Нервова система містить нервові клітини, або нейрони, які передають сигнали клітинам-мішеням, якими можуть бути нейрони або інші типи клітин. Щілина між клітинами, що передають і приймають, називається синапсом або синаптичною щілиною. Стимулюючі сигнали, електричні чи хімічні, повинні перетинати синапс, щоб досягти своєї мети.
Клітини відправника та одержувача мають складний біохімічний механізм для створення, передачі, виявлення та реагування на сигнали, які перетинають синапс. Інший тип синапсів знаходиться в імунологічній системі організму і включає лейкоцити а не нейрони.
У цій публікації ми розглянемо структуру синапсів у нейрональних та імунологічних синапсах. Це також допоможе вам зрозуміти функцію синапсу в організмі.
Структура нейронального синапсу
Синаптична щілина або щілинне з'єднання - це простір, що відокремлює клітинні мембрани пресинаптичного передавача від постсинаптичних клітин приймача. Мозок і центральна нервова система складаються з трильйонів синапсів, які передають інформацію між клітинами. Розщелина настільки мала - від 2 до 40 нанометрів - що для отримання зображення потрібен електронний мікроскоп.
Структура хімічно-сигнального синапсу може бути двох типів: асиметричний або симетричний. Тип залежатиме від форми хімічних міхурців (невеликих транспортних мішечків), які скидають хімічні речовини нейромедіаторів через щілину, що дозволяє синапсу функціонувати.
Везикули асиметричної щілини округлі, а постсинаптична мембрана утворює щільний матеріал, що складається з білків і рецепторів. Симетричні синапси мають сплощені везикули, а постсинаптична клітинна мембрана не містить щільного скупчення матеріалу.
Хімічні синапси
Хімічний синапс має пресинаптичний засіб нейрон що перетворює електрохімічна стимуляція у вивільнення хімічних речовин нейромедіатора, які залежно від їх складу збуджують або пригнічують активність рецепторної клітини.
Стимульована пресинаптична клітина накопичує іони кальцію, які залучають певні білки, прикріплені до везикул, що містять хімічні речовини нейромедіатора. Це змушує везикули зливатися з мембраною пресинаптичної клітини, дозволяючи хімічним речовинам нейромедіаторів потрапляти в синаптичну щілину.
Деякі з цих хімічних речовин зустрічаються та активують рецептори на мембрані постсинаптичної клітини, що змушує сигнал поширюватися через постсинаптичну клітину. Потім нейромедіатори вивільняються з постсинаптичної клітини, іноді за допомогою спеціальних білків-транспортерів, і ресибіруються пресинаптичною клітиною для повторного використання.
Таким чином, функція синапсу полягає в поширенні сигналів до наступної клітини.
Електричні синапси
Щілинне з'єднання електричного синапсу приблизно в 10 разів вужче, ніж ширина щілини хімічного синапсу. Канали, що називаються коннексонами, перекривають щілинне з'єднання, дозволяючи іонам перетинатися для функціонування синапсу.
Коннексони містять білки, які можуть відкривати або закривати канал, тим самим контролюючи потік іонів. Стимульована пресинаптична клітина відкриває свої кондоксини, дозволяючи позитивно зарядженим іонам надходити в постсинаптичну клітину та деполяризувати її.
Фізіологія електричних синапсів не вимагає хімічних вісників або рецепторів, а отже, дозволяє швидше передавати дані. Ще однією унікальною особливістю електричного синапсу є те, що він дозволяє передавати сигнал в будь-якому напрямку, тоді як хімічні односпрямовані.
Імунологічний синапс
Імунологічний синапс - це простір між різними типами білих кров’яних тілець або лімфоцитів. На одній стороні синапсу є або a Т-клітина або природна клітина-вбивця. Постсинаптична клітина може бути одним із декількох типів лімфоцитів, які містять чужорідні антигени на поверхні.
Антигени змушують пресинаптичну клітину виділяти білки, які допомагають знищити бактерії, вірус або інші чужорідні речовини, що потрапляють у клітину-мішень. Синапс також відомий як надмолекулярний комплекс адгезії і складається з кілець різних білків. Пресинаптична клітина повзе над клітиною-мішенню, створює синапс, а потім виділяє білки, які реагують на чужу речовину, що вторглася.