Synapsen

Synapsen zijn de verbindingspunten tussen zenuwcellen en sensorische, spier- of kliercellen of tussen twee of meer zenuwcellen. Ze worden gebruikt om signalen en stimuli door te geven. De stimulus wordt meestal chemisch overgedragen door middel van neurotransmitters.

Er zijn ook synapsen die hun actiepotentiaal direct elektrisch doorgeven, waardoor de overdracht van prikkels sneller gaat en dus een voordeel is voor bijvoorbeeld spierreflexen. In tegenstelling tot chemische synapsen kunnen elektrische synapsen stimuli in beide richtingen overbrengen.

Wat zijn synapsen?

Synapsen stimulatie- en signaaloverdracht mogelijk maken tussen zenuwcellen (neuronen) en tussen zenuwcellen en sensorische, spier- en kliercellen. De naam gaat terug naar de Britse fysioloog Sir Charles Sherrrington en is afgeleid van het oude Griekse "syn" voor samen en "haptein" voor grip of grijpen.

Afhankelijk van het soort prikkeloverdracht van de zendcel naar de ontvangende cel wordt onderscheid gemaakt tussen chemische en elektrische synapsen. In chemische synapsen wordt het elektrische potentieel dat de zendende cel zou moeten overbrengen, omgezet in een chemische boodschappersubstantie (neurotransmitter) op het synapsmembraan.

De nauwe kloof tussen de synapsen van de zendende cel en de ontvangende cel wordt overbrugd door de neurotransmitter en het vroegere elektrische actiepotentiaal wordt weer omgezet in één.

Als de ontvangende cel spier- of kliercellen zijn, geïmplementeerd in acties of, in het geval van een ander neuron, doorgegeven als een elektrisch actiepotentiaal. Dit type signaaloverdracht heeft het voordeel dat het een directionele, unidirectionele informatieoverdracht is. Daarentegen kunnen elektrische synapsen stimuli in beide richtingen doorgeven, d.w.z. bidirectioneel.

Anatomie en structuur

Een synaps bestaat altijd uit een zendgedeelte of zender, de eindknop van een axon, die sluit met het zogenaamde presynaptische membraan. Het tegenoverliggende receptorgedeelte van de synaps, de terminale knop van een dendriet, sluit met het postsynaptische membraan.

De synaptische opening bevindt zich tussen het presynaptische en het postsynaptische membraan. Het is erg smal en is 10 tot 20 nm in chemische synapsen.In elektrische synapsen bereikt de kloof slechts waarden rond 3,5 nm.

Bij mensen wordt het aantal synapsen geschat op de onvoorstelbare waarde van ongeveer 100 biljoen, wat overeenkomt met een 1 met 14 nullen. De presynaptische terminale knoppen van de axonen houden specifieke neurotransmitters klaar in zogenaamde blaasjes.

Om energie te garanderen, bevatten de terminale knoppen talloze mitochondriën en andere organellen. Wanneer een actiepotentiaal arriveert, legen de blaasjes de neurotransmitters in de synaptische opening tijdens exocytose.

Het receptorgedeelte van de synaps, de terminale knop van een dendriet of een actiecel (spier- of kliercel), bevat speciale receptoren in zijn membraan, waaraan de vrijgekomen boodschappersubstantie kan aanmeren, wat leidt tot een terugvertaling in een elektrisch actiepotentiaal of tot spiercontractie of mondstuksecretie.

Functie en taken

Afhankelijk van hun functie kunnen synapsen worden onderverdeeld in effector- en sensorsynapsen en interneuronale synapsen.

• Effector synapsen de verbinding tot stand brengen tussen neuronen en spiercellen of neuronen en kliercellen.

• Exciterende effector-synapsen dienen om de spiercellen het commando te geven om samen te trekken of de kliercellen om het commando te geven om uit te scheiden.

• Remmende effector-synapsen geven op hun beurt de tegenovergestelde informatie door, namelijk voor spierontspanning en voor het stoppen van kliersecretie.

• Sensor synapsen hebben de taak om sensorische signalen te ontvangen van sensorische cellen en receptoren, zoals fotoreceptoren in het netvlies, pijnreceptoren (nociceptoren), thermosensoren, druk- en spanningssensoren en vele andere, en deze door te sturen naar de overeenkomstige schakelcentra in de hersenen.

• Interneuronale synapsendie een kruisverbinding vormen tussen twee of meer neuronen, worden in grote aantallen in de hersenen aangetroffen. Er zijn een aantal koppelingsmogelijkheden denkbaar, die praktisch allemaal voorkomen, elk met verschillende taken.

Er zijn bijvoorbeeld verbanden tussen axonen en dendrieten, Axonen en cellichamen (soma), tussen de dendritische plexus van twee neuronen en directe verbindingen tussen de cellichamen van twee neuronen.

Interneuronale synapsen worden gebruikt voor complexe informatieverwerking, b.v. B. binnen het autonome zenuwstelsel, maar ook het verwerken van complexe informatie tot een totaalbeeld in het centrale zenuwstelsel.

• Chemische synapsen zijn elk gespecialiseerd in een bepaalde neurotransmitter of houden deze specifieke neurotransmitter vast in hun blaasjes. Daarom kunnen de chemische synapsen ook worden gedifferentieerd volgens "hun" neurotransmitters, zoals adrenerge, cholinerge en dopaminerge synapsen, die overeenkomen met de neurotransmitters adrenaline, acetylcholine of dopamine.

• Elektrische synapsenworden gebruikt waar de extreme snelheid van stimulusoverdracht belangrijk is, zoals bij het triggeren van spierreflexen.

Uw medicatie vindt u hier

Kwalen en ziekten

In 2014 toonden onderzoekers in Baltimore aan dat bepaalde genmutaties leiden tot verminderde synapsvorming, wat psychische aandoeningen zoals schizofrenie en ernstige depressie kan veroorzaken.

Het is veel beter bekend dat gifstoffen leiden tot stoornissen van de synapsfuncties met soms ernstige gevolgen. De stoffen blokkeren de afgifte van de neurotransmitters in de synaptische opening of ze lijken zo op de neurotransmitters dat ze zich op hun plaats vastzetten aan de receptoren van het postsynaptische membraan.

In beide gevallen is de functie van de synapsen significant of volledig verstoord en geblokkeerd. Een voorbeeld van de blokkering van exocytose op het presynaptische membraan is het botulinumtoxine dat wordt gesynthetiseerd door clostridiumbacteriën.

Het neurotoxine, ook wel bekend onder de naam Botox, heeft een verlammende werking op de spieren - vergelijkbaar met het tetanustoxine - doordat de effector synapsen geen samentrekkingsprikkel meer kunnen doorgeven aan de spiervezels. In ernstige gevallen kan dit leiden tot ademhalingsverlamming en overlijden.

Veel spinnen-, insecten- en kwallenvergiften, evenals vergiften van verschillende paddenstoelen, zijn synapsvergiften. Geneesmiddelen zoals alcohol, nicotine, hallucinogenen zoals LSD en psychotrope geneesmiddelen zijn synapsvergiften met verschillende effecten.