Sinapsă
De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Sinapsa este regiunea de comunicare dintre doi neuroni, sau un neuron şi un organ efector (muşchi, glandă etc.). Transmiterea impulsului nervos nu se realizează printr-un salt electric, deoarece membrana postsinaptică nu este excitabilă electric. Transmiterea se realizează printr-un mecanism chimic.
Cuprins |
[modifică] Scurt istoric
Denumirea de "sinapsă" a fost dată de Sherrington în 1897, şi, iniţial, se referea la locul de contact dintre doi neuroni. Santiago Ramón y Cajal a adus la începutul secolului argumente pentru întreruperea sistemului nervos la nivelul acestor sinapse. În 1921, a fost dovedită existenţa mediatorilor chimici de către Otto Loewi. Anul 1954 a fost marcant pentru istoria sinapsei, deoarece G. E. Palade, românul care a luat şi premiul Nobel, a studiat ultrastructura sinaptică cu microscopul electronic.
[modifică] Structura
Axonul se termină într-o porţiune lărgită care se numeşte buton sinaptic. Butonul sinaptic are o porţiune de membrană îngroşată unde se pierde mielina, denumită membrană presinaptică. Organitele predominante din butonul sinaptic sunt mitocondriile. De asemenea, aici se găsesc şi veziculele care stochează mediatorii chimici.
Între membrana presinaptică şi cea postsinaptică există un spaţiu liber cu o grosime de aproximativ 10-30 nm, denumită fantă sinaptică. În acest spaţiu se găseşte lichid extracelular.
A treia componentă este cea postsinaptică şi este reprezentată de regiunea receptoare a celui de-al doilea neuron (sau muşchi, glandă, etc.). Şi aici există o porţiune mai îngroşată de membrană plasmatică, numită densitate postsinaptică. Pe această densitate postsinaptică se aglomearează receptorii pentru mediatorii chimici. Aceşti receptori sunt formaţi dintr-o componentă care fixează molecula de mediatorul chimic şi o componentă reprezentată de un canal ionic. Aceste canale ionice, care se deschid numai sub acţiunea mediatorului chimic specific, determină depolarizarea celulei postsinaptice.
[modifică] Mecanismul
Mecanismul transmiterii sinaptice se desfăşoară în 6 etape.
- sinteza mediatorului - mediatorii sunt produşi atât la nivelul butonului terminal, cât şi în corpul celular.
- stocarea mediatorului - mediatorul se stochează în principal în butonul terminal, pentru a fi pregătit în momentul în care trebuie transmis semnalul
- eliberarea mediatorului - când depolarizarea neuronului presinaptic (care a primit la rândul lui un semnal) ajunge la butonul terminal, şi determină exoctioza, adică expulzarea conţinutului veziculelelor. Apoi, veziculele goale vor fi "reciclate" prin încorporarea lor în membrană, din care se vor forma, la un moment dat, alte vezicule.
- traversarea spaţiului sinaptic
- acţiunea postsinaptică - se face prin cuplarea moleculei de mediator cu receptorul specific, ceea ce determină modificări în structura postsinaptică.
- inactivarea mediatorului - este importantă pentru ca circuitul să se poată relua la apariţia unui nou stimul. Aceasta se poate realiza prin inactivarea enzimatică postsinaptică sau transsinaptică (prin enzime care distrug mediatorul), captarea postsinaptică (captarea în citoplasma postsinaptică şi inactivarea sa), difuzia extrasinaptică (inactivarea în afara spaţiului sinaptic) şi recaptarea (captarea mediatorului de zona presinaptică).
[modifică] Dezvoltarea şi plasticitatea sinaptică
Sinapsele nu sunt statice, nu sunt nişte porţi din fier prin care trec mediatorii. Ele işi pot modifica permanent funcţionalitatea, pot fi înlocuite, pot creşte sau scade în numar. Plasticitatea sinaptică constă în principal în trei lucruri:
- calitatea şi cantitatea mesagerilor eliberaţi
- calitatea şi numărul receptorilor postsinaptici
- modificarea dimensiunii fantei sinaptice
Lezarea sau distrugerea sinapsei duce la refacerea acesteia în aprox. 35-40 de zile. Dacă, de exemplu, se trece de la un mediu banal la unul complex, creşte numărul sinapselor cu peste 10%. Din această cauză este recomandat ca stimularea copiilor să fie făcută prin mijloace cât mai diverse, deoarece sinaptogeneza (adică formarea noilor sinapse) este pregnantă la copii, faţă de neurogeneză, care aproape că dispare dupa naştere (majoritatea neuronilor se produc înainte de naştere). Evoluţia cognitivă (procesele gândirii etc.) este strâns legată de dezvoltarea sinapselor. Este important ca stimularea să se menţină, mai ales până la vârsta adultă, deoarece sinapsele (create), care nu se mai folosesc, se distrug în timp.
Un exemplu interesant legat de dezvoltarea capacităţilor psihice şi de dezvoltarea neurobiologică este corelaţia dintre mielinizarea axonilor din encefal şi apariţia si progresul rapid al limbajului. (Vezi psihologia dezvoltării, neuroştiinţe cognitive, psihologia cognitivă.)
[modifică] Clasificare
Din punct de vedere al modalităţii de transmitere:
- sinapse chimice
- sinapse electrice - însă acestea sunt foarte rare. În general au o fantă sinaptică foarte redusă (2nm), prin care ionii pot circula foarte uşor. Se mai numesc şi gap junction.
Din punct de vedere al neurotransmiţatorului:
- sinapse colinergice - acetilcolină
- sinapse adrenergice - noradrenalină (norepinefrina)
- sinapse dopaminergice - dopamină
- sinapse serotoninergice - serotonină
- sinapse gabaergice - GABA
Din punct de vedere structural:
- tipul I, sinapse axo-dendritice (între un axon şi o dendrită), cu o fantă mai mare de 30 nm
- tipul II, sinapse axo-somatice, cu o fantă mai îngustă, de 20nm
- tipul III, sinapse cu o fantă de 2nm (de exemplu gap junctions)
Din punct de vedere al părţilor pre- şi postsinaptice:
- axo-dendritice
- axo-somatice
- axo-axonice
- dendro-dendritice
- somato-somatice
- dendro-somatice
[modifică] Particularităţi ale transmiterii sinaptice
- propagarea impulsului nervos se face într-o singură direcţie
- apare o întârziere sinaptică de circa 0,5 ms
- oboseala sinaptică, adică după o stimulare repetitivă a unei sinapse excitatorii, descărcările scad în frecvenţă
- facilitarea posttetanică, adică dacă se stimulează o sinapsă repetat şi rapid, după care se face o pauză, neuronul va fi mai sensibil pentru o perioadă de timp
- vulnerabilitatea la hipoxie, adică în lipsa oxigenului nu se mai realizează transmiterea sinaptică, deoarece fără oxigen nu se pot sintetiza unele substanţe ca de exemplu ATP-ul
- sumarea temporală şi spaţială, adică o serie de stimuli slabi veniţi unul după altul se pot suma şi crea o descărcare; respectiv un număr de stimuli se pot suma spaţial în cazul în care acţionează concomitent
- fenomene de convergenţă şi ocluzie, adică facilitarea unei sinapse se poate realiza dacă acţionează mai mulţi neuroni pe unul singur; respectiv fenomenul opus
- fenomenul de postdescărcare, adică după o stimulare, continuă descărcarea pentru o vreme.
[modifică] Referinţe
- Olteanu, A.& Lupu, V. (2000). Neurofiziologia sistemelor senzitivo-senzoriale. Presa Universitară Clujeană, Cluj-Napoca.
- Miu, A. C. & Olteanu, A. I. (2003). Neuroştiinţe. De la mecanisme moleculare şi celulare la comportament şi evoluţie. Vol. I: Dezvoltarea sistemului nervos. Dacia, Cluj-Napoca.
