Hermosto sisältää hermosoluttai neuronit, jotka lähettävät signaaleja kohdesoluihin, jotka voivat olla neuroneja tai muun tyyppisiä soluja. Lähettävän ja vastaanottavan solun välistä rakoa kutsutaan synapsiksi tai synaptiseksi rakoksi. Stimulaattorisignaalien, joko sähköisten tai kemiallisten, on ylitettävä synapsi saavuttaakseen tavoitteensa.
Sekä lähettäjä- että vastaanotinsoluilla on kehittyneet biokemialliset koneet synapsin ylittävien signaalien luomiseksi, lähettämiseksi, havaitsemiseksi ja reagoimiseksi niihin. Toinen tyyppinen synapsi löytyy kehon immunologisesta järjestelmästä ja siihen liittyy valkosolut pikemminkin kuin neuronit.
Tässä viestissä aiomme käydä läpi synapsirakenteen hermosolujen ja immunologisissa synapseissa. Tämä auttaa myös ymmärtämään kehon synapsifunktiota.
Neuronaalisen synapsin rakenne
Synaptinen rako tai aukkoliitäntä on tila, joka erottaa presynaptisen lähettimen solukalvot postsynaptisista vastaanottosoluista. Aivot ja keskushermosto koostuvat biljoonista synapseista, jotka välittävät tietoa solujen välillä. Halkeama on niin pieni - 2 - 40 nanometriä -, että kuvantaminen vaatii elektronimikroskoopin.
Kemiallisen signaalin synapsirakenne voi olla kahden tyyppinen: epäsymmetrinen tai symmetrinen. Tyyppi riippuu kemikaalia sisältävien rakkuloiden (pienten kuljetuspussien) muodosta, jotka välittävät välittäjäaineen kemikaaleja aukon yli, joka sallii synapsin toiminnan.
Epäsymmetrisen aukon rakkulat ovat pyöreitä, ja postsynaptinen kalvo rakentaa tiheää materiaalia, joka koostuu proteiineista ja reseptoreista. Symmetrisissä synapseissa on litistetyt rakkulat, eikä postsynaptinen solukalvo sisällä tiheää materiaalikerrosta.
Kemialliset synapsit
Kemiallisessa synapsissa on presynaptinen neuroni joka käännyttää sähkökemiallinen stimulaatio hermovälittäjäaineiden vapautumiseen, jotka niiden koostumuksesta riippuen innostavat tai estävät reseptorisolun aktiivisuutta.
Stimuloitu presynaptinen solu kerää kalsiumioneja, jotka houkuttelevat tiettyjä proteiineja, jotka on kiinnitetty rakkuloihin, jotka sisältävät hermovälittäjäaineita. Tämä saa vesikkelit sulautumaan presynaptisen solukalvon kanssa, jolloin hermovälittäjäaineiden kemikaalit voivat tyhjentyä synaptiseen rakoon.
Jotkut näistä kemikaaleista kohtaavat ja aktivoivat postsynaptisen solukalvon reseptoreita, mikä saa signaalin etenemään postsynaptisen solun läpi. Sitten hermovälittäjäaineet vapautuvat postsynaptisesta solusta, joskus erityisten kuljettajaproteiinien avulla, ja presynaptinen solu absorboi ne uudelleen uudelleenkäyttöä varten.
Siten synapsifunktion on levittää signaaleja seuraavaan soluun.
Sähköiset synapsit
Sähköisen synapsin aukkoliitäntä on noin 10 kertaa kapeampi kuin kemiallisen synapsihalkion leveys. Yhdistelmiksi kutsutut kanavat yhdistävät aukon liittymän, jolloin ionit voivat ylittää synapsifunktion.
Liitännät sisältävät proteiineja, jotka voivat avata tai sulkea kanavan säätelemällä siten ionien virtausta. Stimuloitu presynaptinen solu avaa yhteytensä, antaen positiivisesti varautuneiden ionien virrata postsynaptiseen soluun ja depolarisoida sen.
Sähköinen synapsifysiologia ei vaadi kemiallisia lähettimiä tai reseptoreita, joten se sallii nopeammat siirtonopeudet. Toinen sähköisen synapsin ainutlaatuinen piirre on, että se sallii signaalin siirron kumpaankin suuntaan, kun taas kemialliset ovat yksisuuntaisia.
Immunologinen synapsi
Immunologinen synapsi on tila erityyppisten valkosolujen tai lymfosyyttien välillä. Synapsin toisella puolella on joko a T-solu tai luonnollinen tappajasolu. Postsynaptinen solu voi olla yksi monista lymfosyyttityypeistä, joiden pinnalla on vieraita antigeenejä.
Antigeenit saavat presynaptisen solun erittämään proteiineja, jotka auttavat tuhoamaan bakteereja, viruksia tai muita vieraita aineita, joita kohdesolu syö. Synapsi tunnetaan myös supramolekulaarisena adheesiokompleksina ja se koostuu eri proteiinien renkaista. Presynaptinen solu ryömii kohdesolun yli, muodostaa synapsin ja vapauttaa sitten proteiinit, jotka reagoivat tunkeutuvaan vieraaseen aineeseen.