Das neuronale Synapse Es besteht aus der Vereinigung der Endknöpfe zweier Neuronen, um Informationen zu übertragen. In diesem Zusammenhang sendet ein Neuron die Nachricht, während ein Teil des anderen sie empfängt..
Daher erfolgt die Kommunikation normalerweise in einer Richtung: vom Endknopf eines Neurons oder einer Zelle zur Membran der anderen Zelle, obwohl es einige Ausnahmen gibt. Ein einzelnes Neuron kann Informationen von Hunderten von Neuronen empfangen.
Jedes einzelne Neuron empfängt Informationen von den Endknöpfen anderer Nervenzellen, und die Endknöpfe der letzteren bilden wiederum Synapsen mit anderen Neuronen.
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Der Endknopf ist definiert als eine kleine Verdickung am Ende eines Axons, die Informationen an die Synapse sendet. Während ein Axon eine Art länglicher und dünner "Draht" ist, der Nachrichten vom Kern des Neurons zu seinem Endknopf transportiert..
Die Endknöpfe von Nervenzellen können mit der Membran des Somas oder der Dendriten synapsen.
Das Soma oder der Zellkörper enthält den Kern des Neurons; Es verfügt über Mechanismen, die die Wartung der Zelle ermöglichen. Stattdessen sind Dendriten baumartige Zweige des Neurons, die aus dem Soma stammen..
Wenn sich ein Aktionspotential durch das Axon eines Neurons bewegt, setzen die Terminalknöpfe Chemikalien frei. Diese Substanzen können anregende oder hemmende Wirkungen auf die Neuronen haben, mit denen sie verbunden sind. Am Ende des gesamten Prozesses führen die Auswirkungen dieser Synapsen zu unserem Verhalten.
Ein Aktionspotential ist das Produkt von Kommunikationsprozessen innerhalb eines Neurons. Darin gibt es eine Reihe von Veränderungen in der Axonmembran, die die Freisetzung von Chemikalien oder Neurotransmittern verursachen.
Neuronen tauschen an ihren Synapsen Neurotransmitter aus, um sich gegenseitig Informationen zu senden.
Neuronen kommunizieren über Synapsen und Nachrichten werden durch Freisetzung von Neurotransmittern übertragen. Diese Chemikalien diffundieren in den Flüssigkeitsraum zwischen den Anschlussknöpfen und den Membranen, die Synapsen bilden..
Das Neuron, das über seinen Endknopf Neurotransmitter freisetzt, wird als präsynaptisches Neuron bezeichnet. Während derjenige, der die Informationen empfängt, das postsynaptische Neuron ist.
Wenn letzterer Neurotransmitter einfängt, entstehen die sogenannten synaptischen Potentiale. Das heißt, es handelt sich um Veränderungen des Membranpotentials des postsynaptischen Neurons..
Um zu kommunizieren, müssen Zellen Chemikalien (Neurotransmitter) absondern, die von spezialisierten Rezeptoren nachgewiesen werden. Diese Rezeptoren bestehen aus spezialisierten Proteinmolekülen.
Diese Phänomene unterscheiden sich einfach durch den Abstand zwischen dem Neuron, das die Substanz freisetzt, und den Rezeptoren, die sie einfangen..
Somit werden Neurotransmitter durch die Endknöpfe des präsynaptischen Neurons freigesetzt und durch Rezeptoren auf der Membran des postsynaptischen Neurons nachgewiesen. Beide Neuronen müssen sich in kurzer Entfernung befinden, damit diese Übertragung stattfinden kann..
Entgegen der landläufigen Meinung verbinden sich Neuronen, die chemische Synapsen bilden, jedoch nicht physisch. Tatsächlich gibt es zwischen ihnen einen Raum, der als synaptischer Raum oder synaptischer Spalt bekannt ist..
Dieser Raum scheint von Synapse zu Synapse zu variieren, ist aber im Allgemeinen etwa 20 Nanometer breit. In der synaptischen Spalte befindet sich ein Filamentnetzwerk, das die prä- und postsynaptischen Neuronen ausgerichtet hält..
Damit ein Informationsaustausch zwischen zwei Neuronen oder neuronalen Synapsen stattfinden kann, muss zuerst ein Aktionspotential auftreten.
Dieses Phänomen tritt in dem Neuron auf, das die Signale sendet. Die Membran dieser Zelle ist elektrisch geladen. In Wirklichkeit sind die Membranen aller Zellen in unserem Körper elektrisch geladen, aber nur Axone können Aktionspotentiale provozieren.
Die Differenz zwischen dem elektrischen Potential innerhalb und außerhalb des Neurons wird als Membranpotential bezeichnet..
Diese elektrischen Veränderungen zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Neurons werden durch vorhandene Ionenkonzentrationen wie Natrium und Kalium vermittelt..
Bei einer sehr schnellen Umkehrung des Membranpotentials tritt ein Aktionspotential auf. Es besteht aus einem kurzen elektrischen Impuls, den das Axon vom Soma oder Kern des Neurons zu den Endknöpfen leitet.
Es sollte hinzugefügt werden, dass das Membranpotential eine bestimmte Anregungsschwelle überschreiten muss, damit das Aktionspotential auftritt. Dieser elektrische Impuls wird in chemische Signale umgewandelt, die über den Anschlussknopf abgegeben werden..
Neuronen enthalten Säcke, die als synaptische Vesikel bezeichnet werden und groß oder klein sein können. Alle Endknöpfe haben kleine Vesikel, die Neurotransmittermoleküle im Inneren tragen..
Vesikel werden in einem Mechanismus produziert, der sich im Soma befindet und als Golgi-Apparat bezeichnet wird. Sie werden dann in die Nähe des Terminalknopfes transportiert. Sie können jedoch auch auf dem Anschlussknopf aus "recyceltem" Material hergestellt werden..
Wenn ein Aktionspotential entlang des Axons gesendet wird, tritt eine Depolarisation (Anregung) der präsynaptischen Zelle auf. Infolgedessen öffnen sich die Kalziumkanäle des Neurons, so dass Kalziumionen in das Neuron eindringen können..
Diese Ionen binden an Moleküle auf den Membranen der synaptischen Vesikel, die sich auf dem Endknopf befinden. Diese Membran bricht und verschmilzt mit der Membran des Anschlussknopfes. Dies bewirkt die Freisetzung des Neurotransmitters in den synaptischen Raum..
Das Zytoplasma der Zelle fängt die verbleibenden Membranstücke ein und transportiert sie zu den Zisternen. Dort werden sie recycelt und bilden mit ihnen neue synaptische Vesikel..
Das postsynaptische Neuron hat Rezeptoren, die Substanzen einfangen, die sich im synaptischen Raum befinden. Diese sind als postsynaptische Rezeptoren bekannt und führen bei Aktivierung dazu, dass sich Ionenkanäle öffnen..
Wenn sich diese Kanäle öffnen, gelangen bestimmte Substanzen in das Neuron und verursachen ein postsynaptisches Potential. Dies kann abhängig von der Art des geöffneten Ionenkanals anregende oder hemmende Wirkungen auf die Zelle haben.
Normalerweise treten exzitatorische postsynaptische Potentiale auf, wenn Natrium in die Nervenzelle gelangt. Während die Inhibitoren durch den Austritt von Kalium oder den Eintritt von Chlor produziert werden.
Der Eintritt von Kalzium in das Neuron verursacht exzitatorische postsynaptische Potentiale, aktiviert jedoch auch spezialisierte Enzyme, die physiologische Veränderungen in dieser Zelle hervorrufen. Zum Beispiel löst es die Verschiebung von synaptischen Vesikeln und die Freisetzung von Neurotransmittern aus.
Es erleichtert auch strukturelle Veränderungen im Neuron nach dem Lernen..
Postsynaptische Potentiale sind normalerweise sehr kurz und enden durch spezielle Mechanismen.
Eine davon ist die Inaktivierung von Acetylcholin durch ein Enzym namens Acetylcholinesterase. Neurotransmittermoleküle werden durch Wiederaufnahme oder Wiederaufnahme durch Transporter, die sich in der präsynaptischen Membran befinden, aus dem synaptischen Raum entfernt.
Somit haben sowohl präsynaptische als auch postsynaptische Neuronen Rezeptoren, die das Vorhandensein von Chemikalien in ihrer Umgebung erfassen..
Es gibt präsynaptische Rezeptoren, sogenannte Autorezeptoren, die die Menge des vom Neuron freigesetzten oder synthetisierten Neurotransmitters steuern.
In ihnen findet eine elektrische Neurotransmission statt. Die beiden Neuronen sind physikalisch durch Proteinstrukturen verbunden, die als Gap Junctions bekannt sind..
Diese Strukturen ermöglichen es, dass Änderungen der elektrischen Eigenschaften eines Neurons das andere direkt beeinflussen und umgekehrt. Auf diese Weise würden die beiden Neuronen so tun, als wären sie eins..
Die chemische Neurotransmission erfolgt an chemischen Synapsen. Prä- und postsynaptische Neuronen sind durch den synaptischen Raum getrennt. Ein Aktionspotential im präsynaptischen Neuron würde die Freisetzung von Neurotransmittern verursachen.
Diese erreichen die synaptische Spalte und stehen zur Verfügung, um ihre Wirkung auf postsynaptische Neuronen auszuüben.
Ein Beispiel für eine exzitatorische neuronale Synapse wäre der Entzugsreflex beim Ausbrennen. Ein sensorisches Neuron würde das heiße Objekt erkennen, da es seine Dendriten stimulieren würde.
Dieses Neuron würde Nachrichten über sein Axon an seine im Rückenmark befindlichen Endknöpfe senden. Die Endknöpfe des sensorischen Neurons würden Chemikalien freisetzen, die als Neurotransmitter bekannt sind und das Neuron anregen würden, mit dem es synchronisiert. Insbesondere für ein Interneuron (das zwischen sensorischen und motorischen Neuronen vermittelt).
Dies würde dazu führen, dass das Interneuron Informationen entlang seines Axons sendet. Die Endknöpfe des Interneurons sezernieren wiederum Neurotransmitter, die das Motoneuron anregen..
Diese Art von Neuron würde Nachrichten entlang seines Axons senden, das sich an einen Nerv bindet, um den Zielmuskel zu erreichen. Sobald die Neurotransmitter durch die Endknöpfe des Motoneurons freigesetzt werden, ziehen sich die Muskelzellen zusammen, um sich vom heißen Objekt zu entfernen..
Diese Art der Synapse ist etwas komplizierter. Im folgenden Beispiel wird Folgendes angegeben: Stellen Sie sich vor, Sie nehmen ein sehr heißes Tablett aus dem Ofen. Sie tragen Fäustlinge, um sich nicht zu verbrennen. Sie sind jedoch etwas dünn und werden durch die Hitze überwunden. Anstatt das Tablett auf den Boden zu werfen, versuchen Sie, der Hitze ein wenig zu widerstehen, bis Sie es auf eine Oberfläche stellen.
Die Rückzugsreaktion unseres Körpers auf einen schmerzhaften Reiz hätte uns dazu gebracht, das Objekt loszulassen, obwohl wir diesen Impuls kontrolliert haben. Wie entsteht dieses Phänomen??
Die von der Schale kommende Wärme wird wahrgenommen, wodurch die Aktivität der exzitatorischen Synapsen auf den Motoneuronen erhöht wird (wie im vorherigen Abschnitt erläutert). Dieser Erregung wird jedoch durch eine Hemmung entgegengewirkt, die von einer anderen Struktur ausgeht: unserem Gehirn..
Es werden Informationen gesendet, die darauf hinweisen, dass es eine totale Katastrophe sein kann, wenn wir das Fach fallen lassen. Daher werden Nachrichten an das Rückenmark gesendet, die den Rückzugsreflex verhindern..
Dazu erreicht ein Axon eines Gehirnneurons das Rückenmark, wo seine Endknöpfe mit einem hemmenden Interneuron synchronisieren. Es sezerniert einen hemmenden Neurotransmitter, der die Motoneuronaktivität reduziert und den Entzugsreflex blockiert..
Wichtig ist, dass dies nur Beispiele sind. Die Prozesse sind wirklich komplexer (insbesondere die hemmenden), an denen Tausende von Neuronen beteiligt sind.
- Axodendritische Synapsen: Bei diesem Typ wird der Anschlussknopf mit der Oberfläche eines Dendriten verbunden. Oder mit dendritischen Stacheln, bei denen es sich um kleine Vorsprünge handelt, die sich in einigen Arten von Neuronen auf den Dendriten befinden.
- Axosomatische Synapsen: In diesen Fällen passt sich der Endknopf an das Soma oder den Kern des Neurons an.
- Axoaxonische Synapsen: Der Endknopf der präsynaptischen Zelle verbindet sich mit dem Axon der postsynaptischen Zelle. Diese Art von Synapse funktioniert anders als die beiden anderen. Seine Funktion besteht darin, die Menge an Neurotransmitter zu verringern oder zu erhöhen, die durch die Terminaltaste freigesetzt wird. Somit fördert oder hemmt es die Aktivität des präsynaptischen Neurons.
Es wurden auch dendrodendritische Synapsen gefunden, aber ihre genaue Rolle bei der neuronalen Kommunikation ist derzeit nicht bekannt..
Während der neuronalen Kommunikation werden nicht nur Neurotransmitter wie Serotonin, Acetylcholin, Dopamin, Noradrenalin usw. freigesetzt. Andere Chemikalien wie Neuromodulatoren können ebenfalls freigesetzt werden.
Diese werden so genannt, weil sie die Aktivität vieler Neuronen in einem bestimmten Bereich des Gehirns modulieren. Sie scheiden in größerer Menge aus und legen größere Entfernungen zurück, wobei sie sich weiter ausbreiten als Neurotransmitter.
Eine andere Art von Substanz sind Hormone. Diese werden von Zellen der endokrinen Drüsen freigesetzt, die sich in verschiedenen Körperteilen wie Magen, Darm, Nieren und Gehirn befinden..
Hormone werden in die extrazelluläre Flüssigkeit (außerhalb der Zellen) freigesetzt und anschließend von Kapillaren aufgenommen. Sie werden dann über den Blutkreislauf im ganzen Körper verteilt. Diese Substanzen können an Neuronen binden, die spezielle Rezeptoren haben, um sie aufzunehmen..
Somit können Hormone das Verhalten beeinflussen und die Aktivität der Neuronen verändern, die sie erhalten. Beispielsweise scheint Testosteron bei den meisten Säugetieren die Aggressivität zu erhöhen..
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