammen og "haptein" for forståelse eller forståelse. I henhold til typen stimulansoverføring fra transmittercellen til mottakercellen skilles det mellom kjemiske og elektriske synapser. I kjemiske synapser omdannes det elektriske potensialet som skal overføres av den sendende cellen til en kjemisk messenger (nevrotransmitter) ved den synaptiske membranen. Det smale gapet mellom synapsene til den sendende cellen og den mottakende cellen blir overvunnet av nevrotransmitter og den tidligere elektriske handlingspotensial blir oversatt tilbake til en. Hvis den mottakende cellen er en muskel- eller kjertelcelle, blir den oversatt til handling eller, i tilfelle av en annen nevron, overført som en elektrisk handlingspotensial. Denne typen signaloverføring har fordelen at det er en rettet, ensrettet, overføring av informasjon. I motsetning kan elektriske synapser overføre stimuli i begge retninger, toveis.
Anatomi og struktur
En synaps består alltid av en transmitterende del eller sender, terminalen på en axon som slutter med det som kalles den presynaptiske membranen. Den motsatte mottakende delen av synapsen, terminalen på en dendritt, slutter med den postsynaptiske membranen. Mellom presynaptisk og postsynaptisk membran er synaptisk kløft. Det er veldig smalt og er 10 til 20 nm i kjemiske synapser. I elektriske synapser når gapet bare verdier rundt 3.5 nm. Hos mennesker er antall synapser estimert til den ufattelige verdien på omtrent 100 billioner, tilsvarende en 1 med 14 nuller. De presynaptiske terminalknottene til aksonene holder spesifikke nevrotransmittere i såkalte vesikler. For å sikre energi inneholder terminalbryterne mange mitokondrier og enda andre organeller. Når et handlingspotensial ankommer, tømmer vesiklene nevrotransmitterne i synaptisk kløft i løpet av eksocytose. Reseptordelen av synapsen, terminalknappen til en dendritt- eller handlingscelle (muskel- eller kjertelcelle), inneholder spesielle reseptorer i membranen som frigjøres nevrotransmitter kan forankre seg, noe som resulterer i en omdanning til et elektrisk handlingspotensial eller muskelsammentrekning eller kjertelsekresjon.
Funksjon og oppgaver
Avhengig av funksjonen deres, kan synapser deles inn i effektor-synapser, sensorsynapser og interneuronale synapser.
- Effektorsynapser gir forbindelsen mellom nevroner og muskelceller eller nevroner og kjertelceller.
- Excitatoriske effektor-synapser tjener til å beordre muskelceller til å trekke seg sammen eller kjertelceller å skilles ut.
- Inhiberende effektor-synapser overfører derimot motsatt informasjon, nemlig for å slappe av muskler og stoppe kjertelsekresjon.
- Sensorsynapser har til oppgave å motta sensoriske signaler fra sensoriske celler og reseptorer som fotoreseptorer i netthinnen, smerte reseptorer (nociceptorer), termiske sensorer, trykk- og spenningssensorer og mange andre, og overføre dem til passende koblingssentre i hjerne.
- Interneuronale synapser, som danner en kryssforbindelse mellom to eller flere nevroner, forekommer i stor mengde i hjerne. Det er et stort antall tenkelige samtrafikkforbindelser, nesten alle som også forekommer, hver med forskjellige oppgaver.
For eksempel er det koblinger mellom aksoner og dendritter,
Aksoner og cellelegemer (soma), mellom dendrittpleksusene til to nevroner, og direkte koblinger mellom cellelegemene til to nevroner. Interneuronale synapser brukes til kompleks informasjonsbehandling, for eksempel innenfor det autonome nervesystemet, men også for å behandle kompleks informasjon til et samlet bilde i sentralnervesystemet.
- Kjemiske synapser er hver spesialisert for en bestemt nevrotransmitter eller beholder den nevnte nevrotransmitteren i vesiklene. Derfor kan kjemiske synapser også differensieres i henhold til "deres" nevrotransmittere som adrenerge, kolinerge og dopaminerge synapser, ifølge nevrotransmittere som bæres adrenalin, acetylkolin or dopamin.
- Elektrisk synaps kommer inn i spill der ekstrem hastighet for stimulansoverføring er viktig, for eksempel i utløsende muskler refleks.
Klager og sykdommer
I 2014 demonstrerte forskere i Baltimore det sikkert gen mutasjoner føre til nedsatt synapsdannelse, som kan forårsake psykiske lidelser som f.eks schizofreni og store depresjon. Det er langt bedre kjent at giftstoffer føre til forstyrrelser i synapsfunksjonen med noen ganger alvorlige effekter. Enten hindrer stoffene frigjøringen av nevrotransmittere i synaptisk kløft eller de er så like nevrotransmittere at de legger seg på reseptorene til den postsynaptiske membranen i stedet. I begge tilfeller er synaptisk funksjon betydelig forstyrret og blokkert. Et eksempel på blokkering av eksocytose ved presynaptisk membran er botulinumtoksin syntetisert av Clostridia bakterie. Nevrotoksinet, også kjent som Botox, har en lammende effekt på musklene - i likhet med stivkrampe gift - fordi effektor-synapsene ikke lenger kan overføre en sammentrekningsstimulus til muskelfibrene. I alvorlige tilfeller kan dette føre til åndedrettslammelse som resulterer i død. Mange edderkopp-, insekt- og maneteforgift, så vel som giftstoffer fra forskjellige sopper, er synapsgift. Narkotika slik som alkohol, nikotin, hallusinogener som LSD, og også psykotropiske medikamenter er også synapsgift med varierende effekter.
