Nervesystemet indeholder nervecellereller neuroner, der transmitterer signaler til målceller, som kan være neuroner eller andre typer celler. Gabet mellem de transmitterende og modtagende celler kaldes synaps eller synaptisk kløft. Stimulerende signaler, enten elektriske eller kemiske, skal krydse synapsen for at nå deres mål.
Både afsender- og modtagercellerne har omfattende biokemiske maskiner til at skabe, transmittere, detektere og reagere på signaler, der krydser synapsen. En anden type synaps findes i kroppens immunologiske system og involverer hvide blodceller snarere end neuroner.
I dette indlæg skal vi gennemgå synapsestrukturen i neuronale og immunologiske synapser. Dette hjælper dig også med at forstå synapsefunktionen i kroppen.
Neuronal synaps struktur
Den synaptiske kløft eller kløftkryds er det rum, der adskiller den presynaptiske transmitteres cellemembraner fra postsynaptiske modtagerceller. Hjernen og centralnervesystemet er sammensat af billioner af synapser, der transmitterer information mellem celler. Spalten er så lille - fra 2 til 40 nanometer - at billeddannelse kræver et elektronmikroskop.
Kemisk signal synaps struktur kan være af to typer: asymmetrisk eller symmetrisk. Typen vil afhænge af formen på de kemikalieholdige vesikler (små transportposer), der dumper neurotransmitterkemikalier over hullet, der tillader synapsen at fungere.
Blærerne i et asymmetrisk hul er runde, og den postsynaptiske membran opbygger tæt materiale bestående af proteiner og receptorer. Symmetriske synapser har flade blærer, og den postsynaptiske cellemembran indeholder ikke en tæt opbygning af materiale.
Kemiske synapser
En kemisk synaps indeholder en presynaptisk neuron der konverterer elektrokemisk stimulering i frigivelsen af neurotransmitterkemikalier, der afhængigt af deres sammensætning ophidser eller inhiberer aktiviteten af receptorcellen.
Den stimulerede presynaptiske celle akkumulerer calciumioner, der tiltrækker visse proteiner, der er knyttet til vesikler indeholdende neurotransmitterkemikalier. Dette får vesiklerne til at smelte sammen med den presynaptiske cellemembran, så neurotransmitterkemikalierne kan tømmes i den synaptiske kløft.
Nogle af disse kemikalier mødes og aktiverer receptorer på den postsynaptiske cellemembran, hvilket får signalet til at sprede sig gennem den postsynaptiske celle. Neurotransmitterne frigøres derefter fra den postsynaptiske celle, undertiden ved hjælp af specielle transportørproteiner, og genabsorberes af den presynaptiske celle til genbrug.
Synapsefunktionen er således at udbrede signaler til den næste celle.
Elektriske synapser
Gapskrydset for en elektrisk synaps er ca. 10 gange snævrere end bredden af en kemisk synapskløft. Kanaler, der kaldes forbindelser, dækker brokrydsfeltet, så ioner kan krydse for synapsefunktion.
Forbindelserne indeholder proteiner, der kan åbne eller lukke kanalen og derved kontrollere ionstrømmen. En stimuleret presynaptisk celle åbner sine forbindelser, så positivt ladede ioner kan strømme ind i og depolarisere den postsynaptiske celle.
Elektrisk synapsefysiologi kræver ikke kemiske budbringere eller receptorer og muliggør derfor hurtigere transmissionshastigheder. Et andet unikt træk ved den elektriske synaps er, at det tillader signaloverførsel i begge retninger, mens kemiske er ensrettet.
Immunologisk synaps
En immunologisk synaps er rummet mellem forskellige typer hvide blodlegemer eller lymfocytter. På den ene side af synapsen er enten en T-celle eller en naturlig dræbercelle. Den postsynaptiske celle kan være en af flere lymfocyttyper, der præsenterer fremmede antigener på overfladen.
Antigenerne får den presynaptiske celle til at udskille proteiner, der hjælper med at ødelægge bakterier, virus eller andre fremmede stoffer, der indtages af målcellen. Synapsen er også kendt som et supramolekylært adhæsionskompleks og består af ringe af forskellige proteiner. Den presynaptiske celle kryber over målcellen, etablerer en synaps og frigiver derefter proteiner, der reagerer på det invaderende fremmede stof.