Sinapsa

Sinapsa

Sinapsa este o formatiune specializata situata intre doi neuroni, sau intre un neuron si o structura efectoare de tip muscular sau glandular si care permite transmiterea informatiei de la componenta presinaptica la componenta postsinaptica.

Sinapsa reprezinta locul de contact anatomic intre doi neuroni sau intre un neuron si o structura de tip efector, datorita modului ei de functionare fiind posibil transferul informatiei intre structurile precizate.

Datorita caracteristicilor sale structurale si functionale sinapsa permite influentarea activitatii electrice a componentei postsinaptice de catre activitatea electrica a componentei presinaptice.

Clasificarea sinapselor se face dupa mai multe criterii. Din punct de vedere functional ele se clasifica astfel:

-dupa mecanismul de transmitere in sinapse chimice (in care transmiterea impulsului nervos de la neuronul presinaptic la cel postsinaptic se face printr-o mediatie chimica), respectiv sinapse electrice (in care impulsul nervos este transmis fara mediatie chimica);

-dupa starea generata la nivelul componentei postsinaptice sinapsele chimice sunt de doua tipuri: excitatoare, respectiv inhibitoare.

Sinapsa chimica

Din punct de vedere structural sinapsa chimica este alcatuita din trei componente: componenta presinaptica (reprezentata de butonul terminal al axonului neuronului presinaptic), componenta postsinaptica (reprezentata de dendrita sau corpul celular al neuronului postsinaptic) si fanta sinaptica (spatiul extracelular intre cele doua). Cele trei componente sunt adecvate structural pentru indeplinirea functiei de transmitere a impulsului nervos. Aceasta transmitere este unidirectionala.

La nivelul componentei presinaptice sunt importante veziculele cu mediator chimic (care contin unul sau mai multe tipuri de mediator chimic), membrana presinaptica (portiunea din butonul terminal care este implicata in sinapsa), precum si filamentele de sinapsina (care conduc mediatorul chimic in momentul eliberarii sale din veziculele sinaptice spre locurile active ale membranei presinaptice, prin intermediul carora mediatorul chimic va fi eliberat apoi in fanta sinaptica).

La nivelul componentei postsinaptice membrana celulara este modificata structural, prezentand pe suprafata sa receptori membranari, cu rol in recunoasterea si legarea mediatorului chimic, iar in grosimea peretelui sau membrana postsinaptica prezinta canale ionice aflate in relatie structurala si functionala cu receptorii.

Fanta sinaptica este un spatiu extracelular la nivelul caruia trecerea influxului nervos este mediata chimic prin moleculele de neurotransmitator eliberate din veziculele sinaptice ale componentei presinaptice, difuzate si captate de receptorii membranari ai componentei postsinaptice.

Cele doua deosebiri structurale intre componentele pre si postsinaptica (membrana presinaptica nu are receptori iar componenta postsinaptica nu contine vezicule cu mediator chimic) vor determina asa-numita polarizare functionala a sinapsei, termen care se refera la faptul ca transmiterea impulsului nervos la nivelul sinapsei este unidirectionala.

Functionarea sinapsei necesita codificarea la nivelul structurilor descrise a informatiei din informatie de tip electric (PA) in informatie de tip chimic (neurotransmitatori), urmata de recodificarea in informatie de tip electric (PA). Ajungerea PA la nivelul membranei butonului terminal va determina producerea unei succesiuni de fenomene care au ca rezultat ruperea veziculelor cu mediator chimic si eliberarea mediatorului chimic prin intermediul filamentelor de sinapsina in fanta sinaptica prin exocitoza. Moleculele de mediator chimic eliberate se fixeaza apoi pe receptorii membranei postsinaptice, datorita compatibilitatii existente intre mediator si receptor. Mai exact, exista o relatie de specificitate intre receptori si mediator.

Este acceptata existenta mai multor tipuri de receptori si a mai multor tipuri de mediatori chimici, in contextul acestei relatii de corespondenta reciproca. Fixarea mediatorului pe receptor va genera fenomene care vor determina o modificare a polarizarii membranei postsinaptice. Mediatorul chimic aflat in fanta sinaptica va fi captat prin endocitoza si transportat inapoi in veziculele sinaptice. Efectul mediatorului chimic asupra membranei postsinaptice poate fi de depolarizare a acesteia, sau de hiperpolarizare a sa. In functie de acest efect se poate opera o clasificare a sinapselor in sinapse excitatoare, respectiv sinapse inhibitoare.

In cazul sinapselor excitatoare chimice mediatorul chimic va determina la nivelul membranei postsinaptice o depolarizare, situatie numita potential postsinaptic excitator (PPSE), care este de fapt unpotential local. Prin insumarea unor potentiale locale succesive va fi generat un PA.

In cazul sinapselor chimice inhibitoare mediatorul chimic induce o hiperpolarizare denumita potential postsinaptic inhibitor (PPSI). In acesta situatie practic nu mai are loc formarea si generarea unui PA.

Sinapsa electrica

Sinapsa electrica este o formatiune caracterizata prin simplitate in ceea ce priveste structura si functionarea sa. Membranele celor doi neuroni sunt foarte apropiate si legate intre ele prin canale membranare de Na+. Aceste canale, numite si jonctiuni celulare 'gap' permit trecerea libera a curentului electric. In consecinta un PA va putea trece din componenta presinaptica in cea postsinaptica sau in sens invers practic fara intarziere si fara nici un fel de mediatie. Intre componenta presinaptica si cea postsinaptica nu exista deosebiri semnificative de structura. Acest tip de sinapse se intalnesc la nevertebrate in mod uzual. La om sinapse de tip electric exista in nucleii vestibulari din bulb.

Modul de transfer al informatiei prin intermediul sinapselor este descris de legile transmiterii sinaptice.

Legea intarzierii sinaptice se refera la faptul ca mediatia chimica care sta la baza transmiterii informatiei in sinapsele chimice necesita un anumit timp. Intarzierea sinaptica se produce datorita mediatiei chimice. Acest interval de timp este necesar pentru ca impulsul nervos (codificat electric) sa se codifice in semnal chimic pentru a strabate fanta sinaptica, iar apoi sa se recodifice in semnal electric. Cu cat un arc reflex cuprinde mai multe sinapse, cu atat intarzierea sinaptica va fi mai mare iar timpul reflex mai lung. Timpul reflex rezulta prin insumarea timpului aferent (necesar pentru parcurgerea distantei de la receptor la centrul nervos) cu intarzierea in centri (la nivelul sinapselor) si timpul eferent (necesar impulsului nervos pentru a parcurge distanta de la centrul nervos la structura efectoare).

Legea conducerii unidirectionale stabileste faptul ca in cazul sinapsei chimice transmiterea impulsului nervos se face intr-un singur sens si anume de la componenta presinaptica la cea postsinaptica, datorita deosebirilor structurale intre cele doua componente ale sinapsei. In cazul sinapselor electrice conducerea impulsului nervos este in ambele sensuri.

Legea oboselii sinaptice descrie fenomenul prin care in cazul excitarii prelungite cu frecventa mare a neuronului are loc o scadere a frecventei PA in componenta postsinaptica. Oboseala sinapsei se datoreaza epuizarii mediatorului chimic in componenta presinaptica, in conditiile in care rata spargerii veziculelor cu mediator si eliberarii acestuia in fanta sinaptica este mai mare decat rata sintezei si stocarii lui inapoi in vezicule. O alta cauza este aceea a consumului energetic foarte mare care determina epuizarea rezervelor de ATP.

Legea sensibilitatii la lipsa de oxigen se refera la vulnerabilitatea pe care sinapsa, mare consumator de ATP o are la hipoxie. Acidoza scade eficienta transmiterii sinaptice.

Teme

Care sunt criteriile de clasificare a sinapselor?

Care sunt componentele structurale ale sinapsei chimice?

In ce consta diferenta dintre sinapsele chimice excitatoare si sinapsele chimice inhibitoare?

Descrieti structura si functionarea sinapsei?

In ce consta legea intarzierii sinaptice?