De ulike synapsetypene: Nevral kommunikasjon

september 13, 2019
En kjemisk synapse har veldig spesifikke egeskaper, som høy plastisitet. Med andre ord, er det enklere å overføre informasjon for synapser som har vært mer aktive.

For at hjernen skal fungere skikkelig, treger den nevroner for å kommunisere. Disse interaksjonene er kjent som synapser. Men hvordan er de sammenkoblet, og hva er egentlig de ulike synapsetypene som finnes?

Det er i utgangspunktet to hovedtyper av synaptisk overføring: elektrisk og kjemisk. Det meste av kommunikasjonen gjennom synapser skjer mellom enden av aksonet (den lengste delen) til nervecellen som sender en melding, og perikaryonet (soma) til nervecellen som mottar den.

Det som har en tendens til å overraske folk mest med dette, er at det faktisk ikke er noen direkte kontakt i en synapse. Det er et lite gap mellom nervecellene, også kjent som en synapsespalte. Fortsett å lese for å lære mer om begge synapsetypene. De er begge nevron-til-nevron-forbindelser med spesifikke kjennetegn.

Synapse

Den første av synapsetypene: Kjemisk

I en kjemisk synapse blir informasjon sendt via nevrotransmittere. Dette er grunnen til at vi har kalt den en «kjemisk synapse», fordi nevrotransmitterne er kjemiske stoffer som sender meldinger.

Et interessant aspekt ved disse synapsene er at de er asymmetriske. Dette betyr at de ikke forekommer på nøyaktig samme måte mellom en nervecelle og en annen. De er også enveis: Det postsynaptiske nevronet, som mottar meldingen, kan ikke sende informasjon til det presynaptiske nevronet, som sender meldingen.

En kjemisk synapse har også veldig spesifikke karakteristika, som for eksempel høy plastisitet. Dette betyr er at synapser som har vært mer aktive, kan overføre informasjon enklere. Den plastisiteten betyr også at synapsen kan tilpasse seg endringer i miljøet. Nervesystemet vårt er intelligent, og det fokuserer på «stiene» vi bruker oftest. 

Denne synapsetypen har den fordelen at den kan modulere impulsoverføringen. Men hvordan? Vel, den kan gjøre dette fordi den er i stand til å regulere nivåene til:

  • Nevrotransmitteren.
  • Avfyringsfrekvensen.
  • Impulsintensiteten.

Kjemisk overføring mellom nerveceller skjer gjennom modifiserbare nevrotransmittere. Før vi går over til elektriske synapser, vil vi imidlertid ta en nærmere titt på prosessene som er involvert i en kjemisk synapse.

Prosessen til kjemiske synapser

  • Først og fremst syntetiserer hjernen din nevrotransmitteren og oppbevarer den i en vesikkel (en liten blære)
  • Deretter flommer handlingspotensial den presynaptiske membranen.
  • Videre får depolarisasjonen av den presynaptiske aksonterminalen kalsiumkanalene til å åpne seg (hvor mye avhenger av spenningen).
  • Kalsium begynner å strømme inn gjennom kanalene.
  • Dette kalsiumet får vesikkelen til å smelte sammen med den presynaptiske membranen. 
  • Deretter frigjøres nevrotransmitteren i synapsespalten gjennom eksocytose.
  • Nevrotransmitteren binder seg til reseptorene i den postsynaptiske membranen.
  • Deretter åpnes eller lukkes de postsynaptiske potensialene.
  • Etter det, forårsaker den postsynaptiske strømmen enten et hindrende eller eksitatorisk postsynaptisk potensial, noe som endrer eksitabilitetsnivået til den postsynaptiske cellen.
  • Til slutt forsegler den vesikulære membranen i nervecellens plasmamembran seg selv.
Synapsetypene

Elektriske synapser

En elektrisk synapse overfører informasjon gjennom lokale strømmer. Denne synapsetypen har heller ingen synaptisk forsinkelse (hvor lang tid det tar å danne en synaptisk forbindelse).

Denne typen synapse er faktisk ganske motsatt fra en kjemisk synapse. Det betyr at elektriske synapser er symmetriske, toveis og har lav plastisitetDen siste karakteristikken betyr at de alltid sender informasjon på nøyaktig samme måte. Så når et handlingspotensial aktiveres i en nervecelle, repliseres det i neste nervecelle.

Sameksisterer begge synapsetypene?

Nå vet vi at både kjemiske og elektriske synapser sameksisterer i de fleste levende vesener og hjernestrukturer. Vi har imidlertid fortsatt mye igjen å lære om deres egenskaper og hjernefordeling.

Det meste av forskning har fokusert på å utforske hvordan kjemiske synapser fungerer. Vi vet mye, men mye mindre om elektriske synapser. Faktisk trodde man at bare virvelløse dyr og kaldblodige (vekselvarme) virveldyr hadde elektriske synapser. Dette endret seg da det ble oppdaget at det finnes massevis av dem i hjernen til pattedyr.

Nylig forskning tyder på at begge synapsetypene (kjemisk og elektrisk) samarbeider og samhandler hele tiden. Det virker også som om hastigheten på elektriske synapser til tider kombineres med plastisiteten i kjemiske synapser, noe som hjelper oss med å ta beslutninger eller gjør at vi har forskjellige responser på de samme stimuli til forskjellige tider.

  1. Pereda, A. E. (2014). Electrical synapses and their functional interactions with chemical synapses. Nature Reviews Neuroscience, 15(4), 250.
  2. Connors, B. W., & Long, M. A. (2004). Electrical synapses in the mammalian brain. Annu. Rev. Neurosci., 27, 393-418.
  3. Faber, D. S., & Korn, H. E. N. R. I. (1989). Electrical field effects: their relevance in central neural networks. Physiological reviews, 69(3), 821-863.