Hvad er en synapsespalte til overførsel af information?

december 11, 2018
Synapsespalte er der, hvor der sker udveksling mellem præ- og postsynaptiske celler gennem udløsningen af neurotransmittorer, som har forskellige effekter på vores krop.

En synapse er, når to nerveceller forbindes for at overføre information fra den ene til den anden. Disse synapser finder sted uden, at de to nerveceller har direkte kontakt med hinanden. Det er som om, der er et mellemrum eller en spalte imellem (også kaldet synapsespalte).

Det er her, udvekslingen af indformation sker. Hvad sker der i en synapsespalte? Hvordan virker det? Vi vil forsøge at besvare disse spørgsmål i denne artikel.

Gennem en kemisk synapse udleder nervecellen, som afgiver information (præsynaptisk) en substans. I dette tilfælde er det en neurotransmitter, som gennem endegrene på axonerne under præsynapsen frigiver det ind i denne synapsespalte.

Herefter er den modtagende nervecelle (postsynaptisk) ansvarlig for at modtage informationen gennem sine dendritiske celler.

Det elektroniske mikroskop gør det muligt for os at se denne kommunikation mellem nervecellerne, hvor de ikke rører hinanden, men hvor det nærmest er, som om der er mellemrum imellem dem, når de frigiver deres neurotransmittorer. Hver enkelt af disse neurotransmittorer påvirker nervesystemets funktioner.

Kemiske synapser

Der findes overordnet to typer synapser: Elektroniske og kemiske. Kløften mellem præsynaptiske og postsynaptiske er grundlæggende større ved den kemiske synapse end ved den elektroniske, hvorfor det har fået sit navn synapsespalte.

Kendetegnet ved disse spalter er, at der er organeller afgrænset af membraner – kaldet den synaptiske vesikel – indeni den præsynaptiske axon terminal.

Kemisk synapse sker, når en kemisk substans (neurotransmittorer) frigives ind i den synaptiske spalte. Denne handling i den postsynaptiske membran producerer depolarisering eller hyperpolarisering. Sammenlignet med de elektroniske synapser kan kemiske synapser ændre signalerne, de afgiver, i forhold til de begivenheder, vi oplever.

illustration af synapse

Vesiklerne i den axone terminal lagrer neurotransmittorerne. Når behovet for en handling opstår i den axone terminal, og det depolariserer, vil kalciumkanalblokkerne åbne sig. Dette trænger gennem cytoplasmaet og skaber kemiske reaktioner, som får vesiklerne til at frastøde deres neurotransmittorer.

Vesiklerne er fulde af neurotransmittorer, som fungerer som beskeder mellem de kommunikerende nerveceller. En af de vigtigste neurotransmittorer i nervesystemet er acetylkolin. Det regulerer hjertets funktion og styrer også forskellige postsynaptiske mål i det centrale og perifære nervesystem.

Neurotransmittorernes egenskaber

Tidligere troede vi, at hver nervecelle var i stand til at danne eller frigive kun en bestemt neurotransmitter. Men i dag ved vi, at hver nervecelle kan frigive to eller flere. For at en substans kan blive betragtet som en neurotransmitter, skal det indeholde følgende krav:

  • Substansen skal være til stede i den præsynaptiske nervecelle, i axon terminalerne, opbevaret i vesiklerne.
  • Der er enzymer nok i den præsynaptiske celle til at danne substansen.
  • Neurotransmittorerne skal frigives, når en bestemt nerveimpuls kommer i axon terminalerne.
  • Det er nødvendigt, at receptorerne er til stede, som har et stort tilhørsforhold til det i den postsynaptiske membran.
illustration af nervebanerne

  • Tilførslen af substansen producerer forandringer i de postsynaptiske potentialer.
  • Deaktiverende mekanismer skal finde sted i synapsen eller omkring den.
  • Neurotransmittoren skal fuldføre principperne for den synaptiske efterligning. Vi skal være i stand til at reproducere neurotransmittorens handlinger i en udefrakommende anvendelse af substansen.

Neurotransmittorerne påvirker deres mål ved at interagere med receptorerne. Ligander er substanser, som binder sig til receptorerne og de kan have 3 effekter:

  • Agonistisk: Starter receptorernes normale effekter.
  • Antagonistisk: Dette er en ligand, som binder sig til en receptor for, at den ikke skal aktiveres. Den forhindrer andre ligander i at aktivere den.
  • Omvendt agonistisk: Binder sig til receptoren og starter en effekt, som er det modsatte af dens normale funktion.

Hvilke slags neurotransmittorer er der?

I hjernen bruger de fleste synaptiske kommunikationer 2 transmitterende substanser. Den første er Glutamat, som har en ophidsende effekt, og den anden er GABA, som har en undetrykkende effekt. Resten af transmittorerne tjener generelt set som modulatorer. Når de bliver frigivet, aktiverer de eller forhindrer de kredsløb med specifikke funktioner i hjernen.

Hver neurotransmitter, som bliver frigivet i synapsespalten, har én om end ikke flere funktioner. Det binder sig til bestemte receptorer og kan også påvirke andre neurotransmittorer, dæmpe eller starte andre neurotransmittorers effekter. Forskere har opdaget mere en 1000 forskellige typer af neurotransmittorer. De følgende er nogle af de mest kendte:

  • Acetylkolin: Forbindes med læring og kontrol af søvnfaser, hvor vi drømmer (REM).
  • Serotonin: Forbindes med søvn, stemning, følelser og læring. Det regulerer også vores motorik.
  • Epinefrin eller adrenalin: Bliver til et hormon, hvis kirtlen producerer det.
  • Norepifrin eller noradrenalin: Dets frigivelse skaber en øget opmærksomhed eller årvågenhed. I hjernen påvirker det de følelsesmæssige responser.
medicin

Synapser og medicin

I forbindelse med at neurotransmittorerne frigives i den synaptiske kløft og påvirker nervecellernes receptorer, er der udefrakommende kemiske substanser, som kan skabe den samme eller lignenede respons.

Ved “udefrakommende substanser” mener vi substanser, som kommer fra et andet sted end vores krop, som medicin. Det kan producere agonistiske eller antagonistiske effekter. De kan også påvirke forskellige aspekter af den kemiske synapse:

  • Nogle substanser har effekt på syntesen af de transmitterende substanser. Når substansen er i den første fase af syntesen, er det muligt at tilføje en forløber for at forøge dens produktion. En af dem er L-dopa, en dopamin agonist.
  • Andre agerer på opbevaringen og frigivelsen af transmittorerne. For eksempel blokerer beroligende midler opbevaringen af monoanminer i de synaptiske vesikler. Med andre ord så virker det som en monoamin antagonist.
  • De kan også påvirke receptorerne. Nogle substanser kan binde sig til receptorerne for at aktivere eller blokere dem.
  • Nogle kan også påvirke genoptagelsen eller degraderingen af den transmitterende substans. Nogle udefrakommende substanser kan forlænge forekomsten af den transmitterende substans i synapsespalten, som for eksempel kokain. Dette udsætter genoptagelsen af noradrenalin.

Synapsespalte kan påvirkes af andre midler

Hvis du får gentagne behandlinger med et bestemt middel, kan det nedsætte dets virkning. Det kaldes tolerance. Tolerance kan, når vi taler om narkotika, føre til et øget forbrug, som øger risikoen for overdosis. Når vi taler om medicin, kan det skabe en mindre effekt på det ønskede, som kan betyde, at en person må stoppe med at anvende den medicin.

Som du kan se, er synapsespalte der, hvor der sker udveksling mellem præ- og postsynaptiske celler gennem udløsningen af neurotransmittorer, som har forskellige effekter på vores krop. Ydermere kan forskellige midler modulere eller forandre denne komplekse mekanisme.

Carlson, N. (1996). Fisiologia de la conducta. Barcelona: Ariel.

Haines, DE. (2003). Principos de Neurociencia. Madrid: Elsevier Science.

Kandel, E.R., Schwartz, J.h. y Jesell, T.M. (1996). Neurociencia y conducta. Madrid: Prentice Hall.