หุ้น:
โครงสร้าง synapse ของเซลล์ประสาทชนิดและวิธีการทำงาน
เส้นประสาทของเซลล์ประสาท ประกอบด้วยการรวมกันของปุ่มเทอร์มินัลของสองเซลล์ประสาทโดยมีวัตถุประสงค์ในการส่งข้อมูล คำว่าไซแนปส์มาจากภาษากรีก sunaptein, ซึ่งหมายความว่า "รวบรวม".
ที่ไซแนปส์เซลล์ประสาทส่งข้อความในขณะที่อีกส่วนหนึ่งรับมัน ดังนั้นการสื่อสารมักจะเกิดขึ้นในทิศทางเดียว: จากปุ่มเทอร์มินัลของเซลล์ประสาทหรือเซลล์หนึ่งไปจนถึงเยื่อหุ้มเซลล์อีกเซลล์หนึ่ง แม้ว่ามันจะเป็นความจริงที่มีข้อยกเว้นบางอย่าง.
แต่ละเซลล์รับข้อมูลจากปุ่มขั้วของเซลล์ประสาทอื่น ๆ และในทางกลับกันปุ่มเทอร์มินัลของเซลล์ประสาทด้านหลังจะซิงก์กับเซลล์อื่น ๆ.
ปุ่มเทอร์มินัลถูกกำหนดให้เป็นแบบหนาขนาดเล็กที่ส่วนท้ายของซอนซึ่งส่งข้อมูลเมื่อซินแนปส์ ในขณะที่ซอนเป็น "สายเคเบิล" ยาวและผอมชนิดหนึ่งที่นำข้อความจากนิวเคลียสของเซลล์ประสาทไปยังปุ่มเทอร์มินัล.
เซลล์ประสาทเดี่ยวสามารถรับข้อมูลจากเซลล์ประสาทหลายร้อยเซลล์และแต่ละเซลล์สามารถสร้างประสาทได้จำนวนมาก.
ปุ่มเทอร์มินัลของเซลล์ประสาทสามารถทำงานร่วมกับเยื่อหุ้มเซลล์ของ soma หรือ dendrites.
soma หรือเซลล์ของร่างกายมีนิวเคลียสของเซลล์ประสาท มันมีกลไกที่ทำให้สามารถรักษาเซลล์ได้ ในทางตรงข้าม dendrites เป็นกิ่งก้านของเซลล์ประสาทคล้ายกับต้นไม้ที่เริ่มต้นจากโสม.
เมื่อแอ็คชั่นเคลื่อนที่ผ่านแอกซอนของเซลล์ประสาทปุ่มเทอร์มินัลจะปล่อยสารเคมีออกมา สารเหล่านี้อาจมีผลต่อการกระตุ้นหรือยับยั้งเซลล์ประสาทที่มีการเชื่อมต่อ ในตอนท้ายของกระบวนการทั้งหมดผลของการซิงก์เหล่านี้ก่อให้เกิดพฤติกรรมของเรา.
ศักยภาพในการกระทำคือผลผลิตของกระบวนการสื่อสารภายในเซลล์ประสาท ในนั้นมีชุดของการปรับเปลี่ยนในเยื่อหุ้มแอกซอนที่ทำให้เกิดการปล่อยสารเคมีหรือสารสื่อประสาท.
เซลล์ประสาทแลกเปลี่ยนสารสื่อประสาทที่ประสาทของพวกเขาเป็นวิธีการส่งข้อมูลไปยังแต่ละอื่น ๆ.
ซิงก์ที่น่าตื่นเต้น
ตัวอย่างของประสาทเซลล์ excitatory synapses จะเป็นตัวสะท้อนการถอนเมื่อเราเผาผลาญ เซลล์ประสาทรับความรู้สึกจะตรวจจับวัตถุร้อนเนื่องจากมันจะกระตุ้น dendrites ของมัน.
เซลล์ประสาทนี้จะส่งข้อความผ่านแอกซอนไปยังปุ่มเทอร์มินัลซึ่งอยู่ในไขสันหลัง ปุ่มขั้วของเซลล์ประสาทรับความรู้สึกจะปล่อยสารเคมีที่รู้จักกันในชื่อสารสื่อประสาทที่จะกระตุ้นเซลล์ประสาทที่ synapse.
โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ฝึกงาน (สิ่งที่เป็นสื่อกลางระหว่างประสาทสัมผัสและเซลล์ประสาทมอเตอร์) สิ่งนี้จะทำให้ interneuron ส่งข้อมูลไปตามซอนของมัน ในทางกลับกันปุ่มเทอร์มินัลของเครื่องส่งสัญญาณสารสื่อประสาท interneuron ที่กระตุ้นเซลล์ประสาทมอเตอร์.
เซลล์ประสาทชนิดนี้จะส่งข้อความไปตามซอนของมันซึ่งเชื่อมต่อกับเส้นประสาทเพื่อไปยังกล้ามเนื้อเป้าหมาย เมื่อมีการปล่อยสารสื่อประสาทโดยปุ่มขั้วของเซลล์ประสาทมอเตอร์เซลล์กล้ามเนื้อหดตัวเพื่อย้ายออกจากวัตถุร้อน.
synapses ยับยั้ง
ไซแนปส์ประเภทนี้ค่อนข้างซับซ้อนกว่า มันจะได้รับในตัวอย่างต่อไปนี้: จินตนาการว่าคุณเอาถาดร้อนมากออกจากเตาอบ คุณสวมถุงมือเพื่อไม่ให้เผาไหม้ตัวเอง แต่พวกมันบางและความร้อนก็เริ่มเกิน แทนที่จะขว้างถาดลงไปที่พื้นให้พยายามรองรับความร้อนสักเล็กน้อยจนกว่าคุณจะวางมันลงบนพื้นผิว.
ปฏิกิริยาการถอนตัวของสิ่งมีชีวิตของเราก่อนที่จะมีการกระตุ้นด้วยความเจ็บปวดทำให้เราปล่อยวัตถุออกมาดังนั้นเราจึงควบคุมแรงกระตุ้นนี้ ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นได้อย่างไร?
ความร้อนที่มาจากถาดรับรู้เพิ่มกิจกรรมของ excitatory synapses ในเซลล์ประสาทมอเตอร์ (ตามที่อธิบายไว้ในส่วนก่อนหน้า) อย่างไรก็ตามความตื่นเต้นนี้ถูกต่อต้านโดยการยับยั้งที่มาจากโครงสร้างอื่น: สมองของเรา.
สิ่งนี้จะส่งข้อมูลที่ระบุว่าถ้าเราวางถาดมันอาจจะเป็นความหายนะทั้งหมด ดังนั้นข้อความจะถูกส่งไปยังไขสันหลังที่ป้องกันการถอนการสะท้อนกลับ.
สำหรับเรื่องนี้ซอนของเซลล์ประสาทของสมองถึงเส้นประสาทไขสันหลังที่ปุ่มขั้ว synapse กับยับยั้ง interneuron สิ่งนี้เป็นการหลั่งสารสื่อประสาทยับยั้งที่ช่วยลดการทำงานของเซลล์ประสาทยนต์ปิดกั้นการสะท้อนการถอน.
เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่านี่เป็นเพียงตัวอย่างเท่านั้น กระบวนการเหล่านี้มีความซับซ้อนมากขึ้น (โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารยับยั้ง) ซึ่งมีเซลล์ประสาทนับพันที่เกี่ยวข้อง.
การกระทำที่มีศักยภาพ
เพื่อให้มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างเซลล์ประสาทสองเซลล์หรือประสาทเซลล์ประสาทก่อนจะต้องมีศักยภาพในการดำเนินการ.
ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นในเซลล์ประสาทที่ส่งสัญญาณ เยื่อหุ้มเซลล์นี้มีประจุไฟฟ้า ที่จริงแล้วเยื่อหุ้มเซลล์ทั้งหมดในร่างกายของเรามีประจุไฟฟ้า แต่ซอนเท่านั้นที่สามารถทำให้เกิดการกระทำที่มีศักยภาพ.
ความแตกต่างระหว่างศักย์ไฟฟ้าภายในเซลล์ประสาทและภายนอกเรียกว่าศักย์เยื่อหุ้มเซลล์.
การเปลี่ยนแปลงทางไฟฟ้าเหล่านี้ระหว่างภายในและภายนอกของเซลล์ประสาทจะถูกสื่อโดยความเข้มข้นของไอออนที่มีอยู่เช่นโซเดียมและโพแทสเซียม.
เมื่อเกิดการผกผันของเยื่อหุ้มเซลล์ที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ประกอบด้วยแรงกระตุ้นไฟฟ้าสั้น ๆ ซึ่งแอกซอนนำจากโซมาหรือนิวเคลียสของเซลล์ประสาทไปยังปุ่มเทอร์มินัล.
ควรเพิ่มว่าศักยภาพของเมมเบรนจะต้องเกินขีด จำกัด ของการกระตุ้นเพื่อให้เกิดการกระทำที่อาจเกิดขึ้น แรงกระตุ้นไฟฟ้านี้ถูกแปลเป็นสัญญาณทางเคมีที่ปล่อยผ่านปุ่มขั้ว.
โครงสร้างของเซลล์ประสาท
เซลล์ประสาทสื่อสารผ่าน synapses และข้อความจะถูกส่งผ่านการปล่อยสารสื่อประสาท.
สารเคมีเหล่านี้กระจายไปสู่พื้นที่ของเหลวระหว่างปุ่มเทอร์มินัลและเมมเบรนที่สร้างซินไซต์.
เซลล์ประสาทที่ปล่อยสารสื่อประสาทผ่านปุ่มขั้วของมันเรียกว่าเซลล์ประสาท presynaptic ในขณะที่คนที่ได้รับข้อมูลคือเซลล์ประสาท postsynaptic.
เมื่อตัวตรวจจับสารสื่อประสาทหลังสิ่งที่เรียกว่าศักยภาพ synaptic มีการผลิต นั่นคือพวกมันเป็นการเปลี่ยนแปลงในศักยภาพของพังผืดของเซลล์ประสาท postsynaptic.
ในการสื่อสารเซลล์ต้องหลั่งสารเคมี (สารสื่อประสาท) ที่ตรวจพบโดยตัวรับเฉพาะ ตัวรับเหล่านี้ประกอบด้วยโมเลกุลโปรตีนพิเศษ.
ปรากฏการณ์เหล่านี้มีความแตกต่างเพียงแค่ระยะห่างระหว่างเซลล์ประสาทที่ปล่อยสารและตัวรับที่จับมัน.
ดังนั้นสารสื่อประสาทจะถูกปล่อยออกโดยปุ่มขั้วของเซลล์ประสาท presynaptic และตรวจพบผ่านตัวรับที่อยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทของ postsynaptic เซลล์ประสาททั้งสองจะต้องอยู่ในระยะใกล้เพื่อให้การส่งผ่านนี้เกิดขึ้น.
อย่างไรก็ตามในทางตรงกันข้ามกับสิ่งที่คิดได้เซลล์ประสาทที่ทำสารเคมีจะไม่รวมตัวกัน ในความเป็นจริงระหว่างพวกเขามีช่องว่างที่เรียกว่าพื้นที่ synaptic หรือช่องโหว่ synaptic.
พื้นที่นี้ดูเหมือนจะแตกต่างจากซินแนปส์หนึ่งต่ออีกอัน แต่โดยทั่วไปจะมีความกว้างประมาณ 20 นาโนเมตร มีเครือข่ายของเส้นใยในร่อง synaptic ที่ช่วยให้เซลล์ประสาทก่อนหน้าและหลัง.
neurotransmission
สารสื่อประสาทหรือส่งสัญญาณ synaptic คือการสื่อสารระหว่างสองเซลล์ประสาทเนื่องจากการแลกเปลี่ยนของสารเคมีหรือสัญญาณไฟฟ้าผ่านประสาท.
ซิงค์ไฟฟ้า
ในพวกเขามีสารสื่อประสาทไฟฟ้า เซลล์ประสาททั้งสองนั้นเชื่อมต่อกันผ่านโครงสร้างโปรตีนที่รู้จักกันในชื่อ "junctions ช่องว่าง" หรือการรวมตัวในร่อง.
โครงสร้างเหล่านี้ช่วยให้การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางไฟฟ้าของเซลล์ประสาทหนึ่งมีอิทธิพลโดยตรงต่ออื่น ๆ และในทางกลับกัน ด้วยวิธีนี้เซลล์ประสาททั้งสองจะทำหน้าที่เหมือนเป็นหนึ่งเดียว.
สารเคมี
ในสิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นสารสื่อประสาทสารเคมี เซลล์ประสาทก่อนและหลังถูกซินแนติคจะถูกคั่นด้วยพื้นที่ synaptic ศักยภาพในการดำเนินการในเซลล์ประสาท presynaptic จะก่อให้เกิดการเปิดตัวของสารสื่อประสาท.
พวกนี้มาถึงแหว่ง synaptic พร้อมที่จะออกแรงผลของเซลล์ประสาท postsynaptic.
สารที่ถูกปล่อยออกมาที่เส้นประสาทไซนัส
ในระหว่างการสื่อสารของเซลล์ประสาทไม่เพียง แต่มีสารสื่อประสาทเช่น serotonin, acetylcholine, dopamine, noradrenaline เป็นต้น สารเคมีอื่น ๆ เช่น neuromodulators ยังสามารถได้รับการปล่อยตัว.
สิ่งเหล่านี้ถูกเรียกเช่นนั้นเพราะพวกมันปรับกิจกรรมของเซลล์ประสาทจำนวนมากในบริเวณหนึ่งของสมอง พวกเขาแยกในปริมาณที่มากขึ้นและเดินทางในระยะทางที่ไกลขึ้นกระจายอย่างกว้างขวางกว่าสารสื่อประสาท.
สารอีกประเภทหนึ่งคือฮอร์โมน เหล่านี้จะถูกปล่อยออกมาจากเซลล์ของต่อมไร้ท่อซึ่งตั้งอยู่ในส่วนต่าง ๆ ของร่างกายเช่นกระเพาะอาหาร, ลำไส้, ไตและสมอง.
ฮอร์โมนจะถูกปล่อยออกไปในของเหลวนอกเซลล์ (นอกเซลล์) และจะถูกดักจับโดยเส้นเลือดฝอย จากนั้นพวกมันจะกระจายไปทั่วร่างกายผ่านทางกระแสเลือด สารเหล่านี้สามารถจับกับเซลล์ประสาทที่มีตัวรับพิเศษเพื่อจับพวกมัน.
ดังนั้นฮอร์โมนสามารถส่งผลกระทบต่อพฤติกรรมเปลี่ยนแปลงกิจกรรมของเซลล์ประสาทที่รับได้ ตัวอย่างเช่นฮอร์โมนเพศชายดูเหมือนจะเพิ่มความก้าวร้าวในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่.
ประเภทของเส้นประสาทเส้นประสาท
ประสาทประสาทสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทตามสถานที่ที่เกิดขึ้น.
- Axodendritic synapses: ในประเภทนี้ปุ่มเทอร์มินัลเชื่อมต่อกับพื้นผิวของ dendrite หรือด้วยกระดูกสันหลัง dendritic ซึ่งเป็นส่วนที่ยื่นออกมาเล็ก ๆ ตั้งอยู่บน dendrites ในเซลล์ประสาทบางประเภท.
- Axosomatic synapses: ในปุ่มขั้ว synapta กับโสมหรือนิวเคลียสของเซลล์ประสาท.
- Axoaxonic ซิงก์: ปุ่มเทอร์มินัลของเซลล์ presynaptic เชื่อมต่อกับ axon ของเซลล์ postsynaptic.
การซิงค์แบบนี้ทำงานแตกต่างจากอีกสองแบบ หน้าที่ของมันคือการลดหรือเสริมปริมาณของสารสื่อประสาทที่ถูกปล่อยออกมาโดยปุ่มขั้ว ดังนั้นจึงส่งเสริมหรือยับยั้งการทำงานของเซลล์ประสาท presynaptic.
Dendrodendritic synapses ก็ถูกพบเช่นกัน แต่หน้าที่ที่แท้จริงของพวกเขาในการสื่อสารทางประสาทยังไม่เป็นที่รู้จัก.
วิธีการซิงค์เกิดขึ้น?
เซลล์ประสาทมีถุงที่เรียกว่าถุง synaptic ซึ่งอาจมีขนาดใหญ่หรือเล็ก ปุ่มเทอร์มินัลทั้งหมดมีถุงเล็ก ๆ ที่มีสารสื่อประสาทสารสื่อประสาทอยู่ข้างใน.
ถุงที่ผลิตในกลไกที่อยู่ในโสมเรียกว่าอุปกรณ์ Golgi จากนั้นพวกเขาจะถูกขนส่งใกล้ปุ่มขั้ว อย่างไรก็ตามพวกเขายังสามารถผลิตบนปุ่มขั้วด้วยวัสดุ "รีไซเคิล".
เมื่อศักยภาพการกระทำถูกส่งไปตามซอนทำให้เกิดการสลับขั้ว (กระตุ้น) ของเซลล์ เป็นผลให้มีการเปิดช่องแคลเซียมของเซลล์ประสาททำให้แคลเซียมไอออนสามารถเข้าไปได้.
ไอออนเหล่านี้ผูกกับโมเลกุลของเยื่อหุ้มของถุง synaptic ที่อยู่ในปุ่มเทอร์มินัล เมมเบรนที่กล่าวนั้นแตกหักหลอมรวมกับเมมเบรนของปุ่มเทอร์มินัล สิ่งนี้ก่อให้เกิดการปลดปล่อยสารสื่อประสาทออกสู่อวกาศ synaptic.
พลาสซึมของเซลล์จับชิ้นส่วนที่เหลือของเมมเบรนและนำไปที่ถังเก็บน้ำ ที่นั่นพวกเขารีไซเคิลสร้างถุง synaptic ใหม่กับพวกเขา.
เซลล์ประสาท postsynaptic มีตัวรับที่จับสารที่อยู่ในพื้นที่ synaptic สิ่งเหล่านี้เรียกว่าตัวรับโพสต์ซินแน็ปทิคและเมื่อเปิดใช้งานพวกมันจะเปิดช่องไอออน.
เมื่อช่องทางเหล่านี้เปิดขึ้นสารบางอย่างเข้าสู่เซลล์ประสาททำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้น สิ่งนี้สามารถมีผลกระทบ excitatory หรือยับยั้งบนเซลล์ขึ้นอยู่กับชนิดของช่องไอออนที่ได้รับการเปิด.
ตามปกติ excitatory postsynaptic ศักย์เกิดขึ้นเมื่อโซเดียมเข้าสู่เซลล์ประสาท ในขณะที่สารยับยั้งจะถูกผลิตโดยออกจากโพแทสเซียมหรือรายการคลอรีน.
การเข้ามาของแคลเซียมในเซลล์ประสาททำให้เกิดความสามารถในการกระตุ้นโพสต์ซินแน็ปทิคแม้ว่ามันจะเปิดใช้งานเอนไซม์เฉพาะทางที่สร้างการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาในเซลล์นี้ ตัวอย่างเช่นมันเป็นต้นเหตุของการกำจัดของถุง synaptic และการปล่อยสารสื่อประสาท.
นอกจากนี้ยังอำนวยความสะดวกในการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในเซลล์ประสาทหลังจากเรียนรู้.
เสร็จสิ้นการซิงค์
ศักยภาพโพสต์ซินแน็ทิกมักสั้นและผ่านกลไกพิเศษมาก.
หนึ่งในนั้นคือการยับยั้ง acetylcholine โดยเอนไซม์ที่เรียกว่า acetylcholinesterase โมเลกุลสารสื่อประสาทจะถูกลบออกจากพื้นที่ synaptic โดย recapturing หรือ reabsorbing โดย transporters ที่อยู่ในเยื่อหุ้ม presynaptic.
ดังนั้นเซลล์ประสาททั้งสองแบบ presynaptic และ postsynaptic จึงมีตัวรับที่จับการปรากฏตัวของสารเคมีรอบตัว.
มีตัวรับ presynaptic ที่เรียกว่า autoreceptors ซึ่งควบคุมปริมาณของสารสื่อประสาทที่ปลดปล่อยหรือสังเคราะห์เซลล์ประสาท.
การอ้างอิง
- Carlson, N.R. (2006) สรีรวิทยาของพฤติกรรม 8th เอ็ดมาดริด: เพียร์สัน pp: 32-68.
- Cowan, W. M. , Südhof, T. & Stevens, C. F. (2001) ประสาท Baltirnore, MD: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัย Johns Hopkins.
- ไซแนปส์ไฟฟ้า ( N.d. ) สืบค้นเมื่อวันที่ 28 กุมภาพันธ์ 2560 จาก Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
- Stufflebeam, R. (s.f. ) เซลล์ประสาท, Synapses, Action Potentials และ Neurotransmission สืบค้นเมื่อวันที่ 28 กุมภาพันธ์ 2017 จาก CCSI: mind.ilstu.edu.
- Nicholls, J. G. , Martin, A. R. , Fuchs, P. A, & Wallace, B. G. (2001) จากเซลล์ประสาทสู่สมองรุ่นที่ 4 Sunderland, MA: Sinauer.
- ไซแนปส์ ( N.d. ) สืบค้นเมื่อวันที่ 28 กุมภาพันธ์ 2017 จาก University of Washington: Faculty.washington.edu.