Синапси в нервовій системі

У центральній нервовій системі синапс - це невелика щілина в кінці нейрона, що дозволяє сигналу переходити від одного нейрона до іншого. Синапси знаходять там, де нервові клітини з'єднуються з іншими нервовими клітинами.

Синапси є ключовими для функції мозку, особливо якщо мова йде про пам’ять.

Термін синапс був вперше введений в 1897 році фізіологом Майклом Фостером у його "Підручнику з фізіології" і походить від грецькоїсинапсис, що означає "сполучник".

Що роблять синапси

Коли нервовий сигнал досягає кінця нейрона, він не може просто перейти до наступної клітини. Натомість він повинен викликати вивільнення нейромедіаторів, які потім можуть переносити імпульс через синапс до наступного нейрона.

Як тільки нервовий імпульс викликає вивільнення нейромедіаторів, ці хімічні вісники перетинають крихітну синаптичну щілину і приймаються рецепторами на поверхні наступної клітини.

Ці рецептори діють так само, як замок, тоді як нейромедіатори функціонують майже як ключі. Нейромедіатори можуть збуджувати або гальмувати нейрон, з яким вони зв’язуються.

Думайте про нервовий сигнал, як про електричний струм, а про нейрони, як про дроти. Синапсами будуть розетки або розподільні коробки, які підключають струм до лампи (або іншого вибраного вами електричного приладу), дозволяючи лампі запалюватися.

Частини синапсу

Синапси складаються з трьох основних частин:

• Пресинаптичне закінчення, що містить нейромедіатори
• Синаптична щілина між двома нервовими клітинами
• Постсинаптичне закінчення, що містить сайти рецепторів

Електричний імпульс рухається по аксону нейрона, а потім ініціює вивільнення крихітних пухирців, що містять нейромедіатори. Потім ці везикули зв’язуються з мембраною пресинаптичної клітини, вивільняючи нейромедіатори в синапс.

Ці хімічні вісники перетинають синаптичну щілину і з’єднуються з рецепторними ділянками в сусідній нервовій клітині, викликаючи електричний імпульс, відомий як потенціал дії.

Типи

Існує два основних типи синапсів:

• Хімічні синапси
• Електричні синапси

Хімічні синапси

У хімічному синапсі електрична активність в пресинаптичному нейроні викликає вивільнення хімічних вісників - нейромедіаторів.

Нейромедіатори дифундують по синапсу і зв'язуються зі спеціалізованими рецепторами постсинаптичної клітини.

Потім нейромедіатор або збуджує, або пригнічує постсинаптичний нейрон. Збудження призводить до спрацьовування потенціалу дії, тоді як гальмування перешкоджає поширенню сигналу.

Електричні синапси

В електричних синапсах два нейрони з'єднані спеціалізованими каналами, відомими як щілинні з'єднання.

Електричні синапси дозволяють електричним сигналам швидко рухатися від пресинаптичної комірки до постсинаптичної комірки, швидко прискорюючи передачу сигналів.

Спеціальні білкові канали, що з’єднують дві клітини, дозволяють позитивному струму від пресинаптичного нейрона надходити безпосередньо в постсинаптичну клітину.

Порівняння типів

• Розрив між: 20 нанометрів

• Швидкість: кілька мілісекунд

• Відсутність втрати потужності сигналу

• Збудливий або гальмівний

• Розрив між: 3,5 нанометра

• Швидкість: Майже миттєва

• Сила сигналу зменшується

• Тільки збудливий

Розрив між електричними синапсами набагато менший, ніж у хімічного синапсу (приблизно 3,5 нанометра в порівнянні з 20 нанометрами).

Електричні синапси передають сигнали набагато швидше, ніж хімічні синапси. Хоча швидкість передачі в хімічних синапсах може зайняти до декількох мілісекунд, передача в електричних синапсах відбувається майже миттєво.

Хоча електричні синапси мають перевагу швидкості, сила сигналу зменшується, коли він переходить від однієї комірки до іншої. Через цю втрату сили сигналу потрібен дуже великий пресинаптичний нейрон, щоб впливати на значно менші постсинаптичні нейрони.

Хімічні синапси можуть бути повільнішими, але вони можуть передавати повідомлення без втрати сили сигналу. Дуже малі пресинаптичні нейрони також здатні впливати навіть на дуже великі постсинаптичні клітини.

Там, де хімічні синапси можуть бути збудливими або гальмівними, електричні синапси є лише збудливими.