Nöronal sinapslar: yapısı, türleri ve nasıl çalıştığı

Nöronal sinaps, iki nöronun terminal düğmelerinin bilgi iletimi amacıyla birleştirilmesinden ibarettir. Sinaps kelimesi "bir araya" anlamına gelen Yunan sunapteininden geliyor.

Sinapsta, bir nöron mesajı gönderirken, diğerinin bir kısmı onu alır. Böylece, iletişim genellikle bir yönde gerçekleşir: bir nöron veya hücrenin terminal butonundan diğer hücrenin zarına. Bazı istisnalar olduğu doğru olmasına rağmen.

Her bir nöron, diğer sinir hücrelerinin terminal düğmelerinden bilgi alır. Ve sırayla, sonuncunun terminal düğmeleri diğer nöronlarla sinapslaşır.

Terminal düğmesi, bir sinonun ucunda, sinapsta bilgi gönderen küçük bir kalınlaşma olarak tanımlanır. Oysa bir akson, nöronun çekirdeğinden terminal düğmesine kadar mesajlar taşıyan bir tür uzatılmış ve ince "kablo" dur.

Tek bir nöron yüzlerce nörondan bilgi alabilir ve her biri onunla çok sayıda sinaps kurabilir.

Sinir hücrelerinin terminal düğmeleri soma veya dendritlerin zarı ile sinaps yapabilir.

Soma veya hücre gövdesi, nöronun çekirdeğini içerir. Hücrenin korunmasını mümkün kılan mekanizmalara sahiptir. Buna karşılık, dendritler, nöronun somadan başlayan bir ağaca benzer dallarıdır.

Bir aksiyon potansiyeli bir nöronun aksonundan geçtiğinde, terminal düğmeleri kimyasalları serbest bırakır. Bu maddelerin, bağlandıkları nöronlar üzerinde uyarıcı veya engelleyici etkileri olabilir. Tüm sürecin sonunda, bu sinapsların etkileri davranışımızı arttırıyor.

Bir eylem potansiyeli, bir nöron içindeki iletişim süreçlerinin ürünüdür. İçinde akson zarında kimyasalların veya nörotransmiterlerin salınımına neden olan bir dizi değişiklik vardır.

Nöronlar nörotransmiterleri birbirleriyle bilgi göndermenin bir yolu olarak sinapslarında paylaşırlar.

Heyecan verici sinaps

Uyarıcı bir nöronal sinaps örneği, yandığımızda geri çekilme refleksi olacaktır. Duyusal bir nöron sıcak nesneyi algılar çünkü dendritlerini uyarır.

Bu nöron, aksonu vasıtasıyla omuriliğin içindeki terminal düğmelerine mesaj gönderirdi. Duyusal nöronun terminal düğmeleri, nöronları hangi sinapta ile heyecanlandıracak nörotransmiterler olarak bilinen kimyasalları salgılar.

Özellikle, bir interneuron (duyusal ve motor nöronlar arasında aracılık eden). Bu, interneuronun aksonu boyunca bilgi göndermesine neden olur. Buna karşılık, interneuronun terminal düğmeleri, motor nöronu heyecanlandıran nörotransmiterleri salgılar.

Bu tür bir nöron, hedef kasına ulaşmak için bir siniri birleştiren aksonu boyunca mesajlar gönderir. Nörotransmiterler motor nöronun terminal düğmeleri tarafından serbest bırakıldığında, kas hücreleri sıcak nesneden uzaklaşmaya büzülür.

Engelleyici sinapslar

Bu tip bir sinaps, biraz daha karmaşıktır. Aşağıdaki örnekte verilebilir: fırından çok sıcak bir tepsi aldığınızı hayal edin. Kendinizi yakmamak için eldiven giyersiniz, ancak incedirler ve ısı onları aşmaya başlar. Tepsiyi yere fırlatmak yerine, bir yüzeyde bırakana kadar ısıyı biraz desteklemeye çalışın.

Acılı bir uyarıcı olmadan önce organizmamızın geri çekilme tepkisi, nesneyi serbest bırakmamızı sağlardı, öyle olsa bile, bu dürtüyü kontrol ettik. Bu fenomen nasıl oluşur?

Tepsiden gelen ısı, motor nöronlar üzerindeki uyarıcı sinapsların aktivitesini artırarak algılanır (önceki bölümde açıklandığı gibi). Bununla birlikte, bu heyecan başka bir yapıdan gelen inhibisyonla karşı karşıya kalır: beynimiz.

Bu, tepsiyi düşürürsek tamamen felaket olabileceğini belirten bilgi gönderir. Bu nedenle, geri çekilme refleksini önleyen omuriliğe mesajlar gönderilir.

Bunun için, beynin bir nöronunun bir aksonu, terminal düğmelerinin inhibe edici bir interneuron ile sinaps olduğu omuriliğe ulaşır. Motor nöronunun aktivitesini azaltan ve geri çekme refleksini bloke eden inhibitör bir nörotransmiteri salgılar.

Bunların sadece örnek olduğunu not etmek önemlidir. Süreçler, içinde daha binlerce nöron bulunan, özellikle de engelleyici olanlar olan, gerçekten daha karmaşıktır.

Aksiyon potansiyeli

İki nöron veya nöronal sinaps arasında bilgi alışverişi olması için, öncelikle bir eylem potansiyeli olmalıdır.

Bu fenomen, sinyalleri gönderen nöronda meydana gelir. Bu hücrenin zarı elektrik yüküne sahiptir. Aslında, vücudumuzdaki tüm hücrelerin membranlarının elektrik yükü vardır, ancak yalnızca aksonlar aksiyon potansiyellerine neden olabilir.

Nöronun içindeki ve dışındaki elektrik potansiyeli arasındaki fark membran potansiyeli olarak adlandırılır.

Nöronun içi ve dışı arasındaki bu elektriksel değişimlere, sodyum ve potasyum gibi mevcut iyon konsantrasyonları aracılık eder.

Membran potansiyelinin çok hızlı bir ters çevrimi meydana geldiğinde, bir hareket potansiyeli üretilir. Aksonun, nöronun soma veya çekirdeğinden terminal düğmelerine doğru yol açtığı kısa bir elektriksel dürtüden oluşur.

Membran potansiyelinin, eylem potansiyelinin oluşması için belirli bir uyarma eşiğini aşması gerektiği de eklenmelidir. Bu elektriksel uyarı terminal düğmesinden serbest bırakılan kimyasal sinyallere çevrilir.

Nöronal sinaps yapısı

Nöronlar sinapslarla iletişim kurar ve mesajlar nörotransmiterlerin serbest bırakılmasıyla iletilir.

Bu kimyasallar, terminal düğmeleri ile sinapsları oluşturan membranlar arasındaki sıvı boşluğa dağılır.

Nörotransmiterleri terminal butonu aracılığıyla serbest bırakan nörona presinaptik nöron denir. Bilgi alan kişi, postsinaptik nörondur.

İkincisi nörotransmiterleri yakaladığında sinaptik olarak adlandırılan potansiyeller üretilir. Yani, postsinaptik nöronun zar potansiyelindeki değişimlerdir.

İletişim kurmak için hücrelerin özel alıcılar tarafından tespit edilen kimyasalları (nörotransmiterler) salgılaması gerekir. Bu reseptörler uzmanlaşmış protein moleküllerinden oluşur.

Bu fenomenler, maddeyi serbest bırakan nöron ile onu yakalayan reseptörler arasındaki mesafeden farklılaşır.

Böylece, nörotransmiterler, presinaptik nöronun terminal düğmeleri ile salınır ve postsinaptik nöronun zarında bulunan reseptörler vasıtasıyla tespit edilir. Bu iletimin gerçekleşmesi için her iki nöron da yakın mesafede bulunmalıdır.

Ancak, düşünülenlerin aksine, kimyasal sinaps yapan nöronlar fiziksel olarak birleşmezler. Aslında, aralarında sinaptik boşluk veya sinaptik yarık olarak bilinen bir boşluk var.

Bu alan bir sinapstan diğerine değişiyor gibi gözüküyor, ancak genellikle yaklaşık 20 nanometre genişliğinde. Sinaptik yarıkta, sinaptik öncesi ve postsinaptik nöronları aynı hizada tutan bir filamentler ağı vardır.

nörotransmisyon

Nörotransmisyon veya sinaptik transmisyon, kimyasal maddelerin veya elektrik sinyallerinin sinapslar yoluyla değişmesinden dolayı iki nöron arasındaki iletişimdir.

Elektrik sinapsları

Onlarda elektriksel bir sinir iletimi var. İki nöron, fiziksel olarak boşluk kavşağı olarak bilinen protein yapılarıyla bağlanır.

Bu yapılar bir nöronun elektriksel özelliklerinde değişikliklerin diğerini doğrudan etkilemesini sağlar; Bu şekilde, iki nöron onlarmış gibi davranırdı.

Kimyasal sinapslar

Bunlarda kimyasal bir nörotransmisyon meydana gelir. Pre ve postsinaptik nöronlar sinaptik boşlukla ayrılır. Presinaptik nörondaki bir aksiyon potansiyeli, nörotransmiterlerin salınmasına neden olur.

Bunlar, sinaptik yarıkta varıyorlar, bununla postsinaptik nöronlar üzerindeki etkilerini sergilemeleri için mevcutlardı.

Nöronal sinapsta salınan maddeler

Nöronal iletişim sırasında, yalnızca serotonin, asetilkolin, dopamin, noradrenalin vb. Gibi nörotransmiterler salınmamaktadır. Nöromodülatörler gibi diğer kimyasallar da salınabilir.

Bunlar buna denir çünkü beynin belirli bir bölgesindeki birçok nöronun aktivitesini düzenlerler. Daha büyük miktarlarda ayrılırlar ve nörotransmiterlerden daha geniş bir alana yayılarak daha uzun mesafelerde seyahat ederler.

Diğer bir madde türü de hormonlardır. Bunlar, mide, bağırsaklar, böbrekler ve beyin gibi vücudun farklı kısımlarında bulunan endokrin bezlerinin hücreleri tarafından salınır.

Hormonlar, hücre dışı sıvıya (hücrelerin dışında) salınır ve daha sonra kılcal damarlar tarafından yakalanır. Sonra kan dolaşımından tüm vücuda dağılırlar. Bu maddeler onları yakalamak için özel reseptörleri olan nöronlara bağlanabilir.

Böylece hormonlar, onları alan nöronların aktivitesini değiştirerek davranışı etkileyebilir. Örneğin, testosteron çoğu memelinin saldırganlığını arttırıyor gibi görünmektedir.

Nöronal sinaps türleri

Nöral sinapslar oluştukları yerlere göre üç tipe ayrılabilir.

- Aksodendritik sinapslar: bu tipte, terminal butonu bir dendritin yüzeyine bağlanır. Veya, dendritik dikenlerle, bazı dendritlerde bazı nöron tiplerinde bulunan küçük çıkıntılar.

- Aksosomatik sinapslar: bunlarda, nöronun soma veya çekirdeği ile terminal sinapta düğmesi.

- Aksoaksonik sinapslar : Presinaptik hücrenin terminal butonu postsinaptik hücrenin aksonuna bağlanır.

Bu tip sinaps, diğer ikisinden farklı olarak çalışır. İşlevi, terminal düğmesi tarafından serbest bırakılan nörotransmiter miktarını azaltmak veya güçlendirmektir. Böylece presinaptik nöronun aktivitesini arttırır veya inhibe eder.

Dendrodendritik sinapslar da bulunmuştur, ancak bunların nöronal iletişimdeki tam işlevleri şu anda bilinmemektedir.

Bir sinaps nasıl üretilir?

Nöronlar büyük veya küçük olabilen sinaptik veziküller adı verilen keseler içerir. Tüm terminal düğmeleri içlerinde nörotransmiter moleküllerini taşıyan küçük veziküllere sahiptir.

Veziküller, Golgi aparatı adı verilen somada bulunan bir mekanizmada üretilir. Sonra terminal düğmesinin yanına taşınırlar. Bununla birlikte, terminal düğmesine "geri dönüştürülmüş" malzeme ile de üretilebilirler.

Akson boyunca bir aksiyon potansiyeli gönderildiğinde, hücrenin depolarizasyonu (uyarma) meydana gelir. Sonuç olarak, nöronun kalsiyum kanalları, kalsiyum iyonlarının girmesine izin verecek şekilde açılır.

Bu iyonlar, terminal düğmedeki sinaptik veziküllerin zarlarının moleküllerine bağlanır. Bahsedilen membran, terminal düğmenin membranı ile birleşerek kırılmıştır. Bu, nörotransmiterin sinaptik alana bırakılmasını sağlar.

Hücrenin sitoplazması kalan zar parçalarını yakalar ve onları sarnıçlara götürür. Orada geri dönüşüm yapıyorlar, onlarla yeni sinaptik veziküller yaratıyorlar.

Postsinaptik nöron, sinaptik alanda bulunan maddeleri yakalayan reseptörlere sahiptir. Bunlar postsinaptik reseptörleri olarak bilinir ve aktive edildiklerinde iyon kanallarının açılmasına neden olurlar.

Bu kanallar açıldığında, bazı maddeler nöronun içine girerek sinaptik potansiyel yaratır. Bunun, açılmış olan iyon kanalının tipine bağlı olarak hücre üzerinde uyarıcı veya inhibe edici etkileri olabilir.

Normal olarak, uyarıcı postsinaptik potansiyeller, sodyum sinir hücresine girdiğinde meydana gelir. İnhibitörler potasyum salınımı veya klor girişi ile üretilirken.

Kalsiyumun nörona girmesi, sinaptik uyarıcı potansiyellere neden olur, ancak bu hücrede fizyolojik değişiklikler üreten özel enzimleri de aktive eder. Örneğin, sinaptik veziküllerin yer değiştirmesini ve nörotransmiterlerin salınımını tetikler.

Ayrıca öğrendikten sonra nörondaki yapısal değişiklikleri de kolaylaştırır.

Sinapsın tamamlanması

Postsinaptik potansiyeller genellikle çok kısadır ve özel mekanizmalar ile sona erer.

Bunlardan biri, asetilkolinin asetilkolinesteraz adı verilen bir enzim tarafından etkisizleştirilmesidir. Nörotransmiter molekülleri, sinaptik alandan, presinaptik zarda bulunan taşıyıcılar tarafından tekrar yakalanarak veya yeniden emilerek uzaklaştırılır.

Bu nedenle, hem presinaptik hem de sinaptik sonrası nöronlar, etraflarındaki kimyasal maddelerin varlığını yakalayan reseptörlere sahiptir.

Nöron salgılayan veya sentezleyen nörotransmiter miktarını kontrol eden otorekeptörler adı verilen presinaptik reseptörleri vardır.