Jak sama nazwa wskazuje, rozszczep synaptyczny, podobnie jak inne rozszczepy, musi być pustą przestrzenią pomiędzy dwoma rzeczami. Ale ma ona pewne powiązania z mózgiem i neurologią.
Rozpadlina synaptyczna to przestrzeń, która oddziela dwa neurony. Tworzy połączenie między dwoma lub więcej neuronami i pomaga impulsom nerwowym przechodzić z jednego neuronu do drugiego.
W tym artykule, będziemy mówić o różnych aspektach
szczeliny synaptycznej, jej anatomii i funkcjach. Całkowicie zrozumiesz pojęcie synapsy po przeczytaniu tego artykułu. Więc, bądźcie na bieżąco.
Anatomia szczeliny synaptycznej
Sczelina synaptyczna to nie tylko przestrzeń między dwoma neuronami. Działa ona jak połączenie, łącząc dwa lub więcej neuronów ze sobą.
Synaptic cleft występuje między dwoma neuronami; neuronem
przedsynaptycznym lub przedfunkcyjnym i neuronem postsynaptycznym lub postfunkcyjnym.
W zależności od rodzaju włókien nerwowych biorących udział w tworzeniu synapsy, wyróżnia się następujące rodzaje szczelin synaptycznych:
Synapsja osiowo-aksoniczna
W tym przypadku szczelina synaptyczna występuje pomiędzy dwoma aksonami. Akson jednego neuronu tworzy synapsę z aksonem drugiego neuronu.
Synapsa aksonowo-dendrytyczna
W tym przypadku szczelina synaptyczna znajduje się między aksonem a dendrytem. Akson jednego neuronu tworzy synapsy z dendrytami innych
neuronów.
Synapsa aksosomatyczna
W tym przypadku szczelina synaptyczna znajduje się między aksonem a ciałem komórki lub somą. Akson jednego neuronu tworzy synapsę z ciałem komórkowym innego neuronu.
Na jednym końcu szczeliny synaptycznej znajduje się akson, a na drugim końcu jest ona ograniczona dendrytem, ciałem komórkowym lub aksonem innego neuronu.
Jak szczelina synaptyczna pomaga w przekazywaniu impulsów nerwowych?
Synaptic cleft jest niezbędny do przekazywania
impulsów nerwowych z jednego neuronu do drugiego, w przypadku synapsy chemicznej.
Synapsja chemiczna jest rodzajem synapsy, w której sygnał nerwowy jest przekazywany z jednego neuronu do drugiego poprzez substancje chemiczne, które są uwalniane w szczelinie synaptycznej. Te substancje chemiczne nazywane są neuroprzekaźnikami.
Gdy impuls nerwowy dociera do terminalu aksonowego neuronu presynaptycznego, powoduje degranulację wakuoli zawierających neuroprzekaźniki.
Synaptic cleft zapewnia przestrzeń dla tych neuroprzekaźników do dyfuzji i działania na neurony postsynaptyczne lub post-junkcjonalne. Neurotransmitery mogą również gromadzić się w szczelinie synaptycznej.
Rozmiar szczeliny synaptycznej jest zwykle rzędu 20nm lub 0,02 mikrometra. Ten niewielki rozmiar szczeliny pozwala neuroprzekaźnikom na szybkie nagromadzenie się w tej małej przestrzeni.
Stężenie neurotransmiterów natychmiast wzrasta. Mogą one działać na neurony postsynaptyczne i wykonywać swoje czynności.
Małe rozmiary szczeliny synaptycznej pozwalają również na szybkie obniżenie stężenia neuroprzekaźników. Dzieje się to za sprawą różnych
enzymów obecnych w szczelinie synaptycznej. Omówimy te enzymy w kolejnym
tytule.
Funkcje
Synaptyczna szczelina pełni następujące funkcje w synapsie chemicznej.
Fuzja neurotransmiterów
Neurotransmitery są uwalniane przez neurony presynaptyczne. Szczelina synaptyczna zapewnia przestrzeń dla tych neuroprzekaźników do dyfuzji i działania na neurony postsynaptyczne.
Pozwala neuroprzekaźnikom spiętrzać się i dyfundować, by działały na neurony postsynaptyczne.
Degradacja neuroprzekaźników
Rozpad synaptyczny jest również siedliskiem różnych enzymów. Enzymy te biorą udział w degradacji uwolnionych neurotransmiterów. Mogą one szybko degradować neuroprzekaźniki i zmniejszać ich stężenie.
Ten ubytek neuroprzekaźników utrudnia przekazywanie impulsów nerwowych.
Regulacja przekazywania impulsów nerwowych
Synaptic cleft odgrywa również rolę w regulacji przekazywania impulsów nerwowych. Ilość neurotransmiterów uwalnianych do szczeliny synaptycznej jest znacznie większa niż wymagana do pobudzenia kolejnego neuronu.
Jak wspomniano wcześniej, w szczelinie synaptycznej znajdują się enzymy, które mogą degradować neuroprzekaźniki. Ta degradacja neuroprzekaźników reguluje przekazywanie impulsów nerwowych.
Szybka degradacja nadmiaru neuroprzekaźników zapobiega nadmiernemu pobudzeniu neuronów postjunkcyjnych. W rezultacie neuron post czynnościowy jest pobudzany do ograniczonego poziomu, co zapobiega jego nadmiernemu pobudzeniu.
Miejsce działania leków
Rozszczep synaptyczny działa również jako miejsce działania różnych leków. Większość z tych leków jest agonistami lub antagonistami neuroprzekaźników.
Są one stosowane w wielu schorzeniach neurologicznych. Leki te są omówione
poniżej w innej pozycji.
Choroby związane z zaburzeniami synaptycznymi
Uważa się obecnie, że oprócz innych czynników, zmiany w strukturze synapsy lub szczeliny synaptycznej mogą odgrywać ważną rolę w niektórych schorzeniach neurologicznych i psychiatrycznych. Poniżej znajduje się krótki przegląd niektórych z tych chorób.
Zaburzenia ze spektrum autyzmu
Choroba ta obejmuje spektrum zaburzeń, w tym autyzm, zespół Aspergera i całościowe zaburzenia rozwojowe. Wspólnymi objawami pacjentów są: brak komunikacji społecznej, opóźnienie rozwoju języka i stereotypia.
Uważa się obecnie, że zmiany na poziomie synaptycznym odgrywają ważną rolę w patogenezie tej choroby. Mutacje wpływające na cząsteczki adhezyjne w komórkach synaptycznych są związane z zaburzeniami ze spektrum autyzmu.
Zespółragile X: Upośledzenie umysłowe
Zespółragile X jest najczęstszą dziedziczoną formą
upośledzenia umysłowego. Choroba charakteryzuje się obniżoną sprawnością intelektualną, niepokojem, nadpobudliwością, opóźnieniem rozwoju i nadwrażliwością na bodźce. W wielu badaniach upośledzenie umysłowe w FXR związane jest z zaburzeniami rozwoju i funkcji synaps.
Choroba Alzheimera
Jest to zaburzenie neurodegeneracyjne dotykające ludzi w starszym wieku. Stwierdzono istotny związek między zmianami synaps a chorobą Alzheimera.
A-beta amyloid powstający w chorobie Alzheimera może powodować znaczne zmniejszenie plastyczności synaptycznej. Ponadto, choroba Alzheimera charakteryzuje się również zmniejszoną liczbą synaps w hipokampie, korze mózgowej i podkorowych regionach mózgu.
Uzależnienia
Zmiany synaptyczne zaobserwowano również w przypadku różnych rodzajów uzależnień. Przewlekłe podawanie narkotyków powoduje zmiany w gałązkach dendrytycznych i białkach synaptycznych. Wpływa to również na plastyczność synaptyczną.
Zapobieganie wywołanym przez leki modyfikacjom zmian w synapsach może zapewnić leczenie uzależnienia od narkotyków.
Leki, które działają w kanale synaptycznym
Jak powiedziano wcześniej, kanał synaptyczny działa jako miejsce
działania różnych leków. Do leków tych należą następujące substancje.
Lek kurarowy
Jest to lek, który zatrzymuje działanie acetylocholiny w neuronie postsynaptycznym. Jest to niedepolaryzujący środek zwiotczający mięśnie, który blokuje aktywację receptorów acetylocholiny. Działa przez szczelinę synaptyczną i zapobiega depolaryzacji neuronu postsynaptycznego.
Strychnina
Jest to trujący lek działający głównie na neurony ruchowe w rdzeniu kręgowym. Działa przez szczelinę synaptyczną i blokuje aktywację receptorów acetylocholiny i glicyny, powodując niekontrolowane skurcze mięśni. Jest stosowana jako neurotoksyna.
Morfina
Jest znanym lekiem przeciwbólowym i uspokajającym. Działa poprzez szczelinę synaptyczną i aktywuje receptory mu na neuronach postsynaptycznych.
Inhibitory esterazy acetylocholiny
Leki te zmniejszają hamowanie enzymu acetylocholiny obecnego w szczelinie synaptycznej. W rezultacie zapobiegają degradacji acetylocholiny. Leki te są klasyfikowane jako pośrednio działający agoniści muskarynowi. Obejmują one fizostygminę, pirydostygminę, neostygminę itd.
Alkohol
Alkohol wiąże się z receptorami GABAA i
zwiększa hamujące działanie GABA. Działa również przez szczelinę synaptyczną.
Wniosek/Podsumowanie
Synaptyczna szczelina jest przestrzenią pomiędzy dwoma neuronami, łączącą je ze sobą tworząc synapsę.
Jest ona związana z jednej strony przez neuron presynaptyczny, a z drugiej strony ma neuron postsynaptyczny. Neuron presynaptyczny jest zawsze terminalem aksonu. W zależności od rodzaju synapsy, neuron postsynaptyczny może być;
- Aksonem, jak w synapsie aksonowej
- Dendrytem w synapsie aksonowo-dendrytycznej
lub - Ciałem komórki lub somy, jak w synapsach aksonowo-somatycznych
Gdy impuls nerwowy dociera do terminala presynaptycznego, powoduje uwolnienie neuroprzekaźników do szczeliny synaptycznej. Te neuroprzekaźniki dyfundują przez szczelinę synaptyczną i wiążą się z receptorami na neuronach postsynaptycznych.
To powoduje przekazywanie impulsów nerwowych z neuronu presynaptycznego do postsynaptycznego.
Funkcje pełnione przez szczelinę synaptyczną obejmują:
- Rozprzestrzenianie neuroprzekaźników
- Degradację neuroprzekaźników
- Regulację przekazywania impulsów nerwowych
- Miejsce działania leków
Zaburzenia w przekazywaniu impulsów nerwowych są związane z wieloma zaburzeniami, w tym:
- Zaburzenia ze spektrum autyzmu
- Zespółragile X
- Choroba Alzheimera
- Uzależnienia
Różne leki, które mogą działać poprzez krętki synaptyczne, obejmują;
- Kura
- Morfina
- Strychnina
- Inhibitory esterazy acetylocholinowej
- Alkohol
- Squire, Larry
R.; Floyd Bloom; Nicholas Spitzer (2008). Fundamental Neuroscience.
Academic Press. pp. 425-6. ISBN 978-0-12-374019-9. - Garber, Steven
D. (2002). Biology: A Self-Teaching Guide. John Wiley and Sons. p. 175. ISBN 978-0-471-22330-6. - Bear, Conners, Paradiso
(2007). Neuroscience: odkrywanie mózgu. Philadelphia, PA: Lippincott
Williams & Wilkins. pp. 113-118 - Van Spronsen M,
Hoogenraad CC. Synapse pathology in psychiatric and neurologic disease. Curr Neurol Neurosci Rep.
2010;10(3):207-214. doi:10.1007/s11910-010-0104-8
.