NEURALE SYNAPS: STRUCTUUR, TYPEN EN HOE HET WERKT - GEOGRAFÍA - 2026

De neuronale synaps bestaat uit de vereniging van de eindknoppen van twee neuronen om informatie te verzenden. In dit verband stuurt een neuron het bericht, terwijl het ene deel van het andere het ontvangt.

Communicatie vindt dus meestal in één richting plaats: van de terminale knop van een neuron of cel naar het membraan van de andere cel, hoewel er enkele uitzonderingen zijn. Een enkel neuron kan informatie ontvangen van honderden neuronen.

Delen van een neuron. Bron: Julia Anavel Painted Cordova / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Elk afzonderlijk neuron ontvangt informatie van de terminale knoppen van andere zenuwcellen, en de terminale knoppen van de laatste synaps met andere neuronen.

Belangrijkste concepten

De terminalknop wordt gedefinieerd als een kleine verdikking aan het einde van een axon, die informatie naar de synaps stuurt. Terwijl een axon een soort langwerpige en dunne "draad" is die berichten van de kern van het neuron naar zijn terminale knop draagt.

De terminale knoppen van zenuwcellen kunnen synaps vormen met het membraan van de soma of dendrieten.

Schema van een neuron

Het soma of cellichaam bevat de kern van het neuron; Het heeft mechanismen die het onderhoud van de cel mogelijk maken. In plaats daarvan zijn dendrieten boomachtige takken van het neuron die vanuit de soma beginnen.

Wanneer een actiepotentiaal door het axon van een neuron reist, geven de terminale knoppen chemicaliën af. Deze stoffen kunnen prikkelende of remmende effecten hebben op de neuronen waarmee ze verbinding maken. Aan het einde van het hele proces leiden de effecten van deze synapsen tot ons gedrag.

Een actiepotentiaal is het product van communicatieprocessen binnen een neuron. Daarin bevinden zich een reeks veranderingen in het axonmembraan die de afgifte van chemische stoffen of neurotransmitters veroorzaken.

Neuronen wisselen neurotransmitters uit in hun synapsen als een manier om informatie naar elkaar te sturen.

Structuur van de neuronale synaps

Synaptisch transmissieproces in neuronen

Neuronen communiceren via synapsen en berichten worden verzonden door de afgifte van neurotransmitters. Deze chemicaliën diffunderen in de vloeistofruimte tussen de eindknoppen en de membranen die synapsen vormen.

Presynaptisch neruon

Het neuron dat neurotransmitters afgeeft via de terminale knop, wordt een presynaptisch neuron genoemd. Terwijl degene die de informatie ontvangt, het postsynaptische neuron is.

Presynaptisch neuron (boven) en postsynaptisch neuron (onder). De presynaptische ruimte is tussen de twee in

Wanneer de laatste neurotransmitters vangt, worden zogenaamde synaptische potentialen geproduceerd. Dat wil zeggen, het zijn veranderingen in het membraanpotentieel van het postsynaptische neuron.

Om te communiceren moeten cellen chemicaliën (neurotransmitters) afscheiden die worden gedetecteerd door gespecialiseerde receptoren. Deze receptoren bestaan ​​uit gespecialiseerde eiwitmoleculen.

Deze verschijnselen worden eenvoudigweg onderscheiden door de afstand tussen het neuron dat de stof afgeeft en de receptoren die het opvangen.

Postsynaptisch neuron

Neurotransmitters worden dus vrijgegeven door de terminale knoppen van het presynaptische neuron en worden gedetecteerd via receptoren op het membraan van het postsynaptische neuron. Beide neuronen moeten zich dicht bij elkaar bevinden om deze overdracht te laten plaatsvinden.

Synaptische ruimte

In tegenstelling tot wat misschien wordt gedacht, voegen neuronen die chemische synapsen maken zich fysiek niet samen. In feite is er tussen hen een ruimte die bekend staat als de synaptische ruimte of synaptische spleet.

Deze ruimte lijkt te variëren van synaps tot synaps, maar is over het algemeen ongeveer 20 nanometer breed. Er is een netwerk van filamenten in de synaptische spleet die pre- en postsynaptische neuronen op één lijn houdt.

Actiepotentiaal

A. Schematische weergave van een ideaal actiepotentieel. B. Echt record van een actiepotentieel. Bron: en: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Om informatie uit te wisselen tussen twee neuronen of neuronale synapsen, moet eerst een actiepotentiaal optreden.

Dit fenomeen doet zich voor in het neuron dat de signalen uitzendt. Het membraan van deze cel heeft een elektrische lading. In werkelijkheid zijn de membranen van alle cellen in ons lichaam elektrisch geladen, maar alleen axonen kunnen actiepotentialen activeren.

Het verschil tussen het elektrische potentieel in het neuron en daarbuiten wordt het membraanpotentiaal genoemd.

Deze elektrische veranderingen tussen de binnen- en buitenkant van het neuron worden gemedieerd door bestaande ionenconcentraties, zoals natrium en kalium.

Bij een zeer snelle omkering van de membraanpotentiaal treedt een actiepotentiaal op. Het bestaat uit een korte elektrische impuls, die het axon van de soma of kern van het neuron naar de terminale knoppen geleidt.

Hieraan moet worden toegevoegd dat de membraanpotentiaal een bepaalde excitatiedrempel moet overschrijden om de actiepotentiaal te laten optreden. Deze elektrische impuls wordt omgezet in chemische signalen die via de aansluitknop worden afgegeven.

Hoe werkt een synaps?

Multipolair neuron. Bron: BruceBlaus

Neuronen bevatten zakjes die synaptische blaasjes worden genoemd en die groot of klein kunnen zijn. Alle terminale knoppen hebben kleine blaasjes die neurotransmittermoleculen in zich dragen.

Blaasjes worden geproduceerd in een mechanisme dat zich in de soma bevindt, het Golgi-apparaat. Ze worden vervolgens dicht bij de terminalknop vervoerd. Ze kunnen echter ook op de terminalknop worden geproduceerd met "gerecycled" materiaal.

Wanneer een actiepotentiaal langs het axon wordt gestuurd, treedt depolarisatie (excitatie) van de presynaptische cel op. Als gevolg hiervan worden de calciumkanalen van het neuron geopend waardoor calciumionen erin kunnen komen.

Na de komst van het actiepotentiaal depolariseert het presynaptische neuron en gaan de calciumkanalen open en komen de ionen binnen

Deze ionen binden zich aan moleculen op de membranen van de synaptische blaasjes die zich op de terminale knop bevinden. Dit membraan breekt en versmelt met het membraan van de eindknop. Dit produceert de afgifte van de neurotransmitter in de synaptische ruimte.

Het cytoplasma van de cel vangt de resterende stukjes membraan op en voert ze naar de reservoirs. Daar worden ze gerecycled, waardoor er nieuwe synaptische blaasjes mee ontstaan.

Afgifte van neurotransmitters uit het presynaptische neuron en binding aan receptoren op het postsynaptische neuron

Het postsynaptische neuron heeft receptoren die stoffen opvangen die zich in de synaptische ruimte bevinden. Deze staan ​​bekend als postsynaptische receptoren, en wanneer ze geactiveerd worden, zorgen ze ervoor dat de ionenkanalen openen.

Illustratie van chemische synaps. Wanneer voldoende natriumkanalen worden geopend, depolariseert de postsynaptische cel en gaat het actiepotentieel door het neuron.

Wanneer deze kanalen opengaan, komen bepaalde stoffen het neuron binnen, waardoor een postsynaptisch potentieel ontstaat. Dit kan prikkelende of remmende effecten hebben op de cel, afhankelijk van het type ionkanaal dat is geopend.

Normaal gesproken treden prikkelende postsynaptische potentialen op wanneer natrium de zenuwcel binnendringt. Terwijl de remmers worden geproduceerd door het uittreden van kalium of het binnendringen van chloor.

Het binnendringen van calcium in het neuron veroorzaakt prikkelende postsynaptische potentialen, hoewel het ook gespecialiseerde enzymen activeert die fysiologische veranderingen in deze cel veroorzaken. Het veroorzaakt bijvoorbeeld de verplaatsing van synaptische blaasjes en de afgifte van neurotransmitters.

Het vergemakkelijkt ook structurele veranderingen in het neuron na het leren.

Synaps voltooid

Postsynaptische potentialen zijn normaal gesproken erg kort en eindigen via speciale mechanismen.

Een daarvan is de inactivering van acetylcholine door een enzym dat acetylcholinesterase wordt genoemd. Neurotransmittermoleculen worden verwijderd uit de synaptische ruimte door heropname of opnieuw geabsorbeerd door transporteurs die zich op het presynaptische membraan bevinden.

Dus zowel presynaptische als postsynaptische neuronen hebben receptoren die de aanwezigheid van chemicaliën om hen heen opvangen.

Er zijn presynaptische receptoren, autoreceptoren genaamd, die de hoeveelheid neurotransmitter regelen die het neuron afgeeft of synthetiseert.

Synaps-typen

Elektrische synapsen

Illustratie van een elektrische synaps. Actiepotentieel wordt gewaardeerd

In hen vindt een elektrische neurotransmissie plaats. De twee neuronen zijn fysiek verbonden via eiwitstructuren die bekend staan ​​als "gap junctions" of gap junction.

Door deze structuren kunnen veranderingen in de elektrische eigenschappen van het ene neuron de andere direct beïnvloeden en vice versa. Op deze manier zouden de twee neuronen zich gedragen alsof ze één waren.

Chemische synapsen

Schema van een chemische synaps. Bron: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)

Chemische neurotransmissie vindt plaats bij chemische synapsen. Pre- en postsynaptische neuronen worden gescheiden door de synaptische ruimte. Een actiepotentiaal in het presynaptische neuron zou de afgifte van neurotransmitters veroorzaken.

Deze bereiken de synaptische spleet en zijn beschikbaar om hun effecten op postsynaptische neuronen uit te oefenen.

Exciterende synapsen

Een voorbeeld van een prikkelende neuronale synaps is de terugtrekkingsreflex wanneer we doorbranden. Een sensorisch neuron zou het hete object detecteren, omdat het zijn dendrieten zou stimuleren.

Dit neuron zou via zijn axon berichten sturen naar zijn eindknoppen, die zich in het ruggenmerg bevinden. De terminale knoppen van het sensorische neuron zouden chemicaliën afgeven die bekend staan ​​als neurotransmitters die het neuron waarmee het synapt, zouden prikkelen. Specifiek voor een interneuron (degene die bemiddelt tussen sensorische en motorische neuronen).

Hierdoor zou het interneuron informatie langs zijn axon sturen. Op hun beurt scheiden de eindknoppen van het interneuron neurotransmitters af die het motorneuron prikkelen.

Dit type neuron zou berichten sturen langs zijn axon, dat zich aan een zenuw hecht om de doelspier te bereiken. Zodra neurotransmitters worden vrijgegeven uit de terminale knoppen van het motorneuron, trekken de spiercellen samen om weg te bewegen van het hete object.

Remmende synapsen

Dit type synaps is iets gecompliceerder. Het zou in het volgende voorbeeld worden gegeven: stel je voor dat je een erg hete bak uit de oven haalt. U draagt ​​wanten om u niet te verbranden, maar ze zijn ietwat dun en de hitte begint ze te overwinnen. In plaats van de bak op de grond te laten vallen, probeer je de hitte een beetje te weerstaan ​​totdat je hem op een oppervlak legt.

De terugtrekkingsreactie van ons lichaam op een pijnlijke stimulus zou ons ertoe hebben gebracht het object los te laten, maar toch hebben we deze impuls beheerst. Hoe ontstaat dit fenomeen?

De warmte die uit de bak komt, wordt waargenomen, waardoor de activiteit van de prikkelende synapsen op de motorneuronen toeneemt (zoals uitgelegd in de vorige sectie). Deze opwinding wordt echter tegengegaan door remming die afkomstig is van een andere structuur: onze hersenen.

Het stuurt informatie die aangeeft dat als we de bak laten vallen, dit een totale ramp kan zijn. Daarom worden berichten naar het ruggenmerg gestuurd die de terugtrekkingsreflex voorkomen.

Om dit te doen, bereikt een axon van een neuron in de hersenen het ruggenmerg, waar de terminale knoppen synaps vormen met een remmend interneuron. Het scheidt een remmende neurotransmitter af die de activiteit van het motorneuron vermindert en de terugtrekkingsreflex blokkeert.

Belangrijk is dat dit slechts voorbeelden zijn. De processen zijn echt complexer (vooral de remmende), er zijn duizenden neuronen bij betrokken.

Synaps klassen op basis van de plaatsen waar ze voorkomen

- Axodendritische synapsen: in dit type maakt de terminalknop verbinding met het oppervlak van een dendriet. Of, met dendritische stekels, dit zijn kleine uitsteeksels op de dendrieten in sommige soorten neuronen.

- Axosomatische synapsen: in deze synapt de terminale knop met de soma of kern van het neuron.

- Axoaxonische synapsen : de terminalknop van de presynaptische cel verbindt met het axon van de postsynaptische cel. Dit soort synapsen werken anders dan de andere twee. Zijn functie is om de hoeveelheid neurotransmitter die wordt vrijgegeven door de terminalknop te verminderen of te versterken. Het bevordert of remt dus de activiteit van het presynaptische neuron.

Er zijn ook dendrodendritische synapsen gevonden, maar hun exacte rol in neuronale communicatie is momenteel niet bekend.

Stoffen die vrijkomen bij de neuronale synaps

1. Carlson, NR (2006). Fysiologie van gedrag 8e Ed. Madrid: Pearson. pp: 32-68.
2. Cowan, WM, Südhof, T. & Stevens, CF (2001). Synapsen. Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
3. Elektrische synaps. (sf). Opgehaald op 28 februari 2017, van Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (nd). Neuronen, synapsen, actiepotentialen en neurotransmissie. Opgehaald op 28 februari 2017, van CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, JG, Martín, A R., Fuchs, P. A, & Wallace, BG (2001). Van neuron tot hersenen, 4e druk. Sunderland, MA: Sinauer.
6. De synaps. (sf). Opgehaald op 28 februari 2017, van de Universiteit van Washington: faculty.washington.edu.