Synapse er et kontaktsted mellem en nervecelle og en anden nervecelle, muskelcelle eller kirtelcelle.
synaps, synapsis
Cellen, der sender signalet, har lagret neurotransmittere i små blærer. En neurotransmitter er et kemisk stof, der overfører et signal fra en nervecelle til en anden nervecelle, muskelcelle eller kirtelcelle. Når cellen bliver stimuleret, frigives neurotransmitterne i den lille spalte mellem de to celler, som kaldes synapsespalten. Nogle almindelige neurotransmittere er acetylcholin og noradrenalin.
Neurotransmitterne flyder over til modtagercellen og binder sig til receptorer der. Receptorerne kan være ionkanaler eller metabotropiske receptorer. Når en neurotransmitter binder sig til en receptor, kan modtagercellen blive aktiveret (exciteret) eller hæmmet (inhiberet). I synapsespalten findes også enzymer, som nedbryder neurotransmitterne og dermed slukker signalet.
Mange af de lægemidler, der anvendes i behandlingen af neurologiske og psykiske sygdomme, påvirker signalformidlingen over synapser.
Synapser og nerveceller er en del af nervesystemet, som formidler signaler. Synapserne formidler overførslen af signaler til den næste celle i signalvejen. Den celle, der sender signalet, kaldes den præsynaptiske celle, mens den celle, der modtager signalet, kaldes den postsynaptiske celle. Ordene kommer af præ- 'før, foran' og post- 'efter, bag'. Synaptiske koblinger er nøgleelementer i signalbehandlingen, som kontinuerligt finder sted i nervesystemet.
I centralnervesystemet sendes signalet oftest fra den præsynaptiske celle til den postsynaptiske celles dendritter (akso-dendritiske synapser) eller cellelegeme (akso-somatiske synapser). På den måde bliver cellerne i nervesystemet koblet sammen i komplekse netværk af signalbaner, og nervefibre danner kontakter med effektorceller ude i kroppen. Effektorcellerne formidler og behandler den information, som signalerne fra nervecellerne indeholder.
I mange nervebaner findes også dendro-dendritiske synapser og akso-aksonale synapser, hvor aksoner ender på andre aksonterminaler. Disse synapser bidrager til at kontrollere signalformidlingen i de mere konventionelle synapser.
De præsynaptiske terminaler er normalt tynde aksonprocesser. De udvider sig ofte til små knopper (boutoner), som er adskilt fra den postsynaptiske celle af en ganske smal synaptisk spalte. De terminale boutoner indeholder specielle signalmolekyler (neurotransmittere) pakket ind i små blærer kaldet synaptiske vesikler. Når nerveimpulsen (aktionspotentialet) i det præsynaptiske akson har invaderet aksonterminalerne, vil disse blive udladet (depolariseres).
Terminalmembranen indeholder ionkanaler for calciumioner, som åbnes i det millisekund, terminalen er depolariseret. Det får calciumioner til at strømme ind i terminalen, hvilket sætter processer i gang, som får vesiklerne med neurotransmittere til at smelte sammen med terminalernes overflademembran.
De præsynaptiske vesikler tømmer dermed deres neurotransmittere ud i den synaptiske spalte, hvor de diffunderer og binder sig til receptormolekyler i den postsynaptiske membran. Receptorerne er oftest koblet til ionkanaler i membranen. Bindingen af neurotransmittere til postsynaptiske receptorer medfører dermed ionstrømme og ændringer i membranpotentialet i den postsynaptiske celle. På den måde overføres signalet fra den præsynaptiske til den postsynaptiske celle.
På de fleste nerveceller er der hundreder eller tusinder af præsynaptiske terminale boutoner. Hver terminal har derfor en ganske lille kontaktflade, og hver præsynaptisk impuls fører ofte til frigivelse af kun én eller nogle få vesikler med neurotransmittere. Neurotransmittere fra en enkelt bouton medfører derfor normalt kun en lille ændring af membranpotentialet i den postsynaptiske celle. Samtidig aktivitet i flere af synapserne på en given celle er derfor normalt nødvendig for, at nerveceller skal aktiveres.
Effektiviteten af signaloverførslen er meget forskellig i de forskellige typer af synapser. Hver af skeletmuskelfibrene er innerveret af kun én aksongren fra en motorisk nervecelle. Aksongrenen har til gengæld en stor kontaktflade på muskelfiberen kaldet en neuromuskulær endeplade. Når den motoriske nervecelles terminal aktiveres af en nerveimpuls, vil det medføre, at op mod 50–100 vesikler med neurotransmittere tømmes i den synaptiske spalte og binder sig til receptorer i den postsynaptiske celle.
Motoriske nerveceller indeholder neurotransmitteren acetylcholin. Hver præsynaptisk vesikel indeholder nogle tusinde molekyler acetylcholin. Når acetylcholin binder sig til den postsynaptiske acetylcholinreceptor, depolariseres muskelfiberen lokalt, hvilket er tilstrækkeligt til, at der dannes en muskelfiberimpuls. En muskelfiberimpuls er det samme som en nerveimpuls, og den breder sig ud over hele muskelfiberen. En enkelt præsynaptisk nerveimpuls vil dermed aktiverer alle sarkomererne i muskelfiberen.
De frigivne neurotransmittere virker normalt kun kortvarigt. Det skyldes dels, at neurotransmitteren kun bindes til den postsynaptiske receptor i nogle få millisekunder og dels, at synapsespalterne også indeholder enzymer. Enzymerne spalter og inaktiverer eller fjerner neurotransmitterne kort tid efter, de bliver frigivet.
Der findes mange forskellige molekyler, der fungerer som neurotransmittere i nervesystemet. De mest almindelige er aminosyrerne glutamat, glycin, GABA og acetylcholin og aminerne noradrenalin, adrenalin, dopamin og serotonin.
Normalt producerer hver celletype en bestemt neurotransmitter. Der er dog eksempler på, at en celletype kan frigive to forskellige neurotransmittere. Det vil ofte være i form af en kotransmitter, som kan regulere effekten af hovedtransmitteren.
Når en neurotransmitter binder sig til en postsynaptisk receptor, medføre det enten aktivering eller hæmning af den postsynaptiske celle.
Aktivering af den postsynaptiske celle sker, når ionkanaler aktiveres, hvilket fører til en depolarisering af cellen. Denne effekt er exciterende (aktiverende) og vil, hvis depolariseringen er tilstrækkelig, medføre udløsning af en nerveimpuls i den postsynaptiske celle.
Hæmning af den postsynaptiske celle sker, når bindingen mellem neurotransmitter og receptor medfører en øgning af membranpotentialet (hyperpolarisering) i den postsynaptiske celle. Denne effekt er inhiberende (hæmmende) og vil modvirke aktiveringen af cellen.
De fleste nerveceller i hjernen har hundrede- eller tusindvis af synapser fra mange forskellige kilder. Nervecellerne er generelt aktive i moderat grad. Forholdet mellem aktiviteten i exciterende og inhiberende synapser på ethvert tidspunkt vil bestemme graden af aktivitet i den postsynaptiske celle.
Hver type nervecelle producerer normalt en speciel neurotransmitter. De fleste neurotransmittere har dog flere forskellige typer receptormolekyler, og det er disse, der afgør, om den postsynaptiske effekt er exciterende eller inhiberende. Neurotransmitteren glutamat medfører normalt excitation af den postsynaptiske celle. Andre neurotransmittere, fx glycing og GABA, medfører normalt inhibering. Neurotransmitteren acetylcholin og aminerne har exciterende postsynaptiske receptorer i nogle af deres nervebaner og inhiberende postsynaptiske receptorer i andre.
Ved nogle typer af synapser er de postsynaptiske receptorer ikke koblet direkte til ionkanaler, men i stedet til intracellulære enzymer. De intracellulære enzymer regulerer de postsynaptiske cellers stofskifte, excitabilitet og andre kritiske cellefunktioner. Disse postsynaptiske receptorer kaldes metabotropiske receptorer, og deres effekter formidles bl.a. af intracellulære signalmolekyler som cAMP og cGMP. Signalmolekylerne cAMP og cGMP kaldes sekundære budbringere. Signalformidling gennem metabotropiske postsynaptiske receptorer er betydeligt langsommere end ved de mere konventionelle synapser, som er direkte koblet til ionkanaler.
Ved nogle metabotropiske synapser bruges også forskellige neuropeptider, fx substans P og enkefaliner, som neurotransmittere. Signalformidlingen i hjernen bliver på den måde et samspil mellem et sæt af meget komplicerede synaptiske processer.
Effektiviteten af synaptiske processer er også afhængig af cellernes aktivitetsniveau. Hvis en nervecelle aktiveres med korte intervaller, medfører det ofte en øgning af synaptisk effektivitet (facilitering). For andre celler kan det føre til en svækkelse (depression). I nogle tilfælde kan effekterne af kortvarig ekstra aktivitet vare længe og strække sig over timer eller dage. Det tyder på, at de langvarige ændringer i synaptisk aktivitet er væsentlige mekanismer i hukommelses- og læringsprocesser.
De synaptiske neurotransmittere og deres receptorer er vigtige i forbindelse med lægemidler, der anvendes til behandling af forskellige sygdomme i nervesystemet. Nogle lægemidler kan virke på ionkanaler, transportprocesser og nedbrydning af neurotransmittere. Andre kan aktivere eller blokere bestemte synaptiske receptorer. Lægemidlerne får dermed udbredt anvendelse i behandlingen af både neurologiske og psykiatriske sygdomme.
Ordet synapse blev konstrueret af den engelske fysiolog Michael Foster (1836-1907) sammen med hans elev, neurofysiologen Charles Scott Sherrington (1857-1952), i 1879.
Krigen i Ukraine begyndte med Ruslands invasion af landet den 24. februar 2022. Baggrunden for krigen var Ukraine-konflikten, der havde stået på siden 2013.
Få overblik over vigtige personer, begivenheder, krige og konflikter i Mellemøsten lige nu.
Kernevåben er masseødelæggelsesvåben bestående af en kerneladning og et fremføringsmiddel. Frankrig har for nyligt åbnet for at placere deres kernevåben i andre lande i et fælleseuropæisk forsvarssamarbejde.
Kommentarer
Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.
Du skal være logget ind for at kommentere.