Sinapse
opredelitev
Sinapsa je stična točka dveh živčnih celic. Omogoča prenos dražljajev z enega nevrona na drugega. Sinapsa lahko obstaja tudi med nevronom in mišično celico ali senzorično celico in žlezo. Obstajata dve bistveno različni vrsti sinaps, električna (križišče) in kemikalije. Vsak uporablja drugačno vrsto vzbujanja. Kemične sinapse lahko razdelimo tudi glede na snovi, ki jih prenašamo (nevrotransmiterji). Ti se uporabljajo za prenos.
Sinapse lahko tudi razdelimo glede na vrsto vzbujanja. Obstaja razburljiva in zavirajoča sinapsa. Internuralne sinapse (med dvema nevronoma) lahko tudi razdelimo glede na lokalizacijo, torej na kateri točki na nevronu je sinapsa pritrjena. Samo v možganih je 100 bilijonov sinaps. Nenehno lahko gradite in razgrajate, to načelo se imenuje živčna plastičnost.
Morda vas bodo zanimali tudi: Motorni nevroni
Prikaz živčne celice
Živčna celica -
Nevron
- Dendriti
- Synapse
(aksodendritično) - Jedro -
Nukleoli - Celična telesa -
Jedro - Aksonske gomile
- Mielinska ovojnica
- Ranvier vezalke
- Labodje celice
- Axon terminali
- Synapse
(axoaxonal)
A - multipolarni nevron
B - psevdounipolarni nevron
C - bipolarni nevron
a - Soma
b - akson
c - sinapse
Pregled vseh slik Dr-Gumpert najdete na: medicinske ilustracije
Struktura, funkcija in naloge
Električna sinapsa (križišče) deluje takoj v zelo majhni vrzeli, imenovani sinaptična vrzel. S pomočjo ionskih kanalov to omogoča prenos dražljajev neposredno iz živčne celice v živčno celico. To vrsto sinapse najdemo v celicah gladkih mišic, celicah srčne mišice in v mrežnici. Primerni so za hitro posredovanje, na primer za refleks vek. Posredovanje je možno v obe smeri (dvosmerno).
Kemična sinapsa je sestavljena iz presinapse, sinaptične razpoke in postsinapse. Presinapsa je običajno končni gumb nevrona. Postinaps je točka na dendritu sosednjega nevrona ali namenski del sosednje mišične celice ali žleze. Sinaptična reža se uporablja za prenos vzbujanja s pomočjo nevrotransmiterjev. Prej električni signal se pretvori v kemični signal in nato nazaj v električni signal. Ta vrsta posredovanja je možna samo v eno smer (enosmerno).
Potencial električnega delovanja se prek aksona nevrona vodi v presinapso. V presinaptični membrani se z akcijskim potencialom odprejo napetostno nadzorovani Ca-kanali. V presinapsi so majhni mehurčki (Vezikula)ki so napolnjeni z oddajniki. Povečana koncentracija kalcija povzroči, da se vezikule zlijejo s presinaptično membrano in nevrotransmiterji sprostijo v sinaptično razpoko. Ta vrsta prevoza se imenuje eksocitoza. Višja kot je frekvenca akcijskega potenciala, več veziklov sprosti shranjene nevrotransmiterje. Nato nevrotransmiterji difundirajo skozi sinaptično režo, ki je široka približno 30 nm, in pristanejo na nevrotransmiterskih receptorjih. Ti se nahajajo na postsinaptični membrani. To so kanali, ki bodisi ionotropni ali metabotropni so.Če je postsinaps motorna končna plošča, gre za ionotropni kanal, ki povezuje dve molekuli selne snovi (Acetilholin) pristanišče in ga odprite tako. To omogoča pretok kationov (predvsem natrija). To polarizira postsinapso in ustvarja vzbujajoči postsinaptični potencial (EPSP). Potrebno je več EPSP, da ga spet spremenite v akcijski potencial. EPSP-ji so povzeti v smislu časa in prostora in na tako imenovanem aksonskem griču se nato pojavi postsinaptični akcijski potencial. Ta akcijski potencial se lahko nato prenese preko aksona te živčne celice in celoten proces se začne znova pri naslednji sinapsi. To je delovanje vznemirljive sinapse.
Zavirajoča sinapsa pa je hiperpolarizirana in nastajajo inspiracijski postsinaptični potenciali (IPSP). Uporabljajo se inhibitorni nevrotransmiterji, kot sta glicin ali GABA.
Prenos informacij prek kemičnih sinaps traja nekoliko dlje zaradi sproščanja nevrotransmiterja in njegove difuzije.
Mimogrede se nevrotransmiterji reciklirajo. Iz sinaptične razpoke se vrnejo v presinapso in so ponovno zapakirani v vezikle. Encim holinesteraza ima pomembno vlogo v oddajni snovi acetilholin. Nevrotransmiter razdeli na holin in ocetno kislino (acetat). Tako je acetilholin neaktiven.
Obstajajo tudi drugi načini za izklop sinaptičnega prenosa. Kationske kanale postsinapse lahko na primer deaktiviramo.
Morda vas bodo zanimali tudi: Živčna vlakna
Sinaptična špranja
Sinaptična razpoka je del sinapse in imenuje območje med dvema zaporednima živčnima celicama. Tu se signal prenaša s pomočjo akcijskih potencialov. Ali je sinapsa motorna končna plošča, to je prehod med živcem. in mišične celice se uporablja isti izraz.
Kot je razvidno že iz besede "vrzel", je med celicami prostor, zato neposrednega stika ni. Presinapsa se nahaja na eni strani sinaptične špranje. Tu pride električni signal iz gorvodne živčne celice. Privede do sproščanja nevrotransmiterjev iz veziklov, torej se pretvori v kemični signal. Ti nato migrirajo skozi sinaptično režo in dosežejo postsinaptično membrano celice navzdol. Tu se nahaja druga stran sinaptične vrzeli. Signal se z receptorji v membrani spet pretvori v električnega in tako doseže drugo živčno celico. Navdušenje se je tako preneslo naprej.
Nevrotransmiterji so na primer acetilholin, serotonin ali dopamin.
Morda vas bodo zanimali tudi: Acetilholin, serotonin, dopamin
Strupi za sinapse - botox
Značilni toksini sinapse so kurare, botulinski toksin, tetanusni toksin, atropin, insekticidni paration E605, sarin in alfa-laktrotoksin.
Sinapsa je popolnoma usklajen zapleten sistem. Ravno zaradi tega je tudi relativno dovzeten za motnje nekaterih snovi. Ti tako imenovani sinapsi toksini se imenujejo tudi nevrotoksini. Pojavijo se na primer v živalskem in rastlinskem svetu ali pa jih proizvajajo bakterije.
Tu je nekaj primerov nevrotoksinov in njihovega delovanja:
Curare: Curare je strup iz rastlin, ki rastejo v Južni Ameriki. Domačini so ga uporabljali kot puščicin strup za lov. Curare je konkurenčni antagonist nevrotransmiterja acetilholina. To se zgodi na motorni končni plošči. Curare iztisne acetilholin iz receptorjev postsinapse, vendar receptorja ne odpre. Skladno s tem ni EPSP in ni posredovanja akcijskih potencialov. To ohromi mišice in prizadeta oseba umre zaradi paralize dihal. Torej gre za smrtonosni strup.
Botulinski toksin: Ta toksin proizvaja bakterija Clostirdium botulinum. Z zaviranjem potrebnih encimov zavre sproščanje nevrotransmiterja acetilholina iz veziklov. Torej ni prenosa akcijskih potencialov v spodnjo mišično celico in je posledično ohromljena. Strup se lokalno uporablja v lepotni kirurgiji, da ohromi obrazne mišice in tako zmanjša gube. V tem primeru je znan kot "botoks". Uporablja se tudi pri terapiji živčno-mišičnih bolezni, kot je spastičnost. Je najmočnejši znani nevrotoksin. Iz tega razloga se sme uporabljati le v zelo nizki koncentraciji.
Preberite več o tej temi na: Botox
Tetanusni toksin: Ta toksin proizvaja tudi bakterija, imenovana Clostirdium tetani. Te pogosto najdemo na zarjaveli kovini. V ranah obstajajo optimalni pogoji za prenašanje bakterij. Tu se nahaja vstopna odprtina za toksin, da pride v telo. Potem bo retrogradno prevažajo na sprednje rogove hrbtenjače. Tam uniči encime, ki so odgovorni za sproščanje inhibitornih prenosnikov iz veziklov. Posledično zavirajoči medevroni ne morejo več delovati. Pomanjkanje zaviranja vodi do prekomernega vzbujanja mišic. To vodi do raztezanja krčev in tako imenovanega hudičevega nasmeha pri prizadetih. Bolniki umrejo zaradi zadušitve zaradi trajno napetih dihalnih mišic. Na srečo obstaja cepljenje proti temu toksinu.
Atropin: Atropin se pojavlja v črni smrtonosni nočni senci. Iztisne acetilholin iz receptorjev na postsinapsi, vendar ne povzroči odpiranja kanalov. Priliva natrija ni in zato ne more nastati akcijski potencial.
Insekticid Parathion E 605: Insekticid Parathion E 605 zavira encim holinesterazo, ki naj bi običajno cepil acetilholin v sinaptični špranji. Le na ta način ga lahko prenesemo nazaj v presinpso in ponovno shranimo v vezikle. Če to ni mogoče, pride posledično do presežka nevrotransmiterjev in s tem do trajne depolarizacije postsinapse. Mišice so nato v stalnem krču. Stalno krčenje dihalnih mišic na koncu vodi do smrti. Snov je v Nemčiji prepovedana. Poleg insekticida ima enak način delovanja tudi kemično bojno sredstvo sarin. Po strukturi je podoben parationu in se absorbira skozi dihalne poti in kožo. Smrtno je že pri majhnih odmerkih.
Alfa-laktrotoksin: Ta snov je strup pajka, črne vdove. Zaradi tega se kanali Ca v presinapsi trajno odprejo. To vodi do trajnega prenosa domnevnih akcijskih potencialov in s tem do mišičnih krčev.
Morda vas bodo zanimali tudi: tetanus
