Nervový systém obsahuje nervové buňkynebo neurony, které přenášejí signály do cílových buněk, kterými mohou být neurony nebo jiné typy buněk. Mezera mezi vysílajícími a přijímajícími buňkami se nazývá synapse nebo synaptická štěrbina. Stimulační signály, ať už elektrické nebo chemické, musí procházet synapsou, aby dosáhly svého cíle.
Buňky odesílatele i přijímače mají propracovaný biochemický aparát pro vytváření, přenos, detekci a reakci na signály, které procházejí synapse. Další typ synapse se nachází v imunologickém systému těla a zahrnuje bílé krvinky spíše než neurony.
V tomto příspěvku projdeme strukturu synapsí v neuronálních a imunologických synapsích. To vám také pomůže pochopit funkci synapse v těle.
Struktura neuronální synapse
Synaptická štěrbina nebo mezera je prostor oddělující buněčné membrány presynaptického vysílače od postsynaptických přijímacích buněk. Mozek a centrální nervový systém se skládají z bilionů synapsí, které přenášejí informace mezi buňkami. Štěrbina je tak malá - v rozmezí od 2 do 40 nanometrů -, že zobrazování vyžaduje elektronový mikroskop.
Struktura synapse chemického signálu může být dvou typů: asymetrický nebo symetrický. Typ bude záviset na tvaru vezikul obsahujících chemikálie (malé transportní vaky), které vylučují chemikálie neurotransmiterů přes mezeru, což umožňuje fungování synapsy.
Vezikuly asymetrické mezery jsou kulaté a postsynaptická membrána vytváří hustý materiál složený z proteinů a receptorů. Symetrické synapsy mají zploštělé vezikuly a postsynaptická buněčná membrána neobsahuje husté nahromadění materiálu.
Chemické synapse
Chemická synapse obsahuje presynaptikum neuron který převádí elektrochemická stimulace do uvolňování chemikálií neurotransmiterů, které v závislosti na jejich složení vzrušují nebo inhibují aktivitu receptorové buňky.
Stimulovaná presynaptická buňka akumuluje ionty vápníku, které přitahují určité proteiny připojené k vezikulím obsahujícím chemikálie neurotransmiterů. To způsobí, že vezikuly se spojí s presynaptickou buněčnou membránou, což umožní chemickým látkám neurotransmiterů vyprázdnit se do synaptické štěrbiny.
Některé z těchto chemikálií se setkávají a aktivují receptory na postsynaptické buněčné membráně, což způsobuje šíření signálu postsynaptickou buňkou. Neurotransmitery se poté uvolňují z postsynaptické buňky, někdy pomocí speciálních transportních proteinů, a presynaptická buňka je reabsorbuje k opětovnému použití.
Funkce synapse tedy má šířit signály do další buňky.
Elektrické synapse
Spojení mezery elektrické synapse je asi 10krát užší než šířka rozštěpu chemické synapse. Kanály zvané konexony překlenují mezeru a umožňují iontům křížení pro funkci synapse.
Konexony obsahují proteiny, které mohou otevřít nebo zavřít kanál, a tím řídit tok iontů. Stimulovaná presynaptická buňka otevírá své konexony, což umožňuje proudění pozitivně nabitých iontů a depolarizaci postsynaptické buňky.
Fyziologie elektrické synapse nevyžaduje chemické posly ani receptory, a proto umožňuje vyšší přenosové rychlosti. Další jedinečnou vlastností elektrické synapse je to, že umožňuje přenos signálu v obou směrech, zatímco chemické jsou jednosměrné.
Imunologická synapse
Imunologická synapse je prostor mezi různými typy bílých krvinek nebo lymfocytů. Na jedné straně synapse je buď a T-buňka nebo přírodní zabijácká buňka. Postsynaptická buňka může být jedním z několika typů lymfocytů, které na povrchu prezentují cizí antigeny.
Antigeny způsobují, že presynaptická buňka vylučuje proteiny, které pomáhají ničit bakterie, viry nebo jiné cizí látky požité cílovou buňkou. Synapse je také známá jako supramolekulární adhezní komplex a skládá se z kruhů různých proteinů. Presynaptická buňka prochází cílovou buňkou, vytváří synapsi a poté uvolňuje proteiny, které reagují na invazní cizí látku.
