Synapsen

definitie

Een synaps is het contactpunt tussen twee zenuwcellen. Het maakt de overdracht van prikkels van het ene neuron naar het andere mogelijk. Een synaps kan ook bestaan ​​tussen neuron en spiercel of sensorische cel en klier. Er zijn twee fundamenteel verschillende soorten synapsen, de elektrische (gap junction) en de chemische stof. Deze gebruiken elk een ander type excitatie-overdracht. De chemische synapsen kunnen ook worden onderverdeeld in de boodschappersubstanties (neurotransmitters). Deze worden gebruikt voor verzending.

De synapsen kunnen ook worden verdeeld volgens het type excitatie. Er is een opwindende en een remmende synaps. Internurale synapsen (tussen twee neuronen) kunnen ook worden onderverdeeld volgens lokalisatie, d.w.z. op welk punt op het neuron de synaps is bevestigd. Alleen al in de hersenen zijn er 100 biljoen synapsen. Je kunt constant opbouwen en afbreken, dit principe wordt neurale plasticiteit genoemd.

Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in: Motor neuron

Illustratie van een zenuwcel

Zenuwcel -
Neuron

1. Dendrieten
2. Synaps
   (axodendritisch)
3. Celkern -
   Nucleolus
4. Cellichamen -
   Kern
5. Axon terpen
6. Myelineschede
7. Ranvier veterschoen
8. Swan-cellen
9. Axon-terminals
10. Synaps
    (axoaxonaal)
    A - multipolair neuron
    B - pseudounipolair neuron
    C - bipolair neuron
    a - Soma
    b - axon
    c - synapsen

Een overzicht van alle Dr-Gumpert-afbeeldingen vindt u op: medische illustraties

Structuur, functie en taken

De elektrische synaps (gap junction) werkt onmiddellijk over een zeer kleine opening die een synaptische opening wordt genoemd. Met behulp van ionenkanalen kunnen prikkels zo rechtstreeks van zenuwcel naar zenuwcel worden overgebracht. Dit type synaps wordt aangetroffen in gladde spiercellen, hartspiercellen en in het netvlies. Ze zijn geschikt om snel door te sturen, zoals voor de ooglidreflex. Doorsturen is mogelijk in beide richtingen (bidirectioneel).

De chemische synaps bestaat uit een presynaps, een synaptische spleet en een postsynaps. De presynapse is meestal de eindknop van een neuron. De postsynapse is een punt op de dendriet van het aangrenzende neuron of een speciaal gedeelte van de aangrenzende spiercel of klier. Via de synaptische kloof worden neurotransmitters gebruikt om excitaties over te brengen. Het eerder elektrische signaal wordt omgezet in een chemisch signaal en vervolgens weer in een elektrisch signaal. Deze manier van doorsturen is maar in één richting mogelijk (unidirectioneel).
Het elektrische actiepotentiaal wordt via het axon van het neuron naar de presynapse geleid. In het presynaptische membraan worden spanningsgestuurde Ca-kanalen geopend door het actiepotentiaal. Er zijn kleine blaasjes in de presynaps (Blaasje)die zijn gevuld met de zenders. De verhoogde calciumconcentratie zorgt ervoor dat de blaasjes versmelten met het presynaptische membraan en de neurotransmitters worden vrijgegeven in de synaptische spleet. Dit type transport wordt exocytose genoemd. Hoe hoger de actiepotentiaalfrequentie, hoe meer blaasjes hun opgeslagen neurotransmitters vrijgeven. De neurotransmitters diffunderen vervolgens door de synaptische opening, die ongeveer 30 nm breed is, en koppelen zich aan neurotransmitterreceptoren. Deze bevinden zich op het postsynaptische membraan. Dit zijn kanalen die ook ionotroop of metabotroop zijn. Als de postsynapse een motor-eindplaat is, is het een ionotroop kanaal dat twee moleculen van de boodschappersubstantie verbindt (Acetylcholine) dock en open het zo. Hierdoor kunnen kationen naar binnen stromen (voornamelijk natrium). Dit polariseert de postsynapse en creëert een prikkelende postsynaptische potentiaal (EPSP). Er zijn meerdere EPSP's nodig om er weer een actiepotentiaal van te maken. De EPSP's worden opgeteld in termen van tijd en ruimte en een postsynaptisch actiepotentiaal ontstaat dan op de zogenaamde axonheuvel. Dit actiepotentiaal kan vervolgens via het axon van deze zenuwcel worden doorgegeven en het hele proces begint bij de volgende synaps. Dit is het effect van een opwindende synaps.
Een remmende synaps daarentegen is hypergepolariseerd en er ontstaan ​​inspiratoire postsynaptische potentialen (IPSP's). Er worden remmende neurotransmitters zoals glycine of GABA gebruikt.
De overdracht van informatie via chemische synapsen duurt iets langer vanwege het vrijkomen van de neurotransmitter en zijn diffusie.
Overigens worden de neurotransmitters gerecycled. Ze keren terug van de synaptische spleet naar de presynaps en worden weer verpakt in blaasjes. Bij de transmitterstof acetylcholine speelt het enzym cholinesterase een belangrijke rol. Het splitst de neurotransmitter in choline en azijnzuur (acetaat). De acetylcholine is dus inactief.
Er zijn andere manieren om synaptische transmissie uit te schakelen. De kationkanalen van de postsynapse kunnen bijvoorbeeld worden geïnactiveerd.

Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in: Zenuwvezels

Synaptische spleet

De synaptische spleet maakt deel uit van de synaps en noemt het gebied tussen twee opeenvolgende zenuwcellen. Hier wordt het signaal doorgegeven met behulp van actiepotentialen. De synaps is een motorische eindplaat, d.w.z. de overgang tussen zenuw. en spiercel wordt dezelfde term gebruikt.

Zoals al te zien is aan het woord "gap", is er een ruimte tussen de cellen, dus er is geen direct contact. De presynaps bevindt zich aan één kant van de synaptische spleet. Dit is waar het elektrische signaal van de stroomopwaartse zenuwcel binnenkomt. Het leidt tot het vrijkomen van neurotransmitters uit de blaasjes, dus het wordt omgezet in een chemisch signaal. Deze migreren vervolgens door de synaptische opening en bereiken het postsynaptische membraan van de stroomafwaartse cel. Dit is waar de andere kant van de synaptische opening zich bevindt. Het signaal wordt door receptoren in het membraan weer omgezet in een elektrisch signaal en bereikt zo de tweede zenuwcel. De opwinding werd zo doorgegeven.

De neurotransmitters zijn bijvoorbeeld acetylcholine, serotonine of dopamine.

Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in: Acetylcholine, serotonine, dopamine

Synaps-vergiften - botox

Typische synaps-toxines zijn curare, botulinumtoxine, tetanustoxine, atropine, insecticide parathion E605, sarin en alfa-lactrotoxine.
Een synaps is een perfect gecoördineerd complex systeem. Juist hierdoor is het ook relatief gevoelig voor interferentie met bepaalde stoffen. Deze zogenaamde synaps-toxines worden ook wel neurotoxines genoemd. Ze komen bijvoorbeeld voor in de dieren- en plantenwereld of worden geproduceerd door bacteriën.
Hier zijn enkele voorbeelden van neurotoxines en hoe ze werken:
Curare: Curare is een gif van planten die groeien in Zuid-Amerika. De inboorlingen gebruikten het als een pijlgif bij de jacht. Curare is een competitieve antagonist voor de neurotransmitter acetylcholine. Dit gebeurt op de gemotoriseerde eindplaat. Curare verdringt de acetylcholine van de receptoren van de postsynapse, maar opent de receptor niet. Dienovereenkomstig is er geen EPSP en is er geen doorgifte van de actiepotentialen. Dit verlamt de spieren en de getroffen persoon sterft aan ademhalingsverlamming. Het is dus een dodelijk gif.
Botulinumtoxine: dit toxine wordt geproduceerd door de bacterie Clostirdium botulinum. Het remt de afgifte van de neurotransmitter acetylcholine uit de blaasjes door de noodzakelijke enzymen te vernietigen. Er is dus geen overdracht van de actiepotentialen naar de stroomafwaartse spiercel en deze wordt bijgevolg verlamd. Het gif wordt lokaal bij cosmetische chirurgie gebruikt om de gezichtsspieren te verlammen en zo rimpels te minimaliseren. In dit geval staat het bekend als "Botox". Het wordt ook gebruikt bij de behandeling van neuromusculaire aandoeningen zoals spasticiteit. Het is het krachtigste bekende neurotoxine. Om deze reden mag het alleen in een zeer lage concentratie worden gebruikt.

Lees meer over dit onderwerp op: Botox

Tetanus-toxine: dit toxine wordt ook geproduceerd door een bacterie genaamd Clostirdium tetani. Deze worden vaak aangetroffen op roestig metaal. Er zijn optimale omstandigheden in wonden voor de bacteriën om te verdragen. Dit is waar de toegangspoort voor het toxine zich bevindt om in het lichaam te komen. Het zal dan gebeuren retrograde getransporteerd naar de voorhoorns van het ruggenmerg. Daar vernietigt het enzymen die verantwoordelijk zijn voor het vrijkomen van remmende transmitters uit de blaasjes. Als gevolg hiervan kunnen de remmende interneuronen niet meer werken. Het ontbreken van remming leidt tot overmatige opwinding van de spieren. Dit leidt tot uitrekkende krampen en de zogenaamde duivelsgrijns bij de getroffenen. De patiënten overlijden door verstikking als gevolg van permanent gespannen ademhalingsspieren. Gelukkig is er een vaccinatie tegen dit gif.
Atropine: Atropine komt voor in de zwarte dodelijke nachtschade. Het verplaatst acetylcholine van de receptoren bij de postsynapse, maar zorgt er niet voor dat de kanalen opengaan. Er is geen natriuminstroom en er kan dus geen actiepotentiaal worden gevormd.
Insecticide Parathion E 605: Het insecticide Parathion E 605 remt het enzym cholinesterase, dat normaal gesproken acetylcholine in de synaptische spleet zou splitsen. Alleen op deze manier kan dit weer in de presynpse worden getransporteerd en weer in blaasjes worden opgeslagen. Als dit niet mogelijk is, is er dus een overmaat aan neurotransmitters en dus een permanente depolarisatie van de postsynapse. De spieren verkeren dan in een permanente kramp. De permanente samentrekking van de ademhalingsspieren leidt uiteindelijk tot de dood. De stof is in Duitsland verboden. Naast het insecticide heeft het chemische oorlogsmiddel sarin hetzelfde werkingsmechanisme. Het lijkt qua structuur op parathion en wordt via de luchtwegen en de huid opgenomen. Het is zelfs bij een lage dosis dodelijk.
Alfa-lactrotoxine: deze stof is het gif van een spin, de zwarte weduwe. Het zorgt ervoor dat de Ca-kanalen in de presynapse permanent openen. Dit leidt tot een permanente overdracht van vermeende actiepotentialen en dus tot spierkrampen.

Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in: tetanus