Il sistema nervoso contiene cellule nervose, o neuroni, che trasmettono segnali alle cellule bersaglio, che possono essere neuroni o altri tipi di cellule. Lo spazio tra le cellule trasmittenti e riceventi è chiamato sinapsi o fessura sinaptica. I segnali stimolatori, elettrici o chimici, devono attraversare la sinapsi per raggiungere il loro obiettivo.
Sia le cellule mittente che quelle riceventi dispongono di elaborati macchinari biochimici per creare, trasmettere, rilevare e reagire ai segnali che attraversano la sinapsi. Un altro tipo di sinapsi si trova nel sistema immunitario del corpo e coinvolge globuli bianchi piuttosto che neuroni.
In questo post, esamineremo la struttura delle sinapsi nelle sinapsi neuronali e immunologiche. Questo ti aiuterà anche a capire la funzione delle sinapsi nel corpo.
Struttura della sinapsi neuronale
La fessura sinaptica o giunzione gap è lo spazio che separa le membrane cellulari del trasmettitore presinaptico dalle cellule riceventi postsinaptiche. Il cervello e il sistema nervoso centrale sono composti da trilioni di sinapsi che trasmettono informazioni tra le cellule. La fessura è così piccola, compresa tra 2 e 40 nanometri, che l'imaging richiede un microscopio elettronico.
La struttura della sinapsi del segnale chimico può essere di due tipi: asimmetrico o simmetrico. Il tipo dipenderà dalla forma delle vescicole contenenti sostanze chimiche (piccole sacche di trasporto) che scaricano le sostanze chimiche dei neurotrasmettitori attraverso lo spazio che consente alla sinapsi di funzionare.
Le vescicole di un gap asimmetrico sono rotonde e la membrana postsinaptica accumula materiale denso composto da proteine e recettori. Le sinapsi simmetriche hanno vescicole appiattite e la membrana cellulare postsinaptica non contiene un denso accumulo di materiale.
Sinapsi chimiche
Una sinapsi chimica presenta un presinaptico neurone che converte stimolazione elettrochimica nel rilascio di sostanze chimiche neurotrasmettitrici che, a seconda della loro composizione, eccitano o inibiscono l'attività della cellula recettore.
La cellula presinaptica stimolata accumula ioni calcio che attraggono determinate proteine attaccate a vescicole contenenti sostanze chimiche neurotrasmettitrici. Ciò fa sì che le vescicole si fondano con la membrana cellulare presinaptica, consentendo alle sostanze chimiche del neurotrasmettitore di svuotarsi nella fessura sinaptica.
Alcune di queste sostanze chimiche incontrano e attivano i recettori sulla membrana cellulare postsinaptica, che fa sì che il segnale si propaghi attraverso la cellula postsinaptica. I neurotrasmettitori vengono quindi rilasciati dalla cellula postsinaptica, a volte con l'aiuto di speciali proteine trasportatrici, e vengono riassorbiti dalla cellula presinaptica per il riutilizzo.
Pertanto, la funzione della sinapsi è quella di propagare i segnali alla cellula successiva.
sinapsi elettriche
La giunzione gap di una sinapsi elettrica è circa 10 volte più stretta della larghezza di una fessura di sinapsi chimica. Canali chiamati connexons colmano la giunzione gap, consentendo agli ioni di attraversare per la funzione sinapsi.
I connessoni contengono proteine che possono aprire o chiudere il canale, controllando così il flusso di ioni. Una cellula presinaptica stimolata apre le sue connessioni, consentendo agli ioni carichi positivamente di fluire e depolarizzare la cellula postsinaptica.
La fisiologia della sinapsi elettrica non richiede messaggeri o recettori chimici e quindi consente velocità di trasmissione più elevate. Un'altra caratteristica unica della sinapsi elettrica è che consente la trasmissione del segnale in entrambe le direzioni mentre quelle chimiche sono unidirezionali.
Sinapsi immunologica
Una sinapsi immunologica è lo spazio tra diversi tipi di globuli bianchi o linfociti. Su un lato della sinapsi c'è o a cellule T o una cellula killer naturale. La cellula postsinaptica può essere uno dei diversi tipi di linfociti che presentano antigeni estranei sulla superficie.
Gli antigeni inducono la cellula presinaptica a secernere proteine che aiutano a distruggere i batteri, i virus o altre sostanze estranee ingerite dalla cellula bersaglio. La sinapsi è anche nota come complesso di adesione supramolecolare ed è costituita da anelli di diverse proteine. La cellula presinaptica striscia sulla cellula bersaglio, stabilisce una sinapsi e quindi rilascia proteine che rispondono alla sostanza estranea invadente.