Szczelina synaptyczna - czy wiesz, czym jest?

Synapsa to miejsce, w którym łączą się dwa neurony, aby przekazywać między sobą informacje. Te synapsy nie są tam, gdzie nerw dotyka bezpośrednio innego nerwu. Istnieje tam raczej przestrzeń lub luka synaptyczna (znana również jako szczelina synaptyczna). Tu właśnie dochodzi do wymiany informacji. Co się tam dzieje? Jak działa szczelina synaptyczna? Postaramy się odpowiedzieć na to pytanie w tym artykule.

Podczas synapsy chemicznej neuron przekazujący informacje (presynaptyczny) uwalnia substancję. W tym przypadku jest to neuroprzekaźnik, przez presynaptyczny końcówkę aksonu, uwalniający go do szczeliny synaptycznej. Następnie neuron odbiorczy (postsynaptyczny), ze specyficznymi receptorami dla każdego neuroprzekaźnika, jest odpowiedzialny za odbieranie informacji przez swoje dendryty.

Mikroskop elektronowy pozwolił nam odkryć, że komunikacja między neuronami nie oznaczała, że ​​się dotknęły, ale raczej istniała między nimi szczelina synaptyczna czyli przestrzeń, w której uwalniają neuroprzekaźniki. Każdy z tych neuroprzekaźników wpływa na funkcjonowanie układu nerwowego.

Synapsy chemiczne

Istnieją głównie dwa rodzaje synaps: elektryczne i chemiczne. Rozszczep między neuronami presynaptycznymi i postsynaptycznymi jest znacznie większy w synapsach chemicznych niż w elektrycznych, dlatego ma on nazwę szczeliny synaptycznej. Kluczową cechą tych luk jest to, że organelle sąsiadują z membranami – zwanymi pęcherzykami synaptycznymi – wewnątrz presynaptycznego aksonu.

Synapsy chemiczne mają miejsce, gdy substancje chemiczne (neuroprzekaźniki) są uwalniane do szczeliny synaptycznej. Działają one na błonę postsynaptyczną, powodując depolaryzację lub hiperpolaryzację. W porównaniu do synaps elektrycznych, chemiczne mogą zmieniać sygnały, które dają w odpowiedzi na zdarzenia, których doświadczamy.

Pęcherzyki na końcu aksonu przechowują neuroprzekaźniki. Kiedy potencjał do działania dociera do końcówki aksonu i depolaryzuje, kanały wapniowe otwierają się. To wnika w cytoplazmę i powoduje reakcje chemiczne, które sprawiają, że pęcherzyki wyrzucają swoje neuroprzekaźniki.

Pęcherzyki są pełne neuroprzekaźników, które działają jako przekaźniki pomiędzy łączącymi się neuronami. Jednym z najważniejszych neuroprzekaźników w układzie nerwowym jest acetylocholina. Reguluje pracę serca, a także działa na różne postsynaptyczne cele w centralnym i obwodowym układzie nerwowym.

Właściwości neuroprzekaźników a szczelina synaptyczna

Wcześniej wierzyliśmy, że każdy neuron jest w stanie syntetyzować lub uwalniać tylko jeden specyficzny neuroprzekaźnik. Ale dzisiaj wiemy, że każdy neuron może uwolnić dwa lub więcej. Aby substancja mogła być uważana za neuroprzekaźnik, musi spełniać następujące wymagania:

• Substancja musi znajdować się w neuronie presynaptycznym, w końcówkach aksonu, zawartych w pęcherzykach.
• W komórce presynaptycznej jest wystarczająco dużo enzymów, aby zsyntetyzować substancję.
• Neuroprzekaźnik musi zostać zwolniony, gdy pewne impulsy nerwowe dotrą do końcówek aksonu.
• Konieczne jest, aby były obecne receptory, które mają duże podobieństwo do tego w błonie postsynaptycznej.
• Zastosowanie tej substancji powoduje zmiany potencjału postsynaptycznego.
• Mechanizmy dezaktywacji muszą istnieć w synapsie lub wokół niej.
• Neuroprzekaźnik musi spełniać zasadę naśladowania synapsy. Musimy być w stanie odtworzyć działanie neuroprzekaźnika w zewnętrznym zastosowaniu substancji.

Neuroprzekaźniki wpływają na swoje cele poprzez interakcje z receptorami. Ligandy są substancjami, które wiążą się z receptorami i mogą mieć 3 efekty:

• Agonista: inicjuje normalne działanie receptora.
• Antagonista: jest to ligand, który wiąże się z receptorem, aby go nie aktywować.
  Zapobiega aktywacji innych ligandów.
• Odwrotny agonista: wiąże się z receptorem i inicjuje efekt, który jest przeciwieństwem jego normalnej funkcji.

Szczelina synaptyczna: jakiego rodzaju neuroprzekaźniki występują?

W mózgu większość komunikacji synaptycznej odbywa się przy użyciu 2 substancji przekazujących. Pierwszą z nich jest glutaminian, który ma działanie pobudzające, a drugi to kwas y-aminomasłowy, który ma działanie hamujące. Reszta nadajników służy jako modulatory. Oznacza to, że kiedy są uwalniane, aktywują lub hamują obwody zaangażowane w określone funkcje mózgu.

Każdy neuroprzekaźnik, po uwolnieniu do szczeliny synaptycznej ma jedną, jeśli nie kilka funkcji. Wiąże się z określonym receptorem i może nawet wpływać na inne przekaźniki nerwowe, hamując lub wzmacniając działanie innych neuroprzekaźników. Naukowcy wykryli ponad 100 różnych typów neuroprzekaźników. Oto niektóre z najbardziej znanych:

• Acetylocholina: dotyczy uczenia się i kontrolowania etapu snu, w którym śnimy (REM).
• Serotonina: związana ze snem, nastrojem, emocjami, przyjmowaniem pokarmu i bólem.
• Dopamina: zaangażowana w ruch, uwagę i uczenie się emocji. Reguluje również kontrolę układu motorycznego.
• Epinefryna lub adrenalina: staje się hormonem, kiedy nadnercza go produkują.
• Noradrenalina lub noradrenalina: jej uwalnianie powoduje wzrost uwagi i czujności. W mózgu wpływa na reakcje emocjonalne.

Synapsy i leki

Oprócz neuroprzekaźników uwalnianych do szczeliny synaptycznej, wpływających na receptor neuronowy, istnieją egzogenne substancje chemiczne, które mogą wytwarzać taką samą lub podobną reakcję.

Przez “substancje egzogenne” rozumiemy substancje, które pochodzą spoza naszego ciała, takie jak leki. Mogą one wywoływać efekty agonistyczne lub antagonistyczne. Mogą również wpływać na różne aspekty synapsy chemicznej:

• Niektóre substancje mają wpływ na syntezę przekazywanych substancji. Kiedy substancja znajduje się na pierwszym etapie syntezy, możliwe jest dodanie prekursora w celu zwiększenia szybkości produkcji. Jednym z nich jest L-dopa, agonista dopaminy.
• Inne podejmują działania w zakresie przechowywania i wydawania nadajników. Na przykład rezerpina blokuje magazynowanie monoamin w pęcherzykach synaptycznych. Innymi słowy, działa jako antagonista monoaminergiczny.
• Mogą również wpływać na receptory. Niektóre substancje mogą wiązać się z receptorami, aby je aktywować lub blokować.
• Inne mogą również wpływać na ponowne wychwytywanie lub degradację substancji nadawczej. Niektóre substancje egzogenne mogą przedłużyć obecność substancji przenoszącej w szczelinie synaptycznej, takiej jak kokaina. To opóźnia ponowne wychwycie noradrenaliny.

Jeśli otrzymujesz wielokrotne leczenie danym lekiem, może to zmniejszyć jego skuteczność. Nazywa się to tolerancją. Tolerancja, mówiąc o narkotykach, może prowadzić do zwiększonego spożycia, co z kolei zwiększa ryzyko przedawkowania.Kiedy mówimy o medycynie, może to spowodować spadek pożądanych efektów, co może doprowadzić do zaprzestania stosowania leku przez daną osobę.

Jak widać, w szczelinie synaptycznej dochodzi do wymiany między komórkami pre- i postsynaptycznymi poprzez uwalnianie neuroprzekaźników, które mają różny wpływ na nasz organizm. Ponadto różne leki mogą modulować lub zmieniać ten złożony mechanizm.