กายวิภาคศาสตร์และสรีรวิทยาของโครงสร้างของไซแนปส์

ระบบประสาทประกอบด้วย เซลล์ประสาทหรือเซลล์ประสาทที่ส่งสัญญาณไปยังเซลล์เป้าหมาย ซึ่งสามารถเป็นเซลล์ประสาทหรือเซลล์ชนิดอื่นๆ ช่องว่างระหว่างเซลล์ส่งและรับเรียกว่า synapse หรือ synaptic cleft สัญญาณกระตุ้นไม่ว่าจะด้วยไฟฟ้าหรือทางเคมีต้องข้ามไซแนปส์เพื่อไปให้ถึงเป้าหมาย

ทั้งเซลล์ผู้ส่งและผู้รับมีกลไกทางชีวเคมีที่ซับซ้อนเพื่อสร้าง ส่ง ตรวจจับ และตอบสนองต่อสัญญาณที่ข้ามไซแนปส์ ไซแนปส์อีกประเภทหนึ่งพบได้ในระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายและเกี่ยวข้องกับ เซลล์เม็ดเลือดขาว มากกว่าเซลล์ประสาท

ในบทความนี้ เราจะพูดถึงโครงสร้างของไซแนปส์ในไซแนปส์ของเซลล์ประสาทและภูมิคุ้มกัน สิ่งนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจการทำงานของไซแนปส์ในร่างกาย

รอยแยกซินแนปติคหรือจุดเชื่อมต่อช่องว่างคือช่องว่างที่แยกเยื่อหุ้มเซลล์ของตัวส่งสัญญาณพรีไซแนปติกออกจากเซลล์ตัวรับโพสต์ซินแนปติก สมองและระบบประสาทส่วนกลางประกอบด้วยไซแนปส์นับล้านล้านที่ส่งข้อมูลระหว่างเซลล์ รอยแตกมีขนาดเล็กมาก ตั้งแต่ 2 ถึง 40 นาโนเมตร ซึ่งการถ่ายภาพต้องใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

โครงสร้างไซแนปส์สัญญาณเคมีสามารถเป็นสองประเภท: ไม่สมมาตร หรือ สมมาตร

ถุงของช่องว่างแบบอสมมาตรนั้นกลม และเยื่อหุ้มเซลล์ Postsynaptic สร้างวัสดุที่มีความหนาแน่นสูงซึ่งประกอบด้วยโปรตีนและตัวรับ ไซแนปส์สมมาตรมีถุงน้ำที่แบน และเยื่อหุ้มเซลล์โพสต์ซินแนปติกไม่มีวัสดุสะสมหนาแน่น

ไซแนปส์เคมีมีลักษณะเป็นพรีไซแนปติค เซลล์ประสาท ที่เปลี่ยนใจ การกระตุ้นด้วยไฟฟ้าเคมี ไปสู่การปล่อยสารเคมีสารสื่อประสาทที่กระตุ้นหรือยับยั้งการทำงานของเซลล์รับ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของพวกมัน

เซลล์พรีไซแนปติกที่ถูกกระตุ้นจะสะสมแคลเซียมไอออนที่ดึงดูดโปรตีนบางชนิดที่ติดอยู่กับถุงน้ำที่มีสารเคมีสื่อประสาท สิ่งนี้ทำให้ถุงน้ำหลอมรวมกับเยื่อหุ้มเซลล์พรีไซแนปติก ปล่อยให้สารเคมีสารสื่อประสาทไหลเข้าสู่ช่องไซแนปติก

สารเคมีเหล่านี้บางชนิดมาบรรจบกันและกระตุ้นตัวรับบนเยื่อหุ้มเซลล์ postsynaptic ซึ่งทำให้สัญญาณแพร่กระจายผ่านเซลล์ postsynaptic จากนั้นสารสื่อประสาทจะปลดปล่อยจากเซลล์โพสต์ไซแนปติก บางครั้งด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนขนส่งพิเศษ และเซลล์พรีไซแนปติกจะดูดซึมกลับคืนสู่สภาพเดิมเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่

ดังนั้น ฟังก์ชันไซแนปส์คือการแพร่กระจายสัญญาณไปยังเซลล์ถัดไป

ช่องว่างระหว่างไซแนปส์ทางไฟฟ้านั้นแคบกว่าความกว้างของรอยแยกไซแนปส์เคมีประมาณ 10 เท่า แชนเนลที่เรียกว่าคอนเน็กสันเชื่อมรอยต่อของช่องว่าง ทำให้ไอออนสามารถข้ามสำหรับฟังก์ชันไซแนปส์ได้

คอนเน็กซอนมีโปรตีนที่สามารถเปิดหรือปิดช่อง ซึ่งควบคุมการไหลของไอออน เซลล์พรีไซแนปติกที่ถูกกระตุ้นจะเปิดส่วนต่อประสานของมัน ปล่อยให้ไอออนที่มีประจุบวกไหลเข้าไปและทำให้เซลล์โพสต์ซินแนปส์แตกขั้ว

สรีรวิทยาของไซแนปส์ไฟฟ้าไม่ต้องการตัวส่งสารเคมีหรือตัวรับ ดังนั้นจึงช่วยให้ส่งข้อมูลได้เร็วยิ่งขึ้น คุณลักษณะเฉพาะอีกประการหนึ่งของไซแนปส์ไฟฟ้าคืออนุญาตให้ส่งสัญญาณในทิศทางใดทิศทางหนึ่งในขณะที่สารเคมีเป็นแบบทิศทางเดียว

ไซแนปส์ทางภูมิคุ้มกันเป็นช่องว่างระหว่างเซลล์เม็ดเลือดขาวประเภทต่างๆ หรือลิมโฟไซต์ ด้านหนึ่งของไซแนปส์คือ a ทีเซลล์ หรือเซลล์นักฆ่าตามธรรมชาติ เซลล์ postsynaptic สามารถเป็นหนึ่งในเซลล์ลิมโฟไซต์หลายชนิดที่มีแอนติเจนแปลกปลอมอยู่บนพื้นผิว

แอนติเจนทำให้เซลล์พรีไซแนปติกหลั่งโปรตีนที่ช่วยทำลายแบคทีเรีย ไวรัส หรือสารแปลกปลอมอื่นๆ ที่เซลล์เป้าหมายกินเข้าไป ไซแนปส์ยังเป็นที่รู้จักกันในนามคอมเพล็กซ์การยึดเกาะเหนือโมเลกุลและประกอบด้วยวงแหวนของโปรตีนที่แตกต่างกัน เซลล์พรีไซแนปติกจะคลานไปทั่วเซลล์เป้าหมาย สร้างไซแนปส์ แล้วปล่อยโปรตีนที่ตอบสนองต่อสารแปลกปลอมที่บุกรุกเข้ามา