Układ nerwowy zawiera komórki nerwowelub neurony, które przekazują sygnały do komórek docelowych, którymi mogą być neurony lub inne typy komórek. Przerwa między komórkami nadawczymi i odbiorczymi nazywana jest synapsą lub szczeliną synaptyczną. Sygnały stymulujące, elektryczne lub chemiczne, muszą przejść przez synapsę, aby dotrzeć do celu.
Zarówno komórki nadawcze, jak i odbiorcze posiadają rozbudowaną maszynerię biochemiczną do tworzenia, przesyłania, wykrywania i reagowania na sygnały przechodzące przez synapsę. Inny rodzaj synapsy znajduje się w układzie odpornościowym organizmu i obejmuje: białe krwinki a nie neurony.
W tym poście przyjrzymy się strukturze synaps w synapsach neuronalnych i immunologicznych. Pomoże to również zrozumieć funkcję synaps w ciele.
Struktura synapsy neuronowej
Połączenie szczeliny lub szczeliny synaptycznej jest przestrzenią oddzielającą błony komórkowe nadajnika presynaptycznego od postsynaptycznych komórek odbiorczych. Mózg i centralny układ nerwowy składają się z bilionów synaps, które przekazują informacje między komórkami. Szczelina jest tak mała – od 2 do 40 nanometrów – że obrazowanie wymaga mikroskopu elektronowego.
Struktura synaps sygnału chemicznego może być dwojakiego rodzaju: asymetryczny lub symetryczny. Rodzaj będzie zależał od kształtu pęcherzyków zawierających chemikalia (małe woreczki transportowe), które zrzucają chemikalia neuroprzekaźników przez szczelinę, która umożliwia funkcjonowanie synapsy.
Pęcherzyki asymetrycznej szczeliny są okrągłe, a błona postsynaptyczna tworzy gęsty materiał złożony z białek i receptorów. Synapsy symetryczne mają spłaszczone pęcherzyki, a postsynaptyczna błona komórkowa nie zawiera gęstego nagromadzenia materiału.
Synapsy chemiczne
Synapsa chemiczna zawiera presynaptykę neuron który się nawraca stymulacja elektrochemiczna w uwalnianie substancji chemicznych neuroprzekaźników, które w zależności od ich składu pobudzają lub hamują aktywność komórki receptorowej.
Stymulowana komórka presynaptyczna gromadzi jony wapnia, które przyciągają pewne białka przyłączone do pęcherzyków zawierających substancje chemiczne będące neuroprzekaźnikami. To powoduje, że pęcherzyki łączą się z presynaptyczną błoną komórkową, umożliwiając neuroprzekaźnikom przedostanie się do szczeliny synaptycznej.
Niektóre z tych substancji chemicznych spotykają się i aktywują receptory na postsynaptycznej błonie komórkowej, co powoduje propagację sygnału przez komórkę postsynaptyczną. Neuroprzekaźniki następnie uwalniają się z komórki postsynaptycznej, czasami za pomocą specjalnych białek transportowych, i są ponownie wchłaniane przez komórkę presynaptyczną do ponownego użycia.
Tak więc funkcją synapsy jest propagacja sygnałów do następnej komórki.
Synapsy elektryczne
Połączenie szczelinowe synapsy elektrycznej jest około 10 razy węższe niż szerokość szczeliny synapsy chemicznej. Kanały zwane connexonami łączą szczelinę, umożliwiając jonom przejście w celu funkcji synaps.
Koneksony zawierają białka, które mogą otwierać lub zamykać kanał, kontrolując w ten sposób przepływ jonów. Stymulowana komórka presynaptyczna otwiera swoje koneksony, pozwalając dodatnio naładowanym jonom wpłynąć do komórki postsynaptycznej i zdepolaryzować ją.
Fizjologia synaps elektrycznych nie wymaga chemicznych przekaźników ani receptorów, dzięki czemu umożliwia większą prędkość transmisji. Inną unikalną cechą synapsy elektrycznej jest to, że umożliwia transmisję sygnału w obu kierunkach, podczas gdy synapsy chemiczne są jednokierunkowe.
Synapsy immunologiczne
Synapsa immunologiczna to przestrzeń między różnymi typami białych krwinek lub limfocytów. Po jednej stronie synapsy jest albo a komórka T lub komórka naturalnego zabójcy. Komórka postsynaptyczna może być jednym z kilku typów limfocytów, które prezentują na powierzchni obce antygeny.
Antygeny powodują, że komórka presynaptyczna wydziela białka, które pomagają zniszczyć bakterie, wirusy lub inne obce substancje połknięte przez komórkę docelową. Synapsa jest również znana jako supramolekularny kompleks adhezyjny i składa się z pierścieni różnych białek. Komórka presynaptyczna pełza po komórce docelowej, tworzy synapsę, a następnie uwalnia białka, które odpowiadają na wtargniętą obcą substancję.