synapsen zijn de verbindingen tussen zenuwcellen en sensorische, spier- of kliercellen, of tussen twee of meer zenuwcellen. Ze dienen om signalen en prikkels door te geven. Stimulustransmissie is meestal chemisch door middel van neurotransmitters. Er zijn ook synapsen die hun actiepotentiaal direct met elektrische middelen, waardoor de overdracht van prikkels sneller gaat en dus bijvoorbeeld voordelig is in spieren reflexen Elektrisch synapsenkunnen, in tegenstelling tot chemische synapsen, stimuli in beide richtingen overbrengen.
Wat zijn synapsen?
Synapsen maken de overdracht van prikkels en signalen mogelijk 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 grijpen of begrijpen. Afhankelijk van het type stimulusoverdracht van de zendercel naar de ontvangcel, wordt onderscheid gemaakt tussen chemische en elektrische synapsen. In chemische synapsen wordt het elektrische potentieel dat door de verzendende cel moet worden overgedragen, omgezet in een chemische boodschapper (neurotransmitter) op het synaptische membraan. De nauwe kloof die bestaat tussen de synapsen van de verzendende cel en de ontvangende cel wordt overbrugd door de neurotransmitter en de voorheen elektrische actiepotentiaal wordt terug in één vertaald. Als de ontvangende cel een spier- of kliercel is, wordt deze omgezet in actie of, in het geval van een ander neuron, overgedragen als een elektrische actiepotentiaal Dit type signaaloverdracht heeft het voordeel dat het een gerichte, unidirectionele overdracht van informatie is. Daarentegen kunnen elektrische synapsen stimuli in beide richtingen, bidirectioneel, overbrengen.
Anatomie en structuur
Een synaps bestaat altijd uit een zendgedeelte of zender, de aansluitknop van een axon dat eindigt met wat het presynaptische membraan wordt genoemd. Het tegenoverliggende ontvangende deel van de synaps, de terminale knop van een dendriet, eindigt met het postsynaptische membraan. Tussen het presynaptische en het postsynaptische membraan bevindt zich het synaptische spleet 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 vast in zogenaamde blaasjes. Om energie te garanderen, bevatten de terminalknoppen talloze mitochondria en nog andere organellen. Wanneer een actiepotentiaal arriveert, legen de blaasjes de neurotransmitters in de synaptische spleet in de loop van exocytose. Het receptorgedeelte van de synaps, de terminale knop van een dendriet- of actiecel (spier- of kliercel), bevat speciale receptoren in het membraan waaraan de neurotransmitter kan aanmeren, wat resulteert in een hervertaling in een elektrisch actiepotentiaal of spiercontractie of klierafscheiding.
Functie en taken
Afhankelijk van hun functie kunnen synapsen worden onderverdeeld in effectorsynapsen, sensorsynapsen en interneuronale synapsen.
- Effector-synapsen zorgen voor de verbinding tussen neuronen en spiercellen of neuronen en kliercellen.
- Exciterende effector-synapsen dienen om spiercellen te bevelen om samen te trekken of kliercellen om uit te scheiden.
- Remmende effector-synapsen geven daarentegen de tegenovergestelde informatie door, namelijk om de spieren te ontspannen en de kliersecretie te stoppen.
- Sensorsynapsen hebben de taak om sensorische signalen te ontvangen van sensorische cellen en receptoren zoals fotoreceptoren in het netvlies, pijn receptoren (nociceptoren), thermische sensoren, druk- en spanningssensoren en vele andere, en zenden deze naar de juiste schakelcentra in de hersenen.
- Interneuronale synapsen, die een kruisverbinding vormen tussen twee of meer neuronen, komen in grote hoeveelheden voor in de hersenen Er is een groot aantal onderlinge verbindingen denkbaar, die vrijwel allemaal ook voorkomen met elk een andere taak.
Er zijn bijvoorbeeld koppelingen tussen axonen en dendrieten,
Axonen en cellichamen (soma), tussen de dendrietplexus van twee neuronen, en directe verbindingen tussen de cellichamen van twee neuronen. Interneuronale synapsen worden gebruikt voor complexe informatieverwerking, bijvoorbeeld binnen het autonome zenuwstelsel, maar ook voor het verwerken van complexe informatie tot een totaalbeeld in het centrale zenuwstelsel.
- Chemische synapsen zijn elk gespecialiseerd voor een bepaalde neurotransmitter of houden die specifieke neurotransmitter vast in hun blaasjes. Daarom kunnen chemische synapsen ook worden gedifferentieerd op basis van 'hun' neurotransmitters zoals adrenerge, cholinerge en dopaminerge synapsen, volgens de gedragen neurotransmitters. adrenaline, acetylcholine or dopamine.
- Elektrische synapsen spelen een rol wanneer de extreme snelheid van stimulusoverdracht belangrijk is, zoals bij het triggeren van spieren reflexen.
Klachten en ziekten
In 2014 toonden onderzoekers in Baltimore dat zeker aan gen mutaties leiden tot verminderde synapsvorming, wat psychische aandoeningen kan veroorzaken, zoals schizofrenie en groot Depressie Het is veel beter bekend dat gifstoffen leiden op verstoringen van de synapsfunctie met soms ernstige gevolgen. Ofwel de stoffen blokkeren de afgifte van neurotransmitters in de synaptische spleet of ze lijken zo op neurotransmitters dat ze zich op hun plaats vastzetten op de receptoren van het postsynaptische membraan. In beide gevallen is de synaptische functie significant tot volledig verstoord en geblokkeerd. Een voorbeeld van het blokkeren van exocytose op het presynaptische membraan is botulinumtoxine gesynthetiseerd door Clostridia bacteriën Het neurotoxine, ook wel Botox genoemd, heeft een verlammend effect op de spieren - vergelijkbaar met tetanus toxine - omdat de effectorsynapsen niet langer een contractiestimulus naar de spiervezels kunnen overbrengen. In ernstige gevallen kan dit leiden tot ademhalingsverlamming met de dood tot gevolg. Veel spinnen-, insecten- en kwallenvergiften, evenals vergiften van verschillende schimmels, zijn synapsvergiften. Drugs zoals alcohol, nicotine, hallucinogenen zoals LSD, en ook psychotrope geneesmiddelen zijn ook synapsvergiften met wisselende effecten.
