SINAPSĂ NEURONALĂ: STRUCTURĂ, TIPURI ȘI MODUL DE FUNCȚIONARE - GEOGRAFIA - 2025

Sinapsei neuronale constă în unirea butoanelor terminale ale doi neuroni pentru informații de transmisie. În această legătură, 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 celuilalt celulă, deși este adevărat că există unele excepții. Un singur neuron poate primi informații de la sute de neuroni.

Părți ale unui neuron. Sursa: Julia Anavel Painted Cordova / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Fiecare neuron primeste informatii de la butoanele terminale ale altor celule nervoase, iar butoanele terminale ale acestora din urma sinapsaza cu alti neuroni.

Concepte principale

Butonul terminal este definit ca o mică îngroșare la capătul unui axon, care trimite informații către sinapsă. Întrucât, un axon este un fel de "sârmă" alungită și subțire care transportă mesaje de la nucleul neuronului la butonul său terminal.

Butoanele terminale ale celulelor nervoase pot sinapsa cu membrana soma sau dendritele.

Schema unui neuron

Soma sau corpul celular conține nucleul neuronului; Are mecanisme care permit menținerea celulei. În schimb, dendritele sunt ramuri asemănătoare arborelui neuronului care pornesc de la soma.

Când un potențial de acțiune călătorește prin axonul unui neuron, butoanele terminale eliberează substanțe chimice. Aceste substanțe pot avea efecte excitatoare sau inhibitoare asupra neuronilor cu care se conectează. La sfârșitul întregului proces, efectele acestor sinapse dau naștere comportamentului nostru.

Un potențial de acțiune este produsul proceselor de comunicare din cadrul unui neuron. În ea există un set de modificări ale membranei axonice care determină eliberarea substanțelor chimice sau a neurotransmițătorilor.

Neuronii schimbă neurotransmițătorii la sinapsele lor, ca o modalitate de a-și transmite informații reciproc.

Structura sinapsei neuronale

Procesul de transmitere sinaptică la neuroni

Neuronii comunică prin sinapsele, iar mesajele sunt transmise prin eliberarea de neurotransmițători. Aceste substanțe chimice se difuzează în spațiul lichid dintre butoanele terminale și membranele care stabilesc sinapsele.

Neruone presinaptice

Neuronul care eliberează neurotransmițătorii prin butonul său terminal se numește neuron presinaptic. În timp ce cel care primește informația este neuronul postsinaptic.

Neuronul presinaptic (sus) și neuronul postsinaptic (partea de jos). Spațiul presinaptic este între cele două

Când acesta din urmă captează neurotransmițătorii, sunt produși așa-numitele potențiale sinaptice. Adică sunt modificări ale potențialului membranar al neuronului postsinaptic.

Pentru a comunica, celulele trebuie să secrete substanțe chimice (neurotransmițători) care sunt detectate de receptori specializați. Acești receptori constau din molecule de proteine ​​specializate.

Aceste fenomene sunt pur și simplu diferențiate de distanța dintre neuronul care eliberează substanța și receptorii care o captură.

Neuronul post-sinaptic

Astfel, neurotransmițătorii sunt eliberați de butoanele terminale ale neuronului presinaptic și sunt detectate prin intermediul receptorilor localizați pe membrana neuronului postsinaptic. Ambii neuroni trebuie să fie localizați în imediata apropiere pentru ca această transmitere să aibă loc.

Spațiu sinaptic

Cu toate acestea, contrar a ceea ce se poate gândi, neuronii care fac sinapsele chimice nu se alătură fizic. De fapt, între ele există un spațiu cunoscut sub numele de spațiu sinaptic sau fanta sinaptică.

Acest spațiu pare să varieze de la sinapsă la sinapsă, dar este în general de aproximativ 20 de nanometri. În fanta sinaptică există o rețea de filamente care menține neuronii pre și post-sinaptici.

Potențial de acțiune

A. Vedere schematică a unui potențial ideal de acțiune. B. Înregistrare reală a unui potențial de acțiune. Sursa: ro: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Pentru ca un schimb de informații să aibă loc între doi neuroni sau sinapsele neuronale, trebuie să apară mai întâi un potențial de acțiune.

Acest fenomen apare la neuronul care trimite semnalele. Membrana acestei celule are o sarcină electrică. În realitate, membranele tuturor celulelor din corpul nostru sunt încărcate electric, dar numai axonii pot declanșa potențiale de acțiune.

Diferența dintre potențialul electric din interiorul neuronului și exterior este numit potențial de membrană.

Aceste schimbări electrice între interiorul și exteriorul neuronului sunt mediate de concentrațiile existente de ioni, cum ar fi sodiu și potasiu.

Când există o inversare foarte rapidă a potențialului membranei, apare un potențial de acțiune. Este format dintr-un scurt impuls electric, pe care axonul îl conduce de la soma sau nucleul neuronului la butoanele terminale.

Trebuie adăugat că potențialul de membrană trebuie să depășească un anumit prag de excitație pentru ca potențialul de acțiune să apară. Acest impuls electric se traduce prin semnale chimice care sunt eliberate prin butonul terminal.

Cum funcționează o sinapsă?

Neuronul multiolar. Sursa: BruceBlaus

Neuronii conțin sacuri numite vezicule sinaptice, care pot fi mari sau mici. Toate butoanele terminale au vezicule mici care transportă molecule de neurotransmițător în interiorul lor.

Vesiculele sunt produse într-un mecanism localizat în soma numit aparat Golgi. Acestea sunt apoi transportate aproape de butonul terminalului. Cu toate acestea, pot fi produse și pe butonul terminalului cu material "reciclat".

Atunci când un potențial de acțiune este trimis de-a lungul axonului, are loc depolarizarea (excitația) celulei presinaptice. În consecință, canalele de calciu ale neuronului sunt deschise permițând intrarea ionilor de calciu.

După sosirea potențialului de acțiune, neuronul presinaptic se depolarizează și canalele de calciu se deschid, intrând în ioni

Acești ioni se leagă de moleculele de pe membranele veziculelor sinaptice care se află pe butonul terminal. Respectiva membrană se rupe, fuzionându-se cu membrana butonului terminal. Aceasta produce eliberarea neurotransmițătorului în spațiul sinaptic.

Citoplasma celulelor surprinde bucățile rămase de membrană și le transportă la cisterne. Acolo sunt reciclate, creând noi vezicule sinaptice cu ele.

Eliberarea neurotransmițătorilor din neuronul presinaptic și legarea la receptorii neuronului postsinaptic

Neuronul postsinaptic are receptori care captează substanțe care se află în spațiul sinaptic. Aceștia sunt cunoscuți sub denumirea de receptori postsinaptici și, atunci când sunt activi, determină deschiderea canalelor ionice.

Ilustrație de sinapsă chimică. Când sunt deschise suficiente canale de sodiu, celula postsinaptică se depolarizează și potențialul de acțiune continuă prin neuron.

Când aceste canale se deschid, anumite substanțe intră în neuron, provocând un potențial postsinaptic. Aceasta poate avea efecte excitatorii sau inhibitoare asupra celulei, în funcție de tipul de canal ionic care a fost deschis.

În mod normal, potențialele postsinaptice excitatorii apar atunci când sodiul pătrunde în celula nervoasă. În timp ce inhibitorii sunt produși prin ieșirea de potasiu sau prin intrarea clorului.

Intrarea calciului în neuron determină potențialele postsinaptice excitante, deși activează și enzime specializate care produc modificări fiziologice în această celulă. De exemplu, declanșează deplasarea veziculelor sinaptice și eliberarea de neurotransmițători.

De asemenea, facilitează modificările structurale ale neuronului după învățare.

Finalizarea sinapsei

Potențialele post-sinaptice sunt, în mod normal, foarte scurte și se încheie prin mecanisme speciale.

Una dintre ele este inactivarea acetilcolinei de către o enzimă numită acetilcolinesterază. Moleculele de neurotransmițător sunt îndepărtate din spațiul sinaptic prin recapitulare sau reabsorbție de către transportori pe membrana presinaptică.

Astfel, atât neuronii presinaptici cât și cei postsinaptici au receptori care captează prezența substanțelor chimice din jurul lor.

Există receptori presinaptici numiți autoreceptori care controlează cantitatea de neurotransmițător pe care neuronul îl eliberează sau îl sintetizează.

Tipuri de sinapse

Sinapsele electrice

Ilustrația unei sinapse electrice. Potențialul de acțiune este apreciat

În ele are loc o neurotransmisie electrică. Cei doi neuroni sunt conectați fizic prin structuri proteice cunoscute sub numele de "joncțiuni gap" sau joncțiune gap.

Aceste structuri permit modificări ale proprietăților electrice ale unui neuron de a influența direct celălalt și invers. În acest fel, cei doi neuroni ar acționa ca și cum ar fi unul singur.

Sinapsele chimice

Schema unei sinapse chimice. Sursa: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)

Nevrotransmisia chimică apare la sinapsele chimice. Neuronii pre și postsinaptici sunt separați de spațiul sinaptic. Un potențial de acțiune în neuronul presinaptic ar provoca eliberarea de neurotransmițători.

Acestea ating fanta sinaptică, fiind disponibile pentru a-și exercita efectele asupra neuronilor postsinaptici.

Sinapsele emoționante

Un exemplu de sinapsă neuronală excitativă ar fi reflexul de retragere atunci când ne ardem. Un neuron senzorial ar detecta obiectul fierbinte, deoarece i-ar stimula dendritele.

Acest neuron ar trimite mesaje prin axonul său butoanelor sale terminale, localizate în măduva spinării. Butoanele terminale ale neuronului senzorial ar elibera substanțe chimice cunoscute sub numele de neurotransmițători care ar excita neuronul cu care acesta se sinaptează. Mai exact, la un interneuron (cel care mediază între neuronii senzoriali și cei motori).

Acest lucru ar determina interneuronul să trimită informații de-a lungul axonului său. La rândul său, butoanele terminale ale interneuronului secretă neurotransmițători care excită neuronul motor.

Acest tip de neuron ar trimite mesaje de-a lungul axonului său, care se atașează de un nerv pentru a ajunge la mușchiul țintă. Odată ce neurotransmițătorii sunt eliberați de butoanele terminale ale neuronului motor, celulele musculare se contractă pentru a se îndepărta de obiectul fierbinte.

Sinapsele inhibitoare

Acest tip de sinapsă este ceva mai complicat. Ar fi prezentat în următorul exemplu: imaginați-vă că scoateți o tavă foarte fierbinte din cuptor. Purti mănuși ca să nu te arzi, totuși, acestea sunt oarecum subțiri și căldura începe să le depășească. În loc să aruncați tava pe podea, încercați să rezistați puțin la căldură până când este pe o suprafață.

Reacția de retragere a corpului nostru la un stimul dureros ne-ar fi făcut să dăm drumul obiectului, chiar și așa, am controlat acest impuls. Cum se produce acest fenomen?

Căldura care vine din tavă este percepută, crescând activitatea sinapselor excitate pe neuronii 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.

Acesta trimite informații care indică faptul că, dacă aruncăm tava, ar putea fi un dezastru total. Prin urmare, mesajele sunt trimise către măduva spinării care împiedică reflexul de retragere.

Pentru a face acest lucru, un axon dintr-un neuron din creier ajunge la măduva spinării, unde butoanele sale terminale sinapsează cu un interneuron inhibitor. Secretează un neurotransmițător inhibitor care reduce activitatea neuronului motor, blocând reflexul de retragere.

Important de spus, acestea sunt doar exemple. Procesele sunt cu adevărat mai complexe (în special cele inhibitoare), cu mii de neuroni implicați în ele.

Clasele sinapse în funcție de locurile în care apar

- Sinapsele axodendritice: în acest tip, butonul terminal se conectează cu suprafața unei dendrite. Sau, cu spine dendritice, care sunt mici proeminențe localizate pe dendrite în unele tipuri de neuroni.

- Sinapsele axosomatice: în acestea, butonul terminal sinaptează cu soma sau nucleul neuronului.

- Sinapsele axoaxonice : butonul terminal al celulei presinaptice se conectează cu axonul celulei postsinaptice. Aceste tipuri de sinapse funcționează diferit de celelalte două. Funcția sa este de a reduce sau de a stimula cantitatea de neurotransmițător care este eliberat de butonul terminal. Astfel, promovează sau inhibă activitatea neuronului presinaptic.

S-au găsit, de asemenea, sinapsele dendrodendritice, dar nu se cunoaște în prezent rolul lor exact în comunicarea neuronală.

Substanțe eliberate la sinapsa neuronală

1. Carlson, NR (2006). Fiziologia comportamentului Ed. A 8-a Madrid: Pearson. pp: 32-68.
2. Cowan, WM, Südhof, T. & Stevens, CF (2001). Sinapse. Baltirnore, MD: Johns Hopkins University Press.
3. Sinapsă electrică. (Sf). Preluat pe 28 februarie 2017, de la Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (nd). Neuronii, sinapsele, potențialele de acțiune și neurotransmisia. Preluat pe 28 februarie 2017, de la CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, JG, Martín, A R., Fuchs, P. A, & Wallace, BG (2001). De la Neuron la creier, ediția a 4-a. Sunderland, MA: Sinauer.
6. Sinapsă. (Sf). Preluat pe 28 februarie 2017, de la Universitatea din Washington: facultate.washington.edu.