Sinapses

Sinapses ir savienojuma vietas starp nervu šūnām un maņu, muskuļu vai dziedzera šūnām vai starp divām vai vairākām nervu šūnām. Tos izmanto signālu un stimulu pārraidīšanai. Stimuls parasti tiek pārsūtīts ķīmiski, izmantojot neirotransmiteri.

Pastāv arī sinapses, kas tieši pārraida to darbības potenciālu ar elektriskiem līdzekļiem, kas padara stimulu pārnešanu ātrāku un tāpēc ir priekšrocība, piemēram, muskuļu refleksiem. Pretstatā ķīmiskajām sinapsēm, elektriskās sinapses var pārraidīt stimulus abos virzienos.

Kas ir sinapses?

Sinapses nodrošina stimulu un signāla pārraidi starp nervu šūnām (neironiem) un starp nervu šūnām un maņu, muskuļu un dziedzera šūnām. Nosaukums meklējams britu fiziologa sera Čārlza Šerringtona valodā un cēlies no senās grieķu valodas "syn" kopā un "haptein" saķeres vai satveršanas dēļ.

Atkarībā no stimula pārnešanas veida no sūtītāja šūnas uz saņēmēja šūnu, jānošķir ķīmiskās un elektriskās sinapses. Ķīmiskajās sinapsēs sinapses membrānā elektriskais potenciāls, ko paredzēts pārraidīt nosūtītājā šūnā, tiek pārveidots par ķīmisku kurjeru (neirotransmiteru).

Šaurā plaisa starp nosūtītājšūnas un saņemošās šūnas sinapsēm tiek pārvarēta ar neirotransmitera palīdzību, un bijušais elektriskās darbības potenciāls tiek pārveidots atpakaļ vienā.

Ja saņēmēja šūna ir muskuļu vai dziedzeru šūnas, tās tiek realizētas darbībās vai cita neirona gadījumā nodotas kā elektriskas darbības potenciāls. Šim signāla pārraides veidam ir priekšrocība, ka tā ir virziena, vienvirziena, informācijas pārraide. Turpretī elektriskās sinapses var pārraidīt stimulus abos virzienos, t.i., divvirzienu.

Anatomija un struktūra

Sinapses vienmēr sastāv no raidītājas daļas vai raidītāja, aksona gala pogas, kas ir noslēgta ar tā saukto presinaptisko membrānu. Sinapses pretējā receptoru daļa, dendrīta gala poga, aizveras ar postsinaptisko membrānu.

Sinaptiskā plaisa atrodas starp presinaptisko un postsinaptisko membrānu. Tas ir ļoti šaurs un ķīmiskajās sinapsēs ir no 10 līdz 20 nm, bet elektriskajās sinapsēs plaisa sasniedz tikai ap 3,5 nm.

Cilvēkiem sinapsu skaits tiek lēsts par neiedomājamu vērtību - apmēram 100 triljonus, kas atbilst skaitlim 1 ar 14 nullēm. Aksonu presinaptiskās termināļa pogas tur īpašus neirotransmiterus, kas gatavi tā sauktajās pūslīšos.

Lai nodrošinātu enerģiju, termināļa kloķos ir daudz mitohondriju un citu organellu. Kad parādās darbības potenciāls, pūslīši eksocitozes laikā iztukšo neiromediatorus sinaptiskajā spraugā.

Sinapses receptoru daļa, dendrīta vai darbības šūnas (muskuļa vai dziedzera šūna) termināla poga, savā membrānā satur īpašus receptorus, pie kuriem atbrīvotā kurjera viela var piestāt, kas noved pie atpakaļejoša spēka elektriskās darbības potenciāla vai muskuļu kontrakcijas vai sprauslas sekrēcijas.

Funkcija un uzdevumi

Sinapses atkarībā no to funkcijas var iedalīt efektoru un sensoru sinapsēs, kā arī interneuronālās sinapsēs.

• Efektora sinapses nodibināt savienojumu starp neironiem un muskuļu šūnām vai neironiem un dziedzera šūnām.

• Uzbudinošās efektoru sinapses kalpo, lai muskuļu šūnām dotu komandu slēgt līgumu vai dziedzera šūnām - komandu izdalīties.

• Inhibitoru efektoru sinapses savukārt pārraida pretēju informāciju, proti, muskuļu relaksācijai un dziedzera sekrēcijas pārtraukšanai.

• Sensora sinapses ir uzdevums uztvert maņu signālus no maņu šūnām un receptoriem, piemēram, fotoreceptoriem tīklenē, sāpju receptoriem (nociceptoriem), termosensoriem, spiediena un sprieguma sensoriem un daudziem citiem, un pārsūtīt tos uz attiecīgajiem komutācijas centriem smadzenēs.

• Interneuronālās sinapseskas veido šķērssavienojumu starp diviem vai vairākiem neironiem, smadzenēs ir atrodams milzīgs skaits. Ir vairākas iespējamās starpsavienojumu iespējas, kuras praktiski visas notiek, katrai no tām veicot dažādus uzdevumus.

Piemēram, pastāv saiknes starp aksoniem un dendritiem, Aksoni un šūnu ķermeņi (soma), starp divu neironu dendrītajiem pinumiem un tiešajiem savienojumiem starp divu neironu šūnu ķermeņiem.

Interneuronālās sinapses tiek izmantotas sarežģītai informācijas apstrādei, piem. B. veģetatīvās nervu sistēmas ietvaros, kā arī sarežģītas informācijas apstrāde centrālās nervu sistēmas kopējā attēlā.

• Ķīmiskās sinapses katrs no tiem ir specializējies noteiktā neirotransmiterā vai tur šo specifisko neirotransmiteru savos pūslīšos. Tāpēc ķīmiskās sinapses var diferencēt arī pēc “viņu” neirotransmiteriem, piemēram, adrenerģiskām, holīnerģiskām un dopamīnerģiskām sinapsēm, kas atbilst neirotransmiteru adrenalīnam, acetilholīnam vai dopamīnam.

• Elektriskās sinapsestiek izmantoti, ja ir svarīgs ārkārtējs stimula pārnešanas ātrums, piemēram, kad tiek iedarbināti muskuļu refleksi.

Jūs varat atrast savus medikamentus šeit

Kaites un slimības

2014. gadā Baltimoras pētnieki pierādīja, ka noteiktas gēnu mutācijas izraisa traucētu sinapses veidošanos, kas var izraisīt garīgas slimības, piemēram, šizofrēniju un smagu depresiju.

Daudz labāk zināms, ka indes izraisa sinapses funkciju traucējumus ar dažkārt nopietnu iedarbību. Vielas vai nu bloķē neirotransmiteru izdalīšanos sinaptiskajā spraugā, vai arī tās ir tik līdzīgas neirotransmiteriem, ka tās piestāj pie postsinaptiskās membrānas receptoriem savā vietā.

Abos gadījumos sinapses funkcija ir ievērojami vai pilnīgi traucēta un bloķēta. Eksocitozes aizsprostojuma uz presinaptiskās membrānas piemērs ir botulīna toksīns, ko sintezē klostridiju baktērijas.

Neirotoksīnam, kas pazīstams arī ar vārdu botox, ir paralizējoša iedarbība uz muskuļiem - līdzīgi kā stingumkrampju toksīnam -, jo efektoru sinapses vairs nevar pārnest kontrakcijas stimulu muskuļu šķiedrām. Smagos gadījumos tas var izraisīt elpošanas paralīzi un nāvi.

Daudzas zirnekļu, kukaiņu un medūzu indes, kā arī dažādu sēņu indes ir sinapses indes. Narkotikas, piemēram, alkohols, nikotīns, halucinogēni, piemēram, LSD, un psihotropās zāles ir sinapses indes ar atšķirīgu iedarbību.