Sinapse ir noteikta saskares zona starp nervu šūnu procesiem un citām neuzbudināmām un uzbudināmām šūnām, kas nodrošina informācijas signāla pārraidi. Sinapse morfoloģiski veidojas, saskaroties 2 šūnu membrānām. Membrānu, kas saistīta ar nervu šūnu izaugumu, sauc par šūnas presinaptisko membrānu, kurā nonāk signāls, tās otrais nosaukums ir postsinaptisks. Kopā ar piederību postsinaptiskajai membrānai sinapse var būt starpneironāla, neiromuskulāra un neirosekretāra. Vārdu sinapse 1897. gadā ieviesa Čārlzs Šeringtons (angļu fiziologs).
Kas ir sinapse?
Sinapse ir īpaša struktūra, kas nodrošina nervu impulsa pārnešanu no nervu šķiedras uz citu nervu šķiedru vai nervu šūnu, kā arī lai nervu šķiedra tiktu ietekmēta no receptoršūnas (apgabala, kurā atrodas nervs šūnas un cita nervu šķiedra saskaras viena ar otru), ir nepieciešamas divas nervu šūnas.
Sinapse ir neliela sadaļa neirona galā. Tas palīdz pārsūtīt informācijuno pirmā neirona uz otro. Sinapse atrodas trīs nervu šūnu zonās. Sinapses atrodas arī vietā, kur nervu šūna saskaras ar dažādiem ķermeņa dziedzeriem vai muskuļiem.
No kā sastāv sinapse
Sinapses struktūrai ir vienkārša shēma. Tas ir veidots no 3 daļām, no kurām katrā informācijas pārraides laikā tiek veiktas noteiktas funkcijas. Tādējādi šādu sinapses struktūru var saukt par piemērotu nervu impulsa pārnešanai. Informācijas pārraides procesu tieši ietekmē divas galvenās šūnas: uztvere un pārraide. Pārraidošās šūnas aksona galā atrodas presinaptiskais gals (sinapses sākuma daļa). Tas var ietekmēt neirotransmiteru palaišanu šūnā (šim vārdam ir vairākas nozīmes: mediatori, mediatori vai neirotransmiteri) - noteiktas ķīmiskas vielas, ar kuru palīdzību tiek pārraidīts elektriskais signāls starp 2 neironiem.
Sinaptiskā plaisa ir sinapses vidusdaļa – tā ir plaisa starp 2 mijiedarbojošām nervu šūnām. Caur šo spraugu no raidošās šūnas nāk elektriskais impulss. Sinapses beigu daļa ir šūnas uztverošā daļa, kas ir postsinaptiskais gals (kontaktējošais šūnas fragments ar dažādiem jutīgiem receptoriem tās struktūrā).
Synapse mediatori
Starpnieks (no latīņu valodas Media - raidītājs, starpnieks vai vidus). Šādi sinapses mediatori ir ļoti svarīgi nervu impulsu pārnešanas procesā.
Morfoloģiskā atšķirība starp inhibējošām un ierosinošām sinapsēm ir tāda, ka tām nav mediatoru atbrīvošanas mehānisma. Par starpnieku inhibējošajā sinapsē, motorajā neironā un citās inhibējošajās sinapsēs tiek uzskatīta aminoskābe glicīns. Bet sinapses inhibējošo vai ierosinošo raksturu nosaka nevis to mediatori, bet gan postsinaptiskās membrānas īpašības. Piemēram, acetilholīns rada ierosinošu efektu termināļu neiromuskulārajā sinapsē (miokarda vagusa nervi).
Acetilholīns kalpo kā ierosinošs mediators holīnerģiskajās sinapsēs (motorā neirona muguras smadzeņu gals spēlē tajās presinaptisko membrānu), sinapsē uz Ranšova šūnām, sviedru dziedzeru presinaptiskajā galā, virsnieru medulla, zarnu sinapsē un simpātiskās nervu sistēmas ganglijos. Acetilholīnesterāze un acetilholīns tika atrasti arī dažādu smadzeņu daļu frakcijās, dažreiz lielos daudzumos, taču, izņemot holīnerģisko sinapses Ranshaw šūnās, tās vēl nav spējušas identificēt citas holīnerģiskās sinapses. Pēc zinātnieku domām, ļoti iespējams, ka acetilholīna mediatora ierosinošā funkcija centrālajā nervu sistēmā.
Katelhomīnus (dopamīnu, norepinefrīnu un epinefrīnu) uzskata par adrenerģiskiem neirotransmiteriem. Adrenalīns un norepinefrīns tiek sintezēti simpātiskā nerva galā, virsnieru dziedzera, muguras smadzeņu un smadzeņu galvas vielas šūnā. Aminoskābes (tirozīns un L-fenilalanīns) tiek uzskatītas par izejvielu, un adrenalīns ir sintēzes galaprodukts. Veic arī starpproduktu, kas ietver norepinefrīnu un dopamīnuneirotransmiteru funkcija sinapsē, kas izveidota simpātisko nervu galos. Šī funkcija var būt vai nu inhibējoša (zarnu sekrēcijas dziedzeri, vairāki sfinkteri un bronhu un zarnu gludie muskuļi), vai arī ierosinoša (noteiktu sfinkteru un asinsvadu gludie muskuļi, miokarda sinapsē - norepinefrīns, smadzeņu zemādas kodolos - dopamīns).
Kad sinapses neirotransmiteri pabeidz savu funkciju, kateholamīns tiek absorbēts presinaptiskajā nervu galā un tiek ieslēgts transmembrānu transports. Neirotransmiteru uzsūkšanās laikā sinapses tiek pasargātas no priekšlaicīgas piegādes izsīkuma ilgstoša un ritmiska darba laikā.
Synapse: galvenie veidi un funkcijas
Lenglijs 1892. gadā ierosināja, ka sinaptiskā transmisija zīdītāju veģetatīvā ganglijā pēc būtības nav elektriska, bet gan ķīmiska. Pēc 10 gadiem Eliots uzzināja, ka adrenalīns tiek iegūts no virsnieru dziedzeriem ar tādu pašu efektu kā simpātisko nervu stimulācija.
Pēc tam tika ierosināts, ka adrenalīnu spēj izdalīt neironi un, kad tas ir uzbudināts, to izdala nervu gals. Bet 1921. gadā Levijs veica eksperimentu, kurā viņš noteica transmisijas ķīmisko raksturu veģetatīvā sinapsē starp sirds un vagusa nerviem. Viņš piepildīja vardes sirds traukus ar fizioloģisko šķīdumu un stimulēja vagusa nervu, radot lēnu sirdsdarbību. Kad šķidrums tika pārnests no kavētās sirdsdarbības uz nestimulēto sirdi, tas sita lēnāk. Ir skaidrs, ka izraisīja klejotājnerva stimulācijuinhibējošās vielas izdalīšanās šķīdumā. Acetilholīns pilnībā atkārtoja šīs vielas iedarbību. 1930. gadā Feldbergs un viņa līdzstrādnieki beidzot noteica lomu acetilholīna sinaptiskajā pārnešanā veģetatīvās nervu sistēmas ganglijā.
Synapse Chemical
Ķīmiskā sinapse būtiski atšķiras kairinājuma pārnešanā ar mediatora palīdzību no presinapses uz postsinapsi. Tāpēc ķīmiskās sinapses morfoloģijā veidojas atšķirības. Ķīmiskā sinapse biežāk sastopama mugurkaula CNS. Tagad ir zināms, ka neirons spēj izolēt un sintezēt mediatoru pāri (līdzāspastāvošos mediatorus). Neironiem piemīt arī neirotransmitera plastiskums - iespēja attīstības laikā mainīt galveno neirotransmiteru.
Neiromuskulārais savienojums
Šī sinapse veic ierosmes pārraidi, taču šo savienojumu var iznīcināt dažādi faktori. Pārnešana beidzas acetilholīna izmešanas sinaptiskajā spraugā bloķēšanas laikā, kā arī tā satura pārsniegšanas laikā postsinaptisko membrānu zonā. Daudzas indes un zāles ietekmē uztveršanu, izvadi, kas ir saistīta ar postsinaptiskās membrānas holīnerģiskiem receptoriem, tad muskuļu sinapse bloķē ierosmes pārraidi. Ķermenis mirst nosmakšanas laikā un pārtrauc elpošanas muskuļu kontrakciju.
Botulīns ir sinapsē esošais mikrobu toksīns, tas bloķē ierosmes pārnešanu, iznīcinot sintaksīna proteīnu presinaptiskajā terminālī, ko kontrolē acetilholīna izdalīšanās sinaptiskajā spraugā. Vairākasindīgas kaujas vielas, farmakoloģiskie preparāti (neostigmīns un prozerīns), kā arī insekticīdi bloķē ierosmes novadīšanu neiromuskulārajā sinapsē, inaktivējot acetilholīnesterāzi – enzīmu, kas iznīcina acetilholīnu. Tāpēc postsinaptiskās membrānas zonā uzkrājas acetilholīns, samazinās jutība pret mediatoru, tiek atbrīvotas postsinaptiskās membrānas un receptoru bloks tiek iegremdēts citozolā. Acetilholīns būs neefektīvs, un sinapse tiks bloķēta.
Nervu sinapse: funkcijas un komponenti
Sinapsi ir savienojums starp kontaktpunktu starp divām šūnām. Turklāt katrs no tiem ir ietverts savā elektrogēnā membrānā. Sinapse sastāv no trim galvenajām sastāvdaļām: postsinaptiskā membrāna, sinaptiskā plaisa un presinaptiskā membrāna. Postsinaptiskā membrāna ir nervu gals, kas pāriet uz muskuļiem un nolaižas muskuļu audos. Presinaptiskajā reģionā ir pūslīši - tie ir slēgti dobumi, kuriem ir neirotransmiters. Viņi vienmēr ir kustībā.
Tuvojoties nervu galu membrānai, pūslīši saplūst ar to, un neiromediators nonāk sinaptiskajā spraugā. Viena pūslīša satur mediatora kvantu un mitohondrijus (tie ir nepieciešami mediatora - galvenā enerģijas avota - sintēzei), pēc tam no holīna tiek sintezēts acetilholīns un fermenta acetilholīna transferāzes ietekmē tiek pārstrādāts acetilCoA).
Sinaptiskā plaisa starp post- un presinaptiskajām membrānām
Dažādās sinapsēs atstarpes lielums ir atšķirīgs. Šī telpapildīts ar starpšūnu šķidrumu, kas satur neirotransmiteru. Postsinaptiskā membrāna aptver nervu gala saskares vietu ar mioneirālās sinapses inervēto šūnu. Noteiktās sinapsēs postsinaptiskā membrāna izveido kroku, palielinot kontakta laukumu.
Papildu vielas, kas veido postsinaptisko membrānu
Pestinaptiskās membrānas zonā atrodas šādas vielas:
- Receptors (holīnerģiskais receptors mioneirālajā sinapsē).
- Lipoproteīns (ļoti līdzīgs acetilholīnam). Šim proteīnam ir elektrofīls gals un jonu galva. Galva nonāk sinaptiskajā spraugā un mijiedarbojas ar acetilholīna katjonu galvu. Šīs mijiedarbības dēļ mainās postsinaptiskā membrāna, pēc tam notiek depolarizācija un atveras potenciāli atkarīgi Na kanāli. Membrānas depolarizācija netiek uzskatīta par sevi pastiprinošu procesu;
- Pakāpeniski tā potenciāls uz postsinaptiskās membrānas ir atkarīgs no mediatoru skaita, tas ir, potenciālu raksturo lokālas ierosmes īpašības.
- holīnesterāze – tiek uzskatīta par proteīnu, kam ir fermentatīva funkcija. Pēc struktūras tas ir līdzīgs holīnerģiskajam receptoram, un tam ir līdzīgas īpašības ar acetilholīnu. Holīnesterāze iznīcina acetilholīnu, sākotnēji to, kas ir saistīts ar holīnerģisko receptoru. Holīnesterāzes iedarbībā holīnerģiskais receptors noņem acetilholīnu, veidojas postsinaptiskās membrānas repolarizācija. Acetilholīns sadalās līdz etiķskābei un holīnam, kas nepieciešams muskuļu audu trofikai.
Ar esošā transporta palīdzību holīns tiek attēlots uz presinaptiskās membrānas, tiek izmantots jauna mediatora sintezēšanai. Mediatora ietekmē postsinaptiskās membrānas caurlaidība mainās, un holīnesterāzes ietekmē jutība un caurlaidība atgriežas sākotnējā vērtībā. Ķīmijreceptori spēj mijiedarboties ar jauniem mediatoriem.
