Synapses са връзките между нервните клетки и сензорните, мускулните или жлезистите клетки, или между две или повече нервни клетки. Те служат за предаване на сигнали и стимули. Предаването на стимул е предимно химично посредством невротрансмитери. Също така има синапси които предават своите потенциал за действие директно чрез електрически средства, което прави предаването на стимули по-бързо и следователно е изгодно, например, в мускулите рефлекс. Електрически синапсиза разлика от химическите синапси, може да предава стимули в двете посоки.
Какво представляват синапсите?
Синапсите позволяват предаването на стимули и сигнали между нервните клетки (неврони) и между нервните клетки и сензорните, мускулните и жлезистите клетки. Името се връща към британския физиолог сър Чарлз Шерингтън и произлиза от древногръцкото „syn“ за заедно и „haptein“ за схващане или схващане. Според вида на предаване на стимула от предавателната клетка към приемната клетка се прави разлика между химически и електрически синапси. В химическите синапси електрическият потенциал, който се предава от изпращащата клетка, се преобразува в химически пратеник (невротрансмитер) в синаптичната мембрана. Тесната празнина, която съществува между синапсите на изпращащата и приемащата клетка, се преодолява от невротрансмитер и по-рано електрически потенциал за действие се превежда обратно в едно. Ако приемащата клетка е мускулна или жлезна клетка, тя се превръща в действие или, в случай на друг неврон, се предава като електрическа потенциал за действие. Този тип предаване на сигнал има предимството, че е насочен, еднопосочен, трансфер на информация. За разлика от тях, електрическите синапси могат да предават стимули в двете посоки, двупосочно.
Анатомия и структура
Синапсът винаги се състои от предаваща част или предавател, копчето на терминала на аксон който завършва с така наречената пресинаптична мембрана. Обратната приемаща част на синапса, терминалният копче на дендрит, завършва с постсинаптичната мембрана. Между пресинаптичната и постсинаптичната мембрана е синаптична цепка. Той е много тесен и е 10 до 20 nm в химически синапси. В електрическите синапси празнината достига само стойности около 3.5 nm. При хората броят на синапсите се изчислява на невъобразимата стойност от около 100 трилиона, съответстваща на 1 с 14 нули. Пресинаптичните терминални копчета на аксоните държат специфични невротрансмитери в така наречените везикули. За да осигурят енергия, терминалните копчета съдържат множество митохондрии и все още други органели. Когато пристигне потенциал за действие, везикулите изпразват невротрансмитерите в синаптична цепка в хода на екзоцитозата. Рецепторната част на синапса, терминалният бутон на дендритната или действителната клетка (мускулна или жлезна клетка), съдържа специални рецептори в мембраната си, към които се освобождава невротрансмитер може да се скачи, което води до повторно превръщане в потенциал за електрическо действие или мускулна контракция или секреция на жлеза.
Функция и задачи
В зависимост от тяхната функция синапсите могат да бъдат разделени на ефекторни синапси, сензорни синапси и междуневронални синапси.
- Ефекторните синапси осигуряват връзката между невроните и мускулните клетки или невроните и жлезистите клетки.
- Възбуждащите ефекторни синапси служат за командване на мускулните клетки да се свиват или на клетките на жлезите да се секретират.
- Инхибиторните ефекторни синапси, от друга страна, предават обратната информация, а именно за отпускане на мускулите и спиране на секрецията на жлезата.
- Сензорните синапси имат задачата да приемат сензорни сигнали от сензорни клетки и рецептори като фоторецептори в ретината, болка рецептори (ноцицептори), термични сензори, датчици за налягане и напрежение и много други и ги предават на съответните комутационни центрове в мозък.
- В огромно количество се срещат междуневронални синапси, които образуват кръстосана връзка между два или повече неврона мозък. Съществуват голям брой възможни взаимовръзки, на практика всички от които също се срещат, всяка с различни задачи.
Например, има връзки между аксони и дендрити,
Аксони и клетъчни тела (сома), между дендритните сплетения на два неврона и преки връзки между клетъчните тела на два неврона. Междуневроналните синапси се използват за сложна обработка на информация, например в рамките на автономната нервната система, но също и за обработка на сложна информация в цялостна картина в централната нервна система.
- Всеки химически синапс е специализиран за определен невротрансмитер или задържа този конкретен невротрансмитер в своите везикули. Следователно, химическите синапси също могат да бъдат диференцирани според „техните“ невротрансмитери, като адренергични, холинергични и допаминергични синапси, според невротрансмитерите адреналин, ацетилхолин or допамин.
- Електрическите синапси влизат в игра, където екстремната скорост на предаване на стимула е важна, например при задействането на мускулите рефлекс.
Оплаквания и заболявания
През 2014 г. изследователите в Балтимор демонстрираха това ген мутации олово до нарушено образуване на синапси, което може да причини психични заболявания като шизофрения и основен депресия. Далеч по-добре е известно, че токсините олово до смущения във функцията на синапса с понякога сериозни ефекти. Или веществата блокират освобождаването на невротрансмитери в синаптична цепка или те са толкова подобни на невротрансмитерите, че се качват на рецепторите на постсинаптичната мембрана на тяхно място. И в двата случая синаптичната функция е значително до напълно нарушена и блокирана. Пример за блокиране на екзоцитоза в пресинаптичната мембрана е ботулинов токсин синтезиран от Clostridia бактерии. Невротоксинът, известен също като ботокс, има парализиращ ефект върху мускулите - подобно на тетанус токсин - тъй като ефекторните синапси вече не могат да предават стимул за свиване на мускулните влакна. В тежки случаи това може олово до дихателна парализа, водеща до смърт. Много отрови за паяци, насекоми и медузи, както и отрови от различни гъбички, са отрови за синапси. Drugs , като алкохол, никотин, халюциногени като LSD, и също психотропни лекарства са също отрови за синапси с различно въздействие.
