Acțiune:
Structura synapsei neuronale, tipuri și cum funcționează
neuronal synapse constă în unirea butoanelor terminale ale doi neuroni cu obiectivul de a transmite informații. Cuvântul sinapse vine de la greacă sunaptein, ceea ce înseamnă "a pune împreună".
La sinapse, un neuron trimite mesajul, în timp ce o parte a celuilalt îl primește. Astfel, comunicarea are loc de obicei într-o direcție: de la butonul terminal al unui neuron sau celulă la membrana celeilalte celule. Deși este adevărat că există câteva excepții.
Fiecare neuron unic primește informații de la butoanele terminale ale altor celule nervoase. Și, la rândul său, butoanele terminale ale celorlalte sincronizează cu alți neuroni.
Butonul terminal este definit ca o îngroșare mică la capătul unui axon, care trimite informații la sinapse. În timp ce un axon este un fel de "cablu" alungit și subțire care transmite mesaje de la nucleul neuronului la butonul său terminal.
Un neuron unic poate primi informații de la sute de neuroni și fiecare dintre acestea poate stabili cu el un număr mare de sinapsă.
Butoanele terminale ale celulelor nervoase se pot sinapa cu membrana soma sau dendrite.
Soma sau corpul celular conține nucleul neuronului. Are mecanisme care fac posibilă menținerea celulei. Pe de altă parte, dendritele sunt ramuri ale neuronului, asemănătoare unui copac care începe de la soma.
Când un potențial de acțiune se deplasează prin axonul unui neuron, butoanele terminale eliberează substanțe chimice. Aceste substanțe pot avea efecte excitatorii sau inhibitoare asupra neuronilor cu care sunt conectați. La sfârșitul întregului proces, efectele acestor sinapsimi dau naștere comportamentului nostru.
Un potențial de acțiune este produsul proceselor de comunicare din interiorul unui neuron. În el există un set de modificări în membrana axonului care determină eliberarea substanțelor chimice sau a neurotransmițătorilor.
Neuronii fac schimb de neurotransmițători la sinapsele lor ca o modalitate de a trimite informații reciproc.
Sinapse incitante
Un exemplu de sinapselor neuronale excitatorii ar fi reflexul de retragere atunci când ars. Un neuron senzorial ar detecta obiectul fierbinte, deoarece i-ar stimula dendritele.
Acest neuron ar trimite mesaje prin axonul său către butoanele sale terminale, situate în măduva spinării. Butoanele terminale ale neuronului senzorial ar elibera substanțe chimice cunoscute ca neurotransmițători care ar excita neuronul cu care synapta.
În mod specific, la un interneuron (cel care mediază între neuronii senzorici și motori). Acest lucru ar determina interneuronul să trimită informații de-a lungul axonului său. La rândul lor, butoanele terminale ale interneuron secretă neurotransmițătorii care excită neuronul motor.
Acest tip de neuron ar trimite mesaje de-a lungul axonului său, care unește un nerv pentru a ajunge la mușchiul țintă. Odată ce neurotransmițătorii sunt eliberați de butoanele terminale ale neuronului motor, celulele musculare se contractă să se îndepărteze de obiectul fierbinte.
Sinapse inhibitoare
Acest tip de sinapsă este ceva mai complicat. Ar fi dat în următorul exemplu: imaginați-vă că scoateți din cuptor o tavă foarte fierbinte. Purtați mănuși pentru a nu vă ardeți, totuși ele sunt subțiri și căldura începe să le depășească. În loc să aruncați tava la sol, încercați să susțineți puțină căldură până când o lăsați pe o suprafață.
Reacția de retragere a organismului nostru înainte de un stimul dureros ne-ar fi făcut să eliberăm obiectul, chiar dacă așa am controlat acest impuls. Cum apare acest fenomen?
Căldura care vine din tavă este percepută, mărind activitatea sinapsei excitatorii asupra neuronilor motori (așa cum se explică în secțiunea anterioară). Cu toate acestea, această emoție este contracarată de inhibiția care provine dintr-o altă structură: creierul nostru.
Aceasta trimite informații care indică faptul că, dacă lăsăm tava, ar putea fi un dezastru total. Prin urmare, mesajele sunt trimise către măduva spinării care împiedică reflexul de retragere.
Pentru aceasta, un axon al unui neuron al creierului ajunge la măduva spinării, unde butoanele sale terminale se sinapsează cu un interneuron inhibitor. Acesta secretă un neurotransmițător inhibitor care reduce activitatea neuronului motor, blocând reflexul de retragere.
Este important de observat că acestea sunt doar exemple. Procesele sunt într-adevăr mai complexe (mai ales cele inhibitoare), având mii de neuroni implicați în ele.
Potențialul de acțiune
Pentru ca acolo să existe un schimb de informații între doi neuroni sau sinapse neuronale, în primul rând, trebuie să existe un potențial de acțiune.
Acest fenomen are loc în neuronul care transmite semnalele. Membrana acestei celule are o sarcină electrică. De fapt, membranele tuturor celulelor din corpul nostru au o sarcină electrică, dar numai axonii pot provoca potențiale de acțiune.
Diferența dintre potențialul electric din interiorul neuronului și din exterior este numit potențialul membranei.
Aceste schimbări electrice între interiorul și exteriorul neuronului sunt mediate de concentrațiile existente de ioni, cum ar fi sodiul și potasiul.
Atunci când apare o foarte rapidă inversare a potențialului membranei, se produce un potențial de acțiune. Se compune dintr-un scurt impuls electric, pe care axonul îl conduce de la soma sau nucleul neuronului la butoanele terminale.
Trebuie adăugat că potențialul membranei trebuie să depășească un anumit prag de excitație pentru ca potențialul de acțiune să aibă loc. Acest impuls electric este tradus în semnale chimice care sunt eliberate prin butonul terminalului.
Structura sinapsei neuronale
Neuronii comunică prin sinapse, iar mesajele sunt transmise prin eliberarea neurotransmițătorilor.
Aceste substanțe chimice difuzează în spațiul lichid dintre butoanele terminale și membranele care stabilesc sinapsele.
Neuronul care eliberează neurotransmițătorii prin intermediul butonului terminal este numit neuronul presinaptic. În timp ce cel care primește informația este neuronul postsynaptic.
Atunci când acesta capturează neurotransmițătorii, se produc așa-numitele potențiale sinaptice. Adică, ele sunt modificări ale potențialului membranar al neuronului postsynaptic.
Pentru a comunica, celulele trebuie să secrete substanțe chimice (neurotransmițători) detectate de receptorii specializați. Acești receptori constau din molecule de proteine specializate.
Aceste fenomene sunt diferențiate pur și simplu de distanța dintre neuronul care eliberează substanța și receptorii care o capturează.
Astfel, neurotransmițătorii sunt eliberați prin butoanele terminale ale neuronului presinaptic și sunt detectați prin receptori localizați în membrana neuronului postsynaptic. Ambele neuroni trebuie să fie localizați la o distanță apropiată pentru ca această transmisie să aibă loc.
Cu toate acestea, spre deosebire de ceea ce se poate gândi, neuronii care fac sinapsele chimice nu se unesc fizic. De fapt, între ele există un spațiu cunoscut ca spațiul sinaptic sau despicația sinaptică.
Acest spațiu pare să varieze de la o sinapsă la alta, dar este, în general, la aproximativ 20 de nanometri. Există o rețea de filamente în cleavația sinaptică care menține neuronii pre- și postsynaptici aliniați.
neurotransmisiei
Neurotransmisia sau transmisia sinaptică este comunicarea dintre doi neuroni datorită schimbului de substanțe chimice sau semnale electrice prin sinapse.
Sinapse electrice
În ele există o neurotransmisie electrică. Cei doi neuroni sunt conectati fizic prin structuri de proteine cunoscute sub numele de "jonctiuni gap".
Aceste structuri permit modificări ale proprietăților electrice ale unui neuron pentru a influența direct cealaltă și invers. În acest fel, cei doi neuroni ar acționa ca și cum ar fi unul.
Sinapse chimice
În acestea apare o neurotransmisie chimică. Neuronii pre și postsynaptici sunt separați de spațiul sinaptic. Un potențial de acțiune în neuronul presinaptic ar determina eliberarea neurotransmițătorilor.
Acestea ajung la cleftul sinaptic, fiind disponibili pentru a-și exercita efectele asupra neuronilor postsynaptici.
Substanțe eliberate la sinapse neuronale
În timpul comunicării neuronale, nu numai că sunt eliberați neurotransmițători precum serotonina, acetilcolina, dopamina, noradrenalina etc. Pot fi eliberate și alte substanțe chimice, cum ar fi neuromodulatoarele.
Acestea sunt numite deoarece ele modulează activitatea multor neuroni într-o anumită zonă a creierului. Segregă în cantități mai mari și călătoresc pe distanțe mai mari, răspândindu-se mai mult decât neurotransmițătorii.
Un alt tip de substanțe sunt hormonii. Acestea sunt eliberate de celulele glandelor endocrine, care se află în diferite părți ale corpului, cum ar fi stomacul, intestinele, rinichii și creierul.
Hormonii sunt eliberați în fluidul extracelular (în afara celulelor) și sunt capturați ulterior de capilare. Apoi, ele sunt distribuite pe tot corpul prin sânge. Aceste substanțe se pot lega de neuroni care au receptori specifici pentru a le capta.
Astfel, hormonii pot afecta comportamentul, modificând activitatea neuronilor care le primesc. De exemplu, testosteronul pare să crească agresivitatea la majoritatea mamiferelor.
Tipuri de sinapselor neuronale
Sinapsele neuronale pot fi diferențiate în trei tipuri în funcție de locurile în care acestea apar.
- Sinapse axodendritice: în acest tip, butonul terminal se conectează la suprafața unui dendrit. Sau, cu coloane dendritice, care sunt protuberanțe mici situate în dendritele în unele tipuri de neuroni.
- Sinapse axosomatice: în acestea, butonul terminal synapta cu soma sau nucleul neuronului.
- Sinapse axoxaxice: butonul terminal al celulei presinaptice se conectează cu axonul celulei postsynaptice.
Acest tip de synapse funcționează diferit decât celelalte două.Funcția sa este de a reduce sau de a întări cantitatea de neurotransmițător eliberat de butonul terminalului. Astfel, aceasta promovează sau inhibă activitatea neuronului presinaptic.
Au fost de asemenea descoperite sinapse dendrodendritice, dar funcția lor exactă în comunicarea neuronală nu este cunoscută în prezent.
Cum se produce o sinapsă?
Neuronii conțin sacule numite vezicule sinaptice, care pot fi mari sau mici. Toate butoanele terminale au vezicule mici care poartă molecule neurotransmițător în interiorul lor.
Veziculele sunt produse într-un mecanism situat în soma numit aparatul Golgi. Apoi sunt transportate în apropierea butonului terminalului. Cu toate acestea, ele pot fi de asemenea produse în butonul terminal cu material "reciclat".
Când se transmite un potențial de acțiune de-a lungul axonului, apare o depolarizare (excitație) a celulei. Ca rezultat, se deschid canalele de calciu ale neuronului, permițându-i să intre în ioni de calciu.
Acești ioni se leagă la moleculele membranelor veziculelor sinaptice care sunt în butonul terminal. Respectiva membrană este ruptă, topită cu membrana butonului terminalului. Aceasta produce eliberarea neurotransmițătorului în spațiul sinaptic.
Citoplasma celulei captează resturile de membrană și le duce la cisterne. Acolo ei reciclează, creând noi vezicule sinaptice cu ele.
Neuronul postsynaptic are receptori care captează substanțele care se află în spațiul sinaptic. Acestea sunt cunoscute sub numele de receptori postsynaptici, iar atunci când sunt activate, produc deschiderea canalelor ionice.
Când aceste canale se deschid, anumite substanțe intră în neuron, provocând un potențial postsynaptic. Acest lucru poate avea efecte excitatorii sau inhibitoare asupra celulei, în funcție de tipul de canal ionic care a fost deschis.
În mod normal, potențialele postsynaptice excitatorii apar atunci când sodiul intră în celula nervoasă. În timp ce inhibitorii sunt produși de ieșirea de potasiu sau de intrarea clorului.
Intrarea calciului în neuron provoacă potențiale excitatorii postsynaptice, deși activează și enzime specializate care produc modificări fiziologice în această celulă. De exemplu, declanșează deplasarea veziculelor sinaptice și eliberarea neurotransmițătorilor.
De asemenea, facilitează schimbările structurale în neuron după învățare.
Finalizarea sinapselor
Posibilitățile post-sinaptice sunt de obicei foarte scurte și se termină prin mecanisme speciale.
Unul dintre ele este inactivarea acetilcolinei de către o enzimă numită acetilcolinesterază. Moleculele neurotransmitatorului sunt îndepărtate din spațiul sinaptic prin recaptare sau reabsorbție de transporteri care sunt în membrana presinaptică.
Astfel, atât neuronii presinaptici, cât și cei postsynaptici au receptori care captează prezența substanțelor chimice în jurul lor.
Există receptori presinaptici numiți autoreceptori care controlează cantitatea de neurotransmițător care eliberează sau sintetizează neuronul.
referințe
- Carlson, N.R. (2006). Fiziologia comportamentului al 8-lea ed. Madrid: Pearson. pp: 32-68.
- Cowan, W.M., Südhof, T. & Stevens, C. F. (2001). Sinapse. Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
- Sinapse electrice (N.d.). Adus la 28 februarie 2017 de la Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
- Stufflebeam, R. (s.f.). Neuroni, sinapse, potențiale de acțiune și neurotransmisie. Adus la 28 februarie 2017 de la CCSI: mind.ilstu.edu.
- Nicholls, J.G., Martin, A.R., Fuchs, P.A., and Wallace, B.G (2001). De la Neuron la Brain, ed. Sunderland, MA: Sinauer.
- Sinapsei. (N.d.). Adus la 28 februarie 2017 de la Universitatea din Washington: faculty.washington.edu.