Synapse jsou spojení mezi nervovými buňkami a smyslovými, svalovými nebo žlázovými buňkami nebo mezi dvěma nebo více nervovými buňkami. Slouží k přenosu signálů a podnětů. Přenos stimulů je většinou chemický pomocí neurotransmiterů. Jsou tu také synapsy které přenášejí jejich akční potenciál přímo elektrickými prostředky, což zrychluje přenos podnětů, a je proto výhodné například ve svalech reflex. Elektrický synapsy, na rozdíl od chemických synapsí, může přenášet podněty v obou směrech.
Co jsou synapse?
Synapse umožňují přenos podnětů a signálů mezi nervovými buňkami (neurony) a mezi nervovými buňkami a smyslovými, svalovými a žlázovými buňkami. Jméno sahá až k britskému fyziologovi siru Charlesi Sherrringtonovi a pochází ze starořeckého „syn“ pro společně a „haptein“ pro uchopení nebo uchopení. Podle typu přenosu stimulu z buňky vysílače do buňky přijímače se rozlišuje mezi chemickými a elektrickými synapsemi. V chemických synapsích se elektrický potenciál přenášený vysílající buňkou přeměňuje na chemického posla (neurotransmiter) na synaptické membráně. Úzkou mezeru, která existuje mezi synapsemi vysílající buňky a přijímající buňky, překonává neurotransmiter a dříve elektrické akční potenciál je přeložen zpět do jednoho. Pokud je přijímající buňkou svalová nebo žlázová buňka, je přeměněna na akci nebo v případě jiného neuronu přenášena jako elektrická akční potenciál. Výhodou tohoto typu přenosu signálu je, že se jedná o směrovaný, jednosměrný přenos informací. Naproti tomu elektrické synapsie mohou přenášet podněty v obou směrech, obousměrně.
Anatomie a struktura
Synapse se vždy skládá z vysílací části nebo vysílače, koncového knoflíku axon která končí takzvanou presynaptickou membránou. Opačná přijímací část synapse, koncový knoflík dendritu, končí postsynaptickou membránou. Mezi presynaptickou a postsynaptickou membránou je synaptická rozštěp. Je velmi úzký a je 10 až 20 nm v chemických synapsích. V elektrických synapsích dosahuje mezera pouze hodnot kolem 3.5 nm. U lidí se počet synapsí odhaduje na nepředstavitelnou hodnotu asi 100 bilionů, což odpovídá 1 se 14 nulami. Presynaptické koncové knoflíky axonů drží specifické neurotransmitery v takzvaných vezikulách. Pro zajištění energie obsahují svorkovnice mnoho mitochondrie a ještě další organely. Když přijde akční potenciál, vezikuly vyprázdní neurotransmitery do synaptická rozštěp v průběhu exocytózy. Receptorová část synapsy, terminální tlačítko dendritické nebo akční buňky (svalová nebo žlázová buňka), obsahuje ve své membráně speciální receptory, na které se uvolňuje neurotransmiter může dokovat, což má za následek retranslaci do elektrického akčního potenciálu nebo svalovou kontrakci nebo sekreci žlázy.
Funkce a úkoly
V závislosti na jejich funkci lze synapsy rozdělit na efektorové synapsy, synapse senzorů a interneuronální synapse.
- Efektorové synapsie poskytují spojení mezi neurony a svalovými buňkami nebo neurony a žlázovými buňkami.
- Excitační efektorové synapsy slouží k přikázání svalových buněk ke kontrakci nebo k vylučování buněk žláz.
- Synapse inhibičních efektorů na druhé straně přenášejí opačné informace, a to uvolnění svalů a zastavení sekrece žlázy.
- Synapse senzorů mají za úkol přijímat senzorické signály ze senzorických buněk a receptorů, jako jsou fotoreceptory v sítnici, bolest receptory (nociceptory), tepelné senzory, tlakové a napěťové senzory a mnoho dalších a přenášejí je do příslušných spínacích center v mozek.
- Interneuronální synapse, které tvoří křížové spojení mezi dvěma nebo více neurony, se v obrovském množství vyskytují v mozek. Existuje velké množství myslitelných vzájemných propojení, ke kterým prakticky také dochází, každé s různými úkoly.
Například existují vazby mezi axony a dendrity,
Axony a buněčná těla (soma), mezi dendritickými plexy dvou neuronů a přímé vazby mezi těly buněk dvou neuronů. Interneuronální synapse se používají pro komplexní zpracování informací, např. V rámci autonomie nervový systém, ale také pro zpracování komplexních informací do celkového obrazu v centrální nervové soustavě.
- Chemické synapsie se specializují na konkrétní neurotransmiter nebo si tento neurotransmiter zachovávají ve svých vezikulách. Proto lze chemické synapse rozlišovat také podle „jejich“ neurotransmiterů, jako jsou adrenergní, cholinergní a dopaminergní synapsy, podle neurotransmiterů adrenalin, acetylcholin or dopamin.
- Elektrické synapse vstupují do hry, kde je důležitá extrémní rychlost přenosu stimulu, například při spouštění svalu reflex.
Stížnosti a nemoci
V roce 2014 to vědci v Baltimoru prokázali gen mutace vést na zhoršenou tvorbu synapsí, která může způsobit duševní onemocnění, jako je schizofrenie a hlavní deprese. Je mnohem lépe známo, že toxiny vést narušení funkce synapse s někdy vážnými účinky. Buď látky blokují uvolňování neurotransmiterů do synaptická rozštěp nebo jsou natolik podobné neurotransmiterům, že dokují na svém místě receptory postsynaptické membrány. V obou případech je synaptická funkce výrazně narušena a zablokována. Příkladem blokování exocytózy na presynaptické membráně je botulotoxin syntetizuje Clostridia bakterie. Neurotoxin, také známý jako Botox, má paralyzující účinek na svaly - podobně tetanus toxin - protože efektorové synapse již nemohou přenášet kontrakční stimul na svalová vlákna. V závažných případech to může být vést k paralýze dýchacích cest vedoucí k smrti. Mnoho jedů pavouků, hmyzu a medúz, stejně jako jedů z různých hub, jsou jedy synapse. Drogy jako alkohol, nikotin, halucinogeny, jako je LSD, a také psychotropní léky jsou také synapse jedy s různými účinky.
