Sinapsi

Sinapsi sono i punti di connessione tra le cellule nervose e le cellule sensoriali, muscolari o ghiandolari o tra due o più cellule nervose. Sono utilizzati per trasmettere segnali e stimoli. Lo stimolo viene solitamente trasmesso chimicamente per mezzo di neurotrasmettitori.

Esistono anche sinapsi che trasmettono il loro potenziale d'azione direttamente con mezzi elettrici, il che rende più veloce la trasmissione degli stimoli ed è quindi un vantaggio per i riflessi muscolari, ad esempio. A differenza delle sinapsi chimiche, le sinapsi elettriche possono trasmettere stimoli in entrambe le direzioni.

Cosa sono le sinapsi?

Sinapsi consentire lo stimolo e la trasmissione del segnale tra le cellule nervose (neuroni) e tra le cellule nervose e le cellule sensoriali, muscolari e ghiandolari. Il nome risale al fisiologo britannico Sir Charles Sherrrington e deriva dal greco antico "syn" per insieme e "haptein" per presa o presa.

A seconda del tipo di trasmissione dello stimolo dalla cellula mittente alla cellula ricevente, viene fatta una distinzione tra sinapsi chimiche ed elettriche. Nelle sinapsi chimiche, il potenziale elettrico che la cellula mittente dovrebbe trasmettere viene convertito in una sostanza messaggera chimica (neurotrasmettitore) sulla membrana della sinapsi.

Lo stretto divario tra le sinapsi della cellula mittente e della cellula ricevente viene superato dal neurotrasmettitore e il precedente potenziale di azione elettrica viene ritradotto in uno.

Se la cellula ricevente sono cellule muscolari o ghiandolari, implementate in azioni o, nel caso di un altro neurone, trasmesse come potenziale d'azione elettrico. Questo tipo di trasmissione del segnale ha il vantaggio di essere una trasmissione di informazioni direzionale, unidirezionale. Al contrario, le sinapsi elettriche possono trasmettere stimoli in entrambe le direzioni, cioè bidirezionalmente.

Anatomia e struttura

Una sinapsi consiste sempre in una parte trasmittente o trasmettitore, il pulsante terminale di un assone, che è sigillato con la cosiddetta membrana presinaptica. La parte opposta del recettore della sinapsi, il pulsante terminale di un dendrite, si chiude con la membrana postsinaptica.

Il gap sinaptico si trova tra la membrana presinaptica e postsinaptica. È molto stretto ed è compreso tra 10 e 20 nm nelle sinapsi chimiche, mentre nelle sinapsi elettriche il divario raggiunge solo valori intorno ai 3,5 nm.

Negli esseri umani, il numero di sinapsi è stimato al valore inimmaginabile di circa 100 trilioni, corrispondente a 1 con 14 zeri. Le manopole terminali presinaptiche degli assoni tengono pronti neurotrasmettitori specifici nelle cosiddette vescicole.

Per garantire l'energia, le manopole terminali contengono numerosi mitocondri e altri organelli. Quando arriva un potenziale d'azione, le vescicole svuotano i neurotrasmettitori nel gap sinaptico nel corso dell'esocitosi.

La parte recettore della sinapsi, il pulsante finale di un dendrite o di una cellula d'azione (muscolo o cellula ghiandolare), contiene speciali recettori nella sua membrana, a cui la sostanza messaggera rilasciata può agganciarsi, il che porta a una traduzione inversa in un potenziale d'azione elettrico o alla contrazione muscolare o alla secrezione dell'ugello.

Funzione e compiti

A seconda della loro funzione, le sinapsi possono essere suddivise in sinapsi effettrici e sensoriali, nonché sinapsi interneuronali.

• Sinapsi effettori stabilire la connessione tra neuroni e cellule muscolari o neuroni e cellule ghiandolari.

• Sinapsi effettrici eccitatorie servono a dare alle cellule muscolari il comando di contrarsi o alle cellule ghiandolari di dare il comando di secernere.

• Sinapsi effettrici inibitorie a loro volta trasmettono l'informazione opposta, vale a dire per il rilassamento muscolare e per la cessazione della secrezione ghiandolare.

• Sinapsi dei sensori hanno il compito di ricevere segnali sensoriali da cellule sensoriali e recettori quali fotorecettori della retina, recettori del dolore (nocicettori), termosensori, sensori di pressione e tensione e molti altri, e di inoltrarli ai corrispondenti centri di commutazione nel cervello.

• Sinapsi interneuronaliche formano una connessione incrociata tra due o più neuroni si trovano in gran numero nel cervello. Ci sono una moltitudine di opzioni di interconnessione concepibili, che praticamente si verificano tutte, ciascuna con compiti diversi.

Ad esempio, ci sono collegamenti tra assoni e dendriti, Assoni e corpi cellulari (soma), tra i plessi dendritici di due neuroni e connessioni dirette tra i corpi cellulari di due neuroni.

Le sinapsi interneuronali sono utilizzate per l'elaborazione di informazioni complesse, ad es. B. all'interno del sistema nervoso autonomo, ma anche l'elaborazione di informazioni complesse in un quadro generale nel sistema nervoso centrale.

• Sinapsi chimiche sono specializzati in un neurotrasmettitore specifico o trattengono questo neurotrasmettitore specifico nelle loro vescicole. Pertanto, le sinapsi chimiche possono essere differenziate anche in base ai "loro" neurotrasmettitori, come le sinapsi adrenergiche, colinergiche e dopaminergiche, corrispondenti ai neurotrasmettitori adrenalina, acetilcolina o dopamina.

• Sinapsi elettrichevengono utilizzati dove è importante l'estrema velocità di trasmissione dello stimolo, ad esempio quando si attivano i riflessi muscolari.

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Disturbi e malattie

Nel 2014, i ricercatori di Baltimora hanno dimostrato che alcune mutazioni genetiche portano a una ridotta formazione di sinapsi, che può causare malattie mentali come la schizofrenia e la depressione grave.

È molto più noto che i veleni portano a disturbi delle funzioni sinapsi con effetti a volte gravi. Le sostanze o bloccano il rilascio di neurotrasmettitori nella fessura sinaptica o sono così simili ai neurotrasmettitori che si agganciano ai recettori della membrana postsinaptica al loro posto.

In entrambi i casi la funzione delle sinapsi è significativamente o completamente disturbata e bloccata. Un esempio del blocco dell'esocitosi sulla membrana presinaptica è la tossina botulinica sintetizzata dai batteri clostridi.

La neurotossina, nota anche con il nome di Botox, ha un effetto paralizzante sui muscoli - simile alla tossina tetanica - perché le sinapsi effettrici non possono più trasmettere uno stimolo di contrazione alle fibre muscolari. Nei casi più gravi questo può portare a paralisi respiratoria e morte.

Molti veleni di ragno, insetti e meduse, nonché veleni di vari funghi, sono veleni di sinapsi. Farmaci come alcol, nicotina, allucinogeni come l'LSD e psicofarmaci sono veleni sinapsi con effetti diversi.