Szinapszisok

meghatározás

A szinapszis két idegsejt közötti érintkezési pont. Lehetővé teszi az ingerek átvitelét az egyik idegsejtből a másikba. Szinapszis is létezhet az idegsejtek és az izomsejtek vagy az érzékszervi sejtek és a mirigy között. Két alapvetően különböző típusú szinapszis létezik, az elektromos (rés kereszteződés) és a vegyi anyag. Ezek mindegyike más típusú gerjesztést továbbít. A kémiai szinapszisok feloszthatók a hírvivő anyagok (neurotranszmitterek) szerint is. Ezeket továbbításra használják.

A szinapszisok a gerjesztés típusa szerint is feloszthatók. Van egy izgalmas és gátló szinapszis. A belső szinapszisok (két neuron között) szintén feloszthatók a lokalizációnak megfelelően, vagyis az idegsejt mely pontján kapcsolódik a szinapszis. Csak az agyban 100 billió szinapszis van. Folyamatosan felépülhet és lebonthat, ezt az elvet neurális plaszticitásnak hívják.

Esetleg ezek is érdekelhetnek: Motoros neuron

Illusztráció egy idegsejt

Idegsejt -
Idegsejt

1. Dendritek
2. Szinapszis
   (axodendritikus)
3. Atommag -
   Nucleolus
4. Sejt testek -
   Atommag
5. Axon halmok
6. Myelin hüvely
7. Ranvier fűző
8. Hattyúsejtek
9. Axon terminálok
10. Szinapszis
    (axoaxonális)
    A - multipoláris neuron
    B - pseudounipoláris neuron
    C - bipoláris neuron
    a - Soma
    b - axon
    c - szinapszisok

Az összes Dr-Gumpert kép áttekintését itt találja: orvosi illusztrációk

Felépítés, funkció és feladatok

Az elektromos szinapszis (rés kereszteződés) azonnal működik egy nagyon kis résen, amelyet szinaptikus résnek neveznek. Az ioncsatornák segítségével ez lehetővé teszi az ingerek átadását közvetlenül az idegsejtből az idegsejtbe. Ez a fajta szinapszis megtalálható a simaizomsejtekben, a szívizomsejtekben és a retinában. Gyors továbbításra alkalmasak, például a szemhéj reflexére. A továbbítás mindkét irányban lehetséges (kétirányú).

A kémiai szinapszis egy preszinapsból, egy szinaptikus hasadékból és egy posztszinapszusból áll. A preszinaps általában egy neuron véggombja. A posztszinapszis a szomszédos idegsejt dendritjének egy pontja, vagy a szomszédos izomsejt vagy mirigy dedikált szakasza. A szinaptikus rést gerjesztések továbbítására használják neurotranszmitterek segítségével. A korábban elektromos jelet kémiai jellé alakítják, majd vissza elektromos jellé. Ez a fajta továbbítás csak egy irányban lehetséges (egyirányú).
Az elektromos cselekvési potenciál a neuron axonján keresztül vezet a preszinapsba. A preszinaptikus membránban a feszültség által vezérelt Ca csatornákat az akciós potenciál nyitja meg. A presinapsusban vannak kis hólyagok (Vezikula)amelyek tele vannak az adókkal. A megnövekedett kalciumkoncentráció hatására a vezikulák összeolvadnak a preszinaptikus membránnal, és a neurotranszmitterek felszabadulnak a szinaptikus hasadékba. Ezt a fajta transzportot exocitózisnak nevezik. Minél nagyobb az akciós potenciál frekvenciája, annál több hólyag szabadítja fel tárolt neurotranszmittereiket. A neurotranszmitterek ezután diffundálnak a kb. 30 nm széles szinaptikus résen keresztül, és kikötnek a neurotranszmitter receptorain. Ezek a posztszinaptikus membránon helyezkednek el. Ezek olyan csatornák is, amelyek ionotróp vagy metabotrop vannak.Ha a posztszinap motoros véglemez, akkor ez egy ionotrop csatorna, amely összeköti a hírvivő anyag két molekuláját (Acetilkolin) dokkoljon és nyissa ki így. Ez lehetővé teszi a kationok (főleg nátrium) beáramlását. Ez polarizálja a posztszinapszust, és gerjesztő posztszinaptikus potenciált (EPSP) hoz létre. Több EPSP-re van szükség ahhoz, hogy újra akciópotenciálsá váljon. Az EPSP-k összegzése időben és térben történik, és egy posztszinaptikus akciós potenciál keletkezik az úgynevezett axon dombon. Ez az akciós potenciál továbbadható ennek az idegsejtnek az axonján keresztül, és az egész folyamat elölről kezdődik a következő szinapszisnál. Ez egy izgalmas szinapszis cselekvése.
A gátló szinapszis viszont hiperpolarizált és inspirációs posztszinaptikus potenciálok (IPSP) keletkeznek. Gátló neurotranszmittereket, például glicint vagy GABA-t alkalmaznak.
Az információ kémiai szinapszisokon keresztül történő továbbítása egy kicsit tovább tart a neurotranszmitter felszabadulása és diffúziója miatt.
A neurotranszmittereket egyébként újrahasznosítják. Visszatérnek a szinaptikus hasadékból a preszinapsusba, és ismét hólyagokba vannak csomagolva. A kolinészteráz enzim fontos szerepet játszik az acetilkolin transzmitter anyagában. Hasítja a neurotranszmittert kolinná és ecetsavvá (acetát). Így az acetilkolin inaktív.
A szinaptikus átvitel kikapcsolására más módon is van lehetőség. Például a postsynapse kationcsatornái inaktiválhatók.

Esetleg ezek is érdekelhetnek: Idegrost

Szinaptikus hasadék

A szinaptikus hasadék a szinapszis része, és két egymást követő idegsejt közötti területet nevezi meg. Itt adják tovább a jelet a cselekvési potenciálok segítségével. A szinapszis motorvéglemez, vagyis az ideg közötti átmenet? és az izomsejtek ugyanazt a kifejezést használják.

Amint a "rés" szóból már látható, a cellák között van egy szóköz, így nincs közvetlen kapcsolat. A preszinapsus a szinaptikus hasadék egyik oldalán található. Ide érkezik az elektromos jel a felfelé irányuló idegsejtből. Idegközvetítők felszabadulásához vezet a vezikulákból, vagyis kémiai jellé alakul. Ezek aztán a szinaptikus résen keresztül vándorolnak, és eljutnak a downstream sejt posztszinaptikus membránjába. Itt található a szinaptikus rés másik oldala. A jelet a membránban lévő receptorok ismét elektromos jellé alakítják, és így eljutnak a második idegsejtbe. Az izgalom így továbbment.

A neurotranszmitterek például az acetilkolin, a szerotonin vagy a dopamin.

Esetleg ezek is érdekelhetnek: Acetilkolin, szerotonin, dopamin

Szinapszis mérgek - botox

Tipikus szinapszis toxinok a curare, a botulinum toxin, a tetanus toxin, az atropin, az E605 paration rovarirtó szer, a szarin és az alfa-laktrotoxin.
A szinapszis tökéletesen összehangolt komplex rendszer. Pontosan emiatt viszonylag hajlamos bizonyos anyagok interferenciájára is. Ezeket az úgynevezett szinapszis toxinokat neurotoxineknak is nevezik. Például az állat- és növényvilágban fordulnak elő, vagy baktériumok termelik őket.
Íme néhány példa a neurotoxinokra és azok működésére:
Curare: A Curare egy méreg a Dél-Amerikában növekvő növényekből. Az őslakosok nyílméregként használták vadászatra. A Curare az acetilkolin neurotranszmitter kompetitív antagonistája. Ez a motoros véglapon fordul elő. Curare kiszorítja az acetilkolint a posztszinapsz receptoraiból, de nem nyitja meg a receptort. Ennek megfelelően nincs EPSP és nincs továbbadva a cselekvési potenciál. Ez megbénítja az izmokat, és az érintett személy belehal a légzésbénulásba. Tehát halálos méreg.
Botulinum toxin: Ezt a toxint a Clostirdium botulinum baktérium állítja elő. A szükséges enzimek elpusztításával gátolja az acetilkolin neurotranszmitter felszabadulását a vezikulákból. Tehát az akciópotenciálok nem vihetők át a downstream izomsejtre, és ez következésképpen megbénul. A mérget helyileg használják a kozmetikai műtétek során, hogy megbénítsák az arcizmokat és ezáltal minimalizálják a ráncokat. Ebben az esetben "Botox" néven ismert. A neuromuszkuláris betegségek, például a görcsösség kezelésében is alkalmazzák. Ez a legerősebb ismert neurotoxin. Ezért csak nagyon alacsony koncentrációban szabad használni.

További információ erről a témáról: Botox

Tetanus toxin: Ezt a toxint a Clostirdium tetani nevű baktérium is termeli. Ezeket gyakran megtalálják a rozsdás fémeken. A sebekben optimális körülmények vannak a baktériumok elviselésére. Itt található a toxin belépési portja, hogy bejusson a szervezetbe. Akkor lesz retrográd a gerincvelő elülső szarvaihoz szállítják. Ott elpusztítja azokat az enzimeket, amelyek felelősek a gátló transzmitterek felszabadulásáért a vezikulákból. Ennek eredményeként a gátló interneuronok már nem működhetnek. A gátlás hiánya az izmok túlzott izgatásához vezet. Ez görcsökhöz és az úgynevezett ördög vigyorához vezet az érintettekben. A betegek állandóan megfeszült légzőizmok miatt fulladásban halnak meg. Szerencsére van oltás e toxin ellen.
Atropin: Az atropin a fekete halálos éjjeli árnyékban fordul elő. Kiszorítja az acetilkolinot a posztszinapszon lévő receptorokból, de nem váltja ki a csatornákat. Nincs nátrium-beáramlás, így nem alakulhat ki akciós potenciál.
Paration E 605 rovarirtó szer: A Paration E 605 rovarirtó szer gátolja a kolinészteráz enzimet, amelynek feltételezhető, hogy az acetilkolin a szinaptikus hasadékban hasít. Csak így lehet visszaszállítani a preszinpszisbe, és újra a vezikulákban tárolni. Ha ez nem lehetséges, következésképpen túl sok a neurotranszmitter, és ezáltal a posztszinapszis végleges depolarizációja következik be. Az izmok ekkor állandó görcsben vannak. A légzőizmok tartós összehúzódása végül halálhoz vezet. Az anyagot Németországban tiltják. Az inszekticid mellett a kémiai hadviselő szarinnak is ugyanaz a hatásmódja. Szerkezetileg hasonló a parationhoz, és felszívódik a légutakon és a bőrön keresztül. Kis dózisban is végzetes.
Alfa-laktrotoxin: Ez az anyag egy pók, a fekete özvegy mérge. A preszinapsus Ca csatornáinak végleges megnyílását okozza. Ez a feltételezett cselekvési potenciálok állandó továbbadásához és így izomgörcsökhöz vezet.

Esetleg ezek is érdekelhetnek: tetanusz