Przekaźnictwo synaptyczne.docx

Przekaźnictwo synaptyczne

1.       Pojęcie synapsy

Synapsą nazywa się mikrostrukturę w błonie komórkowej służącą do przekazywania stanu czynnościowego z jednego neuronu na drugi lub z neuronu na narząd wykonawczy.

2.       Podstawowa funkcja synapsy

3.       Typy synaps ze względu na sposób przekazywania informacji

a)      Chemiczna- za pośrednictwem neuroprzekaźników. W tych synapsach komórki są od siebie oddalone o ok. 20 nm, między nimi powstaje szczelina synaptyczna. Zakończenie neuronu presynaptycznego tworzy kolbkę synaptyczną, w której są wytwarzane neuroprzekaźniki (mediatory - przekazywane w pęcherzykach synaptycznych), które łączą się z receptorem, powodując depolaryzację błony postsynaptycznej. Występują tam, gdzie niepotrzebne jest szybkie przekazywanie impulsu, np. w narządach wewnętrznych.

b)     Elektryczna- elektronicznie, tj. wskutek ruchu jonów czyli za pomocą prądów jonowych. W tych synapsach neurony prawie się stykają. Kolbka presynaptyczna oddalona jest od kolbki postsynaptycznej o 2 nm. Możliwa jest wędrówka jonów z jednej komórki do drugiej - przekazywanie dwukierunkowe. Impuls jest bardzo szybko przekazywany. Występują w mięśniach, siatkówce oka, części korowej mózgu oraz niektórych częściach serca.

4.       Budowa, mechanizm synapsy chemicznej

Błona komórkowa wzgórka aksonu i odcinka początkowego aksonu jest pokryta niewielka liczbą kolb końcowych. Kolby te są zakończeniami aksonów i dzięki nim odbywa się przekazywanie impulsów z jednego neuronu na drugi. Miedzy kolbami istnieje szczelina synaptyczna o szerokości średnio 20 nm.  Wewnątrz kolb synaptycznych znajdują się mitochondria oraz twory zwane pęcherzykami synaptycznymi . Pęcherzyki synaptyczne zawierają transmitery i modulatory chemiczne, które w czasie przewodzenia impulsu przez synapsę uwalniają się z pęcherzyków do szczeliny synaptycznej oraz wiążą się  z receptorami postsynaptycznymi i presynaptycznymi. Transmitery i modulatory odczepiają się od receptorów nie zmienione, po czym są metabolizowane przez enzymy na związki nieaktywne lub wskutek internalizacji receptorów ze związanymi transmiterami i modulatorami dostają się do wnętrza komórek postsynaptycznych i presynaptycznych.

5.       Rola receptorów jonotropowych i metabotropowych w przekaźnictwie synaptycznym

Rozróżnia się dwa rodzaje receptorów postsynaptycznych :  jonotropowe i metabotropowe. W synapsie może występować jeden albo obydwa rodzaje receptorów. Receptory jonotropowe są kanałami jonowymi, które otwierają się, gdy neuroprzekaźnik zadziała na receptor w ścianie kanału. Zależnie od rodzaju synapsy prowadzi to do szybkiej repolaryzacji lub hyperpolaryzacji błony komórkowej i powoduje krótkotrwałe pobudzenie lub zahamowanie neuronu.  Natomiast efektem aktywacji receptorów metabotropowych jest synteza przekaźników wtórnych, uruchomienie kaskady procesów biochemicznych i długotrwała modyfikacja metabolizmu komórki, niekiedy poprzez pobudzenie ekspresji genów.

6.       Postsynaptyczny potencjał pobudzający EPSP- powstawanie i znaczenie

Do transmiterów zalicza się acetylocholinę  aminy oraz aminokwasy.  Aktywowany kanał otwiera się całkowicie, zgodnie z zasada „ wszystko albo nic”, ale na krótko. W synapsach pobudzających w tym czasie do cytoplazmy przenika zgodnie z gradientem stężeń i gradientem elektrochemicznym niewielka liczba jonów Na+, niekiedy wraz z jonami Ca2+, powoduje to niewielką depolaryzacje błony komórkowej, zwaną postsynaptycznym  potencjałem pobudzającym. Amplituda EPSP jest stopniowana. W celu osiągnięcia wartości progowej niezbędnej do powstania potencjału czynnościowego musi dojść do jednoczesnego otwarcia wielu kanałów.

7.       Postsynaptyczny potencjał hamujący IPSP- powstawanie i znaczenie

Istotą hamowania postsynaptycznego jest hyperpolaryzacja błony neuronu. Pobudliwość komórki jest wtedy obniżona, ponieważ trudniej osiągnąć krytyczny stan depolaryzacji. W większości synaps hamujących kanały receptorów jonotropowych otwierają się dla jonów Cl-, które wnikają z zewnątrz do cytoplazmy.  Hiperpolaryzacja  z okolicy synapsy hamującej rozprzestrzenia się na błonę komórkową pokrywająca ciało neuronu. Transmiterem jest kwas gamma-aminomasłowy, glicyna.

8.       Sprzężenie elektro-chemiczne i chemiczno-elektryczne w synapsie chemicznej

9.       Modyfikowanie przekazanej informacji w synapsie chemicznej na drodze:

1. Hamowania presynaptycznego- Ten typ hamowania wywołują synapsy aksono-aksonalne. Impulsy nerwowe przewodzone przez synapsy pierwszego aksonu znajdujące się w pobliżu zakończeń drugiego aksonu depolaryzują jego błonę presynaptyczną i zmniejszają liczbę uwalnianych cząstek transmitera pobudzającego. Tym samym impulsy przewodzone przez ten drugi akson nie depolaryzują błony postsynaptycznej.

b.      Torowanie synaptyczne-

3. Sumowanie w  przestrzeni-Wzrastanie postsynaptycznego potencjału pobudzającego EPSP w miarę zwiększania się liczby synaps przekazujących pobudzanie wskazuje na zjawisko sumowania się przestrzennego impulsacji w obrębie neuronu. Neuron i otaczające go synapsy zajmują pewna trójwymiarową przestrzeń i dlatego ten typ sumowania impulsów nosi nazwę sumowania przestrzennego. Impulsy nerwowe są przewodzone przez komórki w postaci salw.
4. Sumowanie w czasie- Impulsy nerwowe przewodzone przez syn apsy w odstępach krótszych niż 5 ms trafiają na resztki depolaryzacji wywołanej poprzednim impulsem. Kolejne,  występujące po sobie postsynaptyczne potencjały pobudzające EPSP częściowo nakładają się na siebie i coraz bardziej depolaryzują błonę komórkową . W ten sposób w obrębie neuronu dochodzi do sumowania się impulsów występujących w krótkich odstępach czasu, czyli do sumowania w czasie.

e.       Hamowanie postsynaptycznego ( na przykładzie odruchu na rozciąganie i odwróconego odruchu na rozciąganie)

10.   Budowa, mechanizm synapsy elektrycznej