Back to chapter

6.7:

איתות סינאפטי

JoVE 核
生物学
需要订阅 JoVE 才能查看此.  登录或开始免费试用。
JoVE 核 生物学
Synaptic Signaling

Languages

分享

נוירונים מתקשרים אחד עם השני ועם תאים אחרים, בעיקר באמצעות איתות כימי בסינפסות. אזורים מיוחדים אלה נמצאים במקום בו קצה האקסון של התא הקדם-סינפטי, הנוירון ששולח את המסר, פוגש את התא הבתר-סינפטי, שמקבל את המסר. האות מורכב ממולקולות נוירוטרנסמיטר מוליך עצבי, אשר מאוחסנות בקצה האקסון בתוך האברונים התחומים בקרום והנקראים שלפוחיות סינפטיות.כאשר אות חשמלי, הידוע בשם דחף עצבי, נמצא בנוירון הקדם-סינפטי, זה גורם לשלפוחיות אלו להתאחות עם קרום התא. כאשר השלפוחיות מתאחות, הן משחררות את מוליך העצבי שלהן לתוך הסדק הסינפטי, המרווח הצר שבין התאים. המוליך העצבי מפעפע בשלב זה ונקשר לקולטנים הבתר-סינפטיים שלו.הקישור מעורר תגובה בתא הבתר-סינפטי, אשר במקרה זה הוא נוירון, ודחף עצבי עשוי להיווצר. בסופו של דבר, איתות סינפטי מאפשר לנוירונים להעביר מידע לתאים אחרים, קרובים ורחוקים.

6.7:

איתות סינאפטי

Neurons communicate at synapses, or junctions, to excite or inhibit the activity of other neurons or target cells, such as muscles. Synapses may be chemical or electrical.

Most synapses are chemical. That means that an electrical impulse—or action potential—spurs the release of chemical messengers. These chemical messengers are also called neurotransmitters. The neuron sending the signal is called the presynaptic neuron. The neuron receiving the signal is the postsynaptic neuron.

The presynaptic neuron fires an action potential that travels through its axon. The end of the axon, or axon terminal, contains neurotransmitter-filled vesicles. The action potential opens voltage-gated calcium ion channels in the axon terminal membrane. Ca2+ rapidly enters the presynaptic cell (due to the higher external Ca2+ concentration), enabling the vesicles to fuse with the terminal membrane and release neurotransmitters.

The space between presynaptic and postsynaptic cells is called the synaptic cleft. Neurotransmitters released from the presynaptic cell rapidly populate the synaptic cleft and bind to receptors on the postsynaptic neuron. The binding of neurotransmitters instigates chemical changes in the postsynaptic neuron, such as opening or closing ion channels. This, in turn, alters the membrane potential of the postsynaptic cell, making it more or less likely to fire an action potential.

To end signaling, neurotransmitters in the synapse are degraded by enzymes, reabsorbed by the presynaptic cell, diffused away, or cleared by glial cells.

Electrical synapses are present in the nervous system of both invertebrates and vertebrates. They are narrower than their chemical counterparts and transfer ions directly between neurons, allowing faster transmission of the signal. However, unlike chemical synapses, electrical synapses cannot amplify or transform presynaptic signals. Electrical synapses syncronize neuron activity, which is favorable for controlling rapid, invariable signals such as the danger escape in squids.

Neurons can send signals to, and receive them from, many other neurons. The integration of numerous inputs received by postsynaptic cells ultimately determines their action potential firing patterns.

Suggested Reading

Kennedy, Mary B. “Synaptic Signaling in Learning and Memory.” Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 8, no. 2 (February 2016). [Source]