Nervsystemet innehåller nervceller, eller neuroner, som överför signaler till målceller, vilka kan vara neuroner eller andra typer av celler. Gapet mellan de sändande och mottagande cellerna kallas synaps eller synaptisk klyfta. Stimulerande signaler, antingen elektriska eller kemiska, måste korsa synapsen för att nå sitt mål.
Både avsändar- och mottagarcellerna har utarbetade biokemiska maskiner för att skapa, sända, upptäcka och reagera på signaler som passerar synapsen. En annan typ av synaps finns i kroppens immunologiska system och involverar vita blod celler snarare än nervceller.
I det här inlägget ska vi gå igenom synapsstrukturen i neuronala och immunologiska synapser. Detta hjälper dig också att förstå synapsfunktionen i kroppen.
Neuronal synapsstruktur
Den synaptiska klyftan eller gap-korsningen är det utrymme som skiljer cellmembran hos den presynaptiska sändaren från postsynaptiska mottagarceller. Hjärnan och centrala nervsystemet består av biljoner synapser som överför information mellan celler. Klyftan är så liten - från 2 till 40 nanometer - att avbildning kräver ett elektronmikroskop.
Kemisk signal synaps struktur kan vara av två typer: asymmetrisk eller symmetrisk. Typen beror på formen på de kemiskt innehållande vesiklarna (små transportsäckar) som dumpar neurotransmittorkemikalier över gapet som gör att synapsen kan fungera.
Blåsorna i ett asymmetriskt gap är runda och det postsynaptiska membranet bygger upp tätt material som består av proteiner och receptorer. Symmetriska synapser har utplattade blåsor och det postsynaptiska cellmembranet innehåller inte en tät uppbyggnad av material.
Kemiska synapser
En kemisk synaps har en presynaptisk nervcell som konverterar elektrokemisk stimulering till frisättningen av neurotransmittorkemikalier som, beroende på deras sammansättning, exciterar eller hämmar aktiviteten hos receptorcellen.
Den stimulerade presynaptiska cellen ackumulerar kalciumjoner som lockar vissa proteiner fästa till blåsor som innehåller neurotransmittorkemikalier. Detta gör att vesiklarna smälter samman med det presynaptiska cellmembranet, vilket gör att neurotransmittorkemikalierna kan tömmas i den synaptiska klyftan.
Några av dessa kemikalier möts och aktiverar receptorer på det postsynaptiska cellmembranet, vilket får signalen att sprida sig genom den postsynaptiska cellen. Neurotransmittorerna släpper sedan ut från den postsynaptiska cellen, ibland med hjälp av specialtransportörproteiner, och återabsorberas av den presynaptiska cellen för återanvändning.
Således är synapsfunktionen att sprida signaler till nästa cell.
Elektriska synapser
Gapskorsningen för en elektrisk synaps är ungefär tio gånger smalare än bredden på en kemisk klyfta. Kanaler som kallas förbindelser överbryggar klyftan, så att joner kan korsas för synapsfunktion.
Anslutningarna innehåller proteiner som kan öppna eller stänga kanalen och därigenom kontrollera flödet av joner. En stimulerad presynaptisk cell öppnar sina förbindelser, så att positivt laddade joner kan strömma in i och depolarisera den postsynaptiska cellen.
Elektrisk synapsfysiologi kräver inte kemiska budbärare eller receptorer och möjliggör därför snabbare överföringshastigheter. En annan unik egenskap hos den elektriska synapsen är att den tillåter signalöverföring i båda riktningarna medan kemiska är enkelriktade.
Immunologisk synaps
En immunologisk synaps är utrymmet mellan olika typer av vita blodkroppar eller lymfocyter. På ena sidan av synapsen finns antingen a T-cell eller en naturlig mördarcell. Den postsynaptiska cellen kan vara en av flera lymfocyttyper som presenterar främmande antigener på ytan.
Antigenerna får den presynaptiska cellen att utsöndra proteiner som hjälper till att förstöra bakterier, virus eller andra främmande ämnen som intas av målcellen. Synapsen är också känd som ett supramolekylärt vidhäftningskomplex och består av ringar av olika proteiner. Den presynaptiska cellen kryper över målcellen, skapar en synaps och släpper sedan ut proteiner som svarar på det invaderande främmande ämnet.