Synapse chimique
Renseignements g??n??raux
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Synapses sont des jonctions chimiques sp??cialis??s ?? travers laquelle signalent les neurones les uns aux autres et ?? des cellules non neuronales telles que celles muscles ou glandes. Synapses chimiques permettent neurones pour former des circuits interconnect??s au sein de la syst??me nerveux central. Ils sont donc cruciales pour les calculs biologiques qui sous-tendent la perception et de la pens??e. Ils fournissent les moyens par lesquels le syst??me nerveux se connecte et contr??le les autres syst??mes de l'organisme, par exemple la synapse sp??cialis??e entre un neurone moteur et une cellule musculaire est appel?? jonction neuromusculaire.
Les jeunes enfants ont environ 10 16 synapses (10 quadrillions). Ce nombre diminue avec l'??ge, la stabilisation de l'??ge adulte. Les estimations pour les adultes varient de 15 ?? 5 octobre 10 ?? 15 (1-5) quadrillions de synapses.
Le mot ??synapse?? vient de ??synaptein", qui Sir Charles Scott Sherrington et ses coll??gues frapp??es du "syn" grec (??ensemble??) et ??haptein?? (??pour serrer??). Synapses chimiques ne sont pas le seul type de synapse biologique: ??lectrique et synapses immunologiques existent aussi. Sans un qualificatif, cependant, "synapse" se r??f??re commun??ment ?? une synapse chimique.
Structure
Synapses chimiques transmettre des informations de mani??re directionnelle ?? partir d'une cellule ?? une cellule pr??synaptique et postsynaptique sont donc asym??triques dans leur structure et fonction. Le terminal pr??synaptique, ou synaptic bouton, est un domaine sp??cialis?? dans le axone de la cellule qui contient pr??synaptique neurotransmetteurs enferm?? dans de petites sph??res membranaires appel??es les v??sicules synaptiques. Les v??sicules synaptiques sont ancr??es au pr??synaptique membrane plasmique au niveau des r??gions appelle zones actives (AZ).
Imm??diatement se trouve en face d'une r??gion de la cellule post-synaptique de neurotransmetteurs contenant r??cepteurs; pour les synapses entre deux neurones de la r??gion post-synaptique peut ??tre trouv?? sur le dendrites ou corps cellulaire. Imm??diatement derri??re la membrane postsynaptique est un complexe de prot??ines li??es entre elles complexe appel?? le la densit?? post-synaptique (PSD).
Les prot??ines dans le PSD sont impliqu??s dans l'ancrage et le trafic des r??cepteurs de neurotransmetteurs et moduler l'activit?? de ces r??cepteurs. Les r??cepteurs et PSD sont souvent trouv??s dans saillies sp??cialis??es de l'arbre dendritique principale appel??e ??pines dendritiques.
Entre les cellules pr??- et post-synaptiques est un ??cart environ 20 nm de large appel?? fente synaptique . Le faible volume de la fente permet ?? la concentration d'un neurotransmetteur ??tre soulev?? et abaiss?? rapidement. Les membranes des deux cellules adjacentes sont maintenues ensemble par les prot??ines d'adh??sion cellulaire.
Signalisation ?? travers les synapses chimiques
La lib??ration de neurotransmetteurs
La lib??ration d'un neurotransmetteur est d??clench??e par l'arriv??e d'un influx nerveux (ou potentiel d'action ) et se produit gr??ce ?? un processus particuli??rement rapide de la s??cr??tion cellulaire, aussi connu comme exocytose: Dans la terminaison nerveuse pr??synaptique, v??sicules contenant neurotransmetteur assis "?? quai" et pr??t ?? la membrane synaptique. Le potentiel d'action arrivant produit un afflux de des ions calcium ?? travers d??pendant de la tension, les canaux ioniques calcium s??lectif ?? la course vers le bas du potentiel d'action (courant de queue). Les ions calcium d??clenchent alors une cascade biochimique qui se traduit dans des v??sicules de fusion avec la membrane pr??synaptique et lib??rant leur contenu ?? l'int??rieur de la fente synaptique 180 ps d'entr??e de calcium. La fusion des v??sicules est entra??n??e par l'action d'un ensemble de prot??ines dans la terminaison pr??synaptique connu sous le nom SNAREs.
La membrane ajout??e par cette fusion est par la suite r??cup??r?? par endocytose et recycl?? pour la formation de v??sicules de neurotransmetteur remplie frais.
La liaison au r??cepteur
R??cepteurs sur le c??t?? oppos?? des mol??cules de neurotransmetteurs ??cart de liaison synaptiques et r??pondre en ouvrant les canaux ioniques ?? proximit?? dans la membrane de la cellule post-synaptique, provoquant ions de se pr??cipiter ou arri??re et en changeant la locale potentiel transmembranaire de la cellule. Le changement r??sultant de tension est appel??e potentiel post-synaptique. En g??n??ral, le r??sultat est excitateurs, dans le cas de d??polarisant courants ou inhibiteur dans le cas de hyperpolarisants courants. Que ce soit une synapse excitatrice ou inhibitrice est d??pend du type (s) de canal ionique effectuer l'affichage courant postsynaptique (s), qui ?? son tour est une fonction du type de r??cepteurs de neurotransmetteurs et employ??s dans la synapse.
R??siliation
Le signal est r??sili?? par l'une d??gradation des neurotransmetteurs, ou la recapture, ce dernier est principalement dans le neurone pr??synaptique de se pr??valoir de recyclage de l'??metteur.
Recaptage
Suite ?? la fusion des v??sicules synaptiques et la lib??ration de mol??cules d'??metteur dans la fente synaptique, de petits neurotransmetteurs, tels que glycine, sont rapidement ??limin?? de l'espace pour le recyclage par des prot??ines membranaires sp??cialis??es dans la membrane pr??synaptique ou post-synaptique.
D??composer
Certains neurotransmetteurs, par exemple, l'ac??tylcholine et grands tels que peptides, sont d??compos??s sans recapture directe. Le choline partie de l'ac??tylcholine, cependant, est dans une large mesure prise par le neurone pr??synaptique pour le recyclage. Peptides, d'autre part, doivent ??tre resynth??tis??s du neurone soma.
La modulation de la transmission synaptique
La transmission synaptique peut ??tre modul??e par exemple d??sensibilisation, et la modulation homotropic h??t??rotopique:
D??sensibilisation
La d??sensibilisation des r??cepteurs postsynaptiques est une diminution de la r??ponse au m??me stimulus, un neurotransmetteur. Cela signifie que la force d'une synapse peut en effet diminuer ?? mesure que le train de potentiels d'action arrivent en succession rapide - un ph??nom??ne qui donne lieu ?? la d??pendance dite fr??quence de synapses. Le syst??me nerveux exploite cette propri??t?? ?? des fins de calcul, et peut capter ses synapses par des moyens tels que la phosphorylation des prot??ines impliqu??es.
Modulation Homotropic
Homotropic modulation est une modulation du neurone pr??synaptique par ses propres neurotransmetteurs, ce est ?? dire une forme de Autocrine. La modulation peut inclure la taille, le nombre et le taux de v??sicules de r??approvisionnement. Il est souvent inhibitrice, avec l'effet d'inhibition pr??synaptique, ce qui rend le neurotransmetteur auto-r??gulation.
Un exemple sont des neurones du syst??me nerveux sympathique (SNS), qui lib??rent noradr??naline, qui, en plus d'affecter les r??cepteurs post-synaptiques, affectent ??galement r??cepteurs α2-adr??nergiques, inhibiteurs outre lib??ration de noradr??naline. Cet effet est utilis?? avec clonidine pour effectuer des effets inhibiteurs sur la SNS.
Modulation h??t??rotrope
H??t??rotrope modulation est une modulation de terminaux pr??synaptiques des neurones ?? proximit??. Encore une fois, la modulation peut inclure la taille, le nombre et le taux de v??sicules de r??approvisionnement.
Un exemple sont de nouveau neurones du syst??me nerveux sympathique, qui lib??rent noradr??naline, qui, en plus, de g??n??rer effet inhibiteur sur les terminaux pr??synaptiques des neurones de la syst??me nerveux parasympathique.
Intervention pharmacologique
Par exemple, une classe de m??dicaments connus comme la s??rotonine inhibiteurs de la recapture ou ISRS affecter certaines synapses en inhibant la recapture du neurotransmetteur s??rotonine. En revanche, une importante neurotransmetteur excitateur, ac??tylcholine, est d'abord d??compos??e en ac??tate et par l'enzyme choline ac??tylcholinest??rase avant le retrait de la synapse.
Int??gration des entr??es synaptiques
En g??n??ral, si une synapse excitatrice est forte, un potentiel d'action dans le neurone pr??synaptique d??clenchera une autre dans la cellule post-synaptique, alors que, ?? une synapse faible, le potentiel post-synaptique excitateur ("EPSP") ne atteindra pas le seuil d'action d'initiation potentiel. Dans le cerveau, cependant, chaque neurone forme des synapses avec d'autres, et, de m??me, chacun re??oit des entr??es synaptiques ?? partir de beaucoup d'autres. Lorsque potentiels d'action le feu simultan??ment dans plusieurs neurones qui synapse faiblement sur une seule cellule, ils peuvent initier une impulsion dans cette cellule, m??me si les synapses sont faibles. Ce processus est connu comme sommation. D'autre part, un neurone pr??synaptique lib??ration d'un neurotransmetteur inhibiteur tel que GABA peut causer potentiel post-synaptique inhibitrice dans le neurone post-synaptique, diminuant son excitabilit?? et donc diminuer la probabilit?? du neurone de tirer un potentiel d'action. De cette mani??re, la sortie d'un neurone peut d??pendre de l'entr??e de beaucoup d'autres, dont chacun peut avoir un degr?? diff??rent d'influence, en fonction de la force de son synapse avec ce neurone. John Carew Eccles effectu?? certaines des importantes premi??res exp??riences sur l'int??gration synaptique, pour lequel il a re??u le Prix Nobel de physiologie ou m??decine en 1963. Complexe entr??e / de sortie relations forment la base de transistor ?? base de calculs dans les ordinateurs , et on pense ?? comprendre de fa??on similaire dans les circuits neuronaux.
Force synaptique
La force d'une synapse est d??fini par le changement du potentiel transmembranaire r??sultant de l'activation des r??cepteurs post-synaptiques de neurotransmetteur. Cette variation de tension est connu comme un potentiel post-synaptique, et est le r??sultat direct de ionique courants circulant ?? travers les canaux ioniques post-synaptiques. Changements dans la force synaptique peuvent ??tre ?? court terme et sans changements structurels permanents dans les neurones eux-m??mes, seconde durables aux minutes - ou ?? long terme ( potentialisation ?? long terme, ou LTP), dans lequel l'activation r??p??t??e ou continue synaptique peuvent entra??ner seconde mol??cules messag??res initiateurs la synth??se des prot??ines, ce qui entra??ne une alt??ration de la structure elle-m??me de la synapse. Apprentissage et la m??moire sont cens??s r??sulter de changements ?? long terme de la force synaptique, par un m??canisme connu sous le nom plasticit?? synaptique.
Relations avec les synapses ??lectriques
Une synapse ??lectrique est une m??canique et ??lectrique liaison conductrice entre les deux venant en but??e neurones qui est form??e ?? un intervalle ??troit entre les pr??- et post-synaptiques des cellules connues en tant que jonctions lacunaires. Au jonctions lacunaires, les cellules se approcher ?? moins d'environ 3,5 nm de l'autre, plut??t que de la distance de 20 ?? 40 nm qui s??pare les cellules au niveau des synapses chimiques. Contrairement aux synapses chimiques, le potentiel post-synaptique dans les synapses ??lectriques ne est pas provoqu?? par l'ouverture des canaux ioniques par des transmetteurs chimiques, mais par couplage ??lectrique direct entre deux neurones. Synapses ??lectriques sont donc plus rapide et plus fiable que les synapses chimiques. Synapses ??lectriques se trouvent dans le syst??me nerveux, mais sont moins fr??quents que les synapses chimiques.
