Sinapsė – tai tam tikra nervinių ląstelių procesų kontakto zona su kitomis nejaudinamomis ir jaudinamomis ląstelėmis, kurios užtikrina informacinio signalo perdavimą. Sinapsė morfologiškai susidaro kontaktuojant 2 ląstelių membranoms. Membrana, susijusi su nervinių ląstelių atauga, vadinama ląstelės, į kurią patenka signalas, presinaptine membrana, antrasis jos pavadinimas yra postsinaptinė. Kartu su priklausomybe postsinapsinei membranai sinapsė gali būti tarpneuroninė, neuromuskulinė ir neurosekrecinė. Žodį sinapsė 1897 m. įvedė Charlesas Sherringtonas (anglų fiziologas).
Kas yra sinapsė?
Sinapsė – tai speciali struktūra, užtikrinanti nervinio impulso perdavimą iš nervinės skaidulos į kitą nervinę skaidulą ar nervinę ląstelę, ir tam, kad nervinė skaidula būtų paveikta iš receptorinės ląstelės (sritis, kurioje nervas ląstelės ir kita nervinė skaidula liečiasi viena su kita), reikalingos dvi nervinės ląstelės.
Sinapsė yra nedidelė dalis neurono gale. Tai padeda perduoti informacijąnuo pirmojo neurono iki antrojo. Sinapsė yra trijose nervų ląstelių srityse. Sinapsės taip pat yra toje vietoje, kur nervinė ląstelė liečiasi su įvairiomis kūno liaukomis ar raumenimis.
Iš ko sudaryta sinapsė
Sinapsės struktūra turi paprastą schemą. Jis suformuotas iš 3 dalių, kurių kiekvienoje informacijos perdavimo metu atliekamos tam tikros funkcijos. Taigi tokią sinapsės struktūrą galima vadinti tinkama nerviniam impulsui perduoti. Dvi pagrindinės ląstelės tiesiogiai veikia informacijos perdavimo procesą: suvokimas ir perdavimas. Perduodančios ląstelės aksono gale yra presinapsinė pabaiga (pradinė sinapsės dalis). Tai gali turėti įtakos neurotransmiterių paleidimui ląstelėje (šis žodis turi keletą reikšmių: mediatoriai, mediatoriai arba neuromediatoriai) – tam tikros cheminės medžiagos, kurių pagalba perduodamas elektrinis signalas tarp 2 neuronų.
Sinapsinis plyšys yra vidurinė sinapsės dalis – tai tarpas tarp 2 sąveikaujančių nervų ląstelių. Per šį tarpą iš perduodančios ląstelės ateina elektrinis impulsas. Galutinė sinapsės dalis yra imlioji ląstelės dalis, kuri yra postsinapsinė pabaiga (susiliečiantis ląstelės fragmentas su skirtingais jautriais jos struktūros receptoriais).
Sinapsės tarpininkai
Tarpininkas (iš lot. Media – siųstuvas, tarpininkas arba vidurinis). Tokie sinapsių tarpininkai yra labai svarbūs nervinio impulso perdavimo procese.
Morfologinis skirtumas tarp slopinančių ir sužadinamųjų sinapsių yra tas, kad jos neturi tarpininko atpalaidavimo mechanizmo. Slopinamosios sinapsės, motorinio neurono ir kitų slopinamųjų sinapsių tarpininku laikoma aminorūgštis glicinas. Tačiau slopinamąjį ar sužadinamąjį sinapsės pobūdį lemia ne jų tarpininkai, o postsinapsinės membranos savybė. Pavyzdžiui, acetilcholinas sužadina galūnių neuromuskulinę sinapsę (miokardo vagus nervus).
Acetilcholinas tarnauja kaip sužadinimo tarpininkas cholinerginėse sinapsėse (motorinio neurono nugaros smegenų galas atlieka presinapsinę membraną), Ranshaw ląstelių sinapsėje, prakaito liaukų presinapsiniame terminale, antinksčių šerdyje, žarnyno sinapsėje ir simpatinės nervų sistemos ganglijose. Acetilcholinesterazė ir acetilcholinas taip pat buvo aptikti įvairių smegenų dalių frakcijose, kartais dideliais kiekiais, tačiau, išskyrus Ranshaw ląstelių cholinerginę sinapsę, jiems dar nepavyko nustatyti kitų cholinerginių sinapsių. Pasak mokslininkų, acetilcholino tarpininko sužadinimo funkcija centrinėje nervų sistemoje yra labai tikėtina.
Katelchominai (dopaminas, norepinefrinas ir epinefrinas) laikomi adrenerginiais neurotransmiteriais. Adrenalinas ir norepinefrinas sintetinami simpatinio nervo gale, antinksčių, nugaros smegenų ir galvos smegenų substancijos ląstelėje. Aminorūgštys (tirozinas ir L-fenilalaninas) laikomos pradine medžiaga, o adrenalinas yra galutinis sintezės produktas. Taip pat veikia ir tarpinė medžiaga, kurią sudaro norepinefrinas ir dopaminasneurotransmiterių funkcija sinapsėje, sukurtoje simpatinių nervų galuose. Ši funkcija gali būti slopinanti (žarnyno sekrecijos liaukos, keli sfinkteriai ir bronchų bei žarnyno lygieji raumenys) arba sužadinanti (tam tikrų sfinkterių ir kraujagyslių lygieji raumenys, miokardo sinapsėje – norepinefrinas, poodiniuose smegenų branduoliuose – dopaminas).
Kai sinapsės neurotransmiteriai baigia savo funkciją, katecholaminą absorbuoja presinapsinis nervo galas ir įjungiamas transmembraninis transportas. Neuromediatorių absorbcijos metu sinapsės yra apsaugotos nuo ankstyvo atsargų išeikvojimo ilgai ir ritmingai dirbant.
Synapse: pagrindiniai tipai ir funkcijos
Langley 1892 m. teigė, kad sinapsinis perdavimas žinduolių vegetatyviniame ganglione yra ne elektrinis, o cheminis. Po 10 metų Eliotas išsiaiškino, kad adrenalinas iš antinksčių gaunamas tokiu pačiu poveikiu kaip ir simpatinių nervų stimuliavimas.
Po to buvo pasiūlyta, kad adrenaliną gali išskirti neuronai ir, susijaudinus, jį išleisti nervų galūnė. Tačiau 1921 m. Levi atliko eksperimentą, kurio metu jis nustatė cheminį perdavimo pobūdį autonominėje sinapsėje tarp širdies ir klajoklių nervų. Jis pripildė varlės širdies kraujagysles fiziologiniu tirpalu ir stimuliavo klajoklio nervą, sukurdamas lėtą širdies ritmą. Kai skystis iš slopinto širdies ritmo buvo perkeltas į nestimuliuojamą širdį, jis plaka lėčiau. Akivaizdu, kad sukėlė klajoklio nervo stimuliavimąišsiskyrimą į tirpalą slopinančios medžiagos. Acetilcholinas visiškai atkartojo šios medžiagos poveikį. 1930 m. Feldbergas ir jo bendradarbiai pagaliau nustatė acetilcholino sinapsinį perdavimą autonominės nervų sistemos ganglijoje.
Synapse Chemical
Cheminė sinapsė iš esmės skiriasi nuo dirginimo perdavimo naudojant tarpininką iš presinapsės į postsinapsę. Todėl cheminės sinapsės morfologijoje susidaro skirtumai. Cheminė sinapsė dažniau pasitaiko stuburo CNS. Dabar žinoma, kad neuronas gali išskirti ir susintetinti mediatorių porą (sugyvenančius mediatorius). Neuronai taip pat turi neuromediatorių plastiškumą – gebėjimą vystymosi metu pakeisti pagrindinį neuromediatorių.
Neuroraumenų jungtis
Ši sinapsė perduoda sužadinimą, tačiau šį ryšį gali sugriauti įvairūs veiksniai. Perdavimas baigiasi blokuojant acetilcholino išstūmimą į sinapsinį plyšį, taip pat esant jo kiekio pertekliui postsinapsinių membranų zonoje. Daugelis nuodų ir vaistų veikia gaudymą, išėjimą, kuris yra susijęs su postsinapsinės membranos cholinerginiais receptoriais, tada raumenų sinapsė blokuoja sužadinimo perdavimą. Kūnas miršta uždusdamas ir sustabdo kvėpavimo raumenų susitraukimą.
Botulinas yra sinapsėje esantis mikrobų toksinas, jis blokuoja sužadinimo perdavimą, sunaikindamas sintaksino b altymą presinapsiniame gale, kurį kontroliuoja acetilcholino išsiskyrimas į sinapsinį plyšį. Keletasnuodingos kovinės medžiagos, farmakologiniai vaistai (neostigminas ir prozerinas), taip pat insekticidai blokuoja sužadinimo laidumą į neuromuskulinę sinapsę, inaktyvuodami acetilcholinesterazę – fermentą, naikinantį acetilcholiną. Todėl acetilcholinas kaupiasi postsinapsinės membranos zonoje, sumažėja jautrumas mediatoriui, atsipalaiduoja postsinapsinės membranos ir receptorių blokas panardinamas į citozolį. Acetilcholinas bus neveiksmingas, o sinapsė bus užblokuota.
Nervų sinapsė: funkcijos ir komponentai
Sinapsė yra dviejų ląstelių kontaktinio taško jungtis. Be to, kiekvienas iš jų yra uždarytas savo elektrogenine membrana. Sinapsė susideda iš trijų pagrindinių komponentų: postsinapsinės membranos, sinapsinės plyšio ir presinapsinės membranos. Postsinapsinė membrana yra nervinis galas, kuris pereina į raumenį ir nusileidžia į raumeninį audinį. Presinapsinėje srityje yra pūslelės – tai uždaros ertmės, turinčios neuromediatorių. Jie visada juda.
Artėjant prie nervų galūnėlių membranos, pūslelės susilieja su ja, o neuromediatorius patenka į sinapsinį plyšį. Vienoje pūslėje yra mediatoriaus kvantas ir mitochondrijos (jos reikalingos mediatoriaus – pagrindinio energijos š altinio – sintezei), tada iš cholino sintetinamas acetilcholinas ir, veikiamas fermento acetilcholino transferazės, paverčiamas acetilCoA).
Sinapsinis plyšys tarp post- ir presinapsinių membranų
Skirtingose sinapsėse tarpo dydis skiriasi. Ši erdvėužpildytas tarpląsteliniu skysčiu, kuriame yra neurotransmiterio. Postsinapsinė membrana dengia mioneurinės sinapsės nervinio galo kontakto su inervuota ląstele vietą. Tam tikrose sinapsėse postsinapsinė membrana sukuria raukšlę, padidindama sąlyčio plotą.
Papildomos medžiagos, sudarančios postsinapsinę membraną
Posinapsinės membranos zonoje yra šios medžiagos:
- Receptorius (cholinerginis receptorius mioneurinėje sinapsėje).
- Lipoproteinai (labai panašus į acetilcholiną). Šis b altymas turi elektrofilinį galą ir joninę galvutę. Galva patenka į sinapsinį plyšį ir sąveikauja su katijonine acetilcholino galvute. Dėl šios sąveikos pasikeičia postsinapsinė membrana, tada įvyksta depoliarizacija ir atsidaro potencialiai priklausomi Na kanalai. Membranos depoliarizacija nelaikoma savaime sustiprėjančiu procesu;
- Palaipsniui, jo potencialas postsinapsinėje membranoje priklauso nuo mediatorių skaičiaus, tai yra, potencialas apibūdinamas vietinio sužadinimo savybe.
- Cholinesterazė – laikoma b altymu, kuris atlieka fermentinę funkciją. Savo struktūra jis panašus į cholinerginį receptorių ir turi panašių savybių su acetilcholinu. Cholinesterazė sunaikina acetilcholiną, iš pradžių tą, kuris yra susijęs su cholinerginiais receptoriais. Veikiant cholinesterazei, cholinerginis receptorius pašalina acetilcholiną, susidaro postsinapsinės membranos repoliarizacija. Acetilcholinas skyla į acto rūgštį ir choliną, būtiną raumenų audinio trofizmui.
Esamo transporto pagalba cholinas atvaizduojamas ant presinapsinės membranos, jis naudojamas naujam mediatoriui sintetinti. Veikiant mediatoriui, kinta pralaidumas postsinapsinėje membranoje, o veikiant cholinesterazei jautrumas ir pralaidumas grįžta į pradinę reikšmę. Chemoreceptoriai gali sąveikauti su naujais tarpininkais.
