Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

18.6: De synaps
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

This content is Free Access.

Education
The Synapse
 
Deze voice-over is door de computer gegenereerd
TRANSCRIPT

18.6: The Synapse

18.6: De synaps

Neurons communicate with one another by passing on their electrical signals to other neurons. A synapse is the location where two neurons meet to exchange signals. At the synapse, the neuron that sends the signal is called the presynaptic cell, while the neuron that receives the message is called the postsynaptic cell. Note that most neurons can be both presynaptic and postsynaptic, as they both transmit and receive information.

An electrical synapse is one type of synapse in which the pre- and postsynaptic cells are physically coupled by proteins called gap junctions. This allows electrical signals to be directly transmitted to the postsynaptic cell. One feature of these synapses is that they can transmit electrical signals extremely quickly—sometimes at a fraction of a millisecond—and do not require any energy input. This is often useful in circuits that are part of escape behaviors, such as that found in the crayfish that couples the sensation of a predator with the activation of the motor response.

In contrast, transmission at chemical synapses is a stepwise process. When an action potential reaches the end of the axonal terminal, voltage-gated calcium channels open and allows calcium ions to enter. These ions trigger fusion of neurotransmitter-containing vesicles with the cellular membrane, releasing neurotransmitters into the small space between the two neurons, called the synaptic cleft. These neurotransmitters—including glutamate, GABA, dopamine, and serotonin—are then available to bind to specific receptors on the postsynaptic cell membrane. After binding to the receptors, neurotransmitters can be recycled, degraded, or diffuse away from the synaptic cleft.

Chemical synapses predominate the human brain and, due to the delay associated with neurotransmitter release, have advantages over electrical synapses. First, a few or many vesicles may be released, resulting in a variety of postsynaptic responses. Second, binding to different receptors may cause an increase or decrease membrane potential in the postsynaptic cell. Additionally, the availability of neurotransmitters in the synaptic cleft is regulated by recycling and diffusion. In this way, chemical synapses achieve neuronal signaling that can be highly regulated and fine-tuned.

Neuronen communiceren met elkaar door hun elektrische signalen door te geven aan andere neuronen. Een synaps is de locatie waar twee neuronen elkaar ontmoeten om signalen uit te wisselen. Bij de synaps wordt het neuron dat het signaal verzendt de presynaptische cel genoemd, terwijl het neuron dat het bericht ontvangt de postsynaptische cel wordt genoemd. Merk op dat de meeste neuronen zowel presynaptisch als postsynaptisch kunnen zijn, aangezien ze zowel informatie verzenden als ontvangen.

Een elektrische synaps is een type synaps waarin de pre- en postsynaptische cellen fysiek zijn gekoppeld door eiwitten die gap junctions worden genoemd. Hierdoor kunnen elektrische signalen rechtstreeks naar de postsynaptische cel worden gestuurd. Een kenmerk van deze synapsen is dat ze elektrische signalen extreem snel kunnen verzenden - soms in een fractie van een milliseconde - en geen energie-input nodig hebben. Dit is vaak handig in circuits die deel uitmaken van ontsnappingsgedrag, zoals die in de rivierkreeft die het gevoel van een roofdier koppelt.th de activering van de motorische respons.

Overdracht bij chemische synapsen daarentegen is een stapsgewijs proces. Wanneer een actiepotentiaal het einde van de axonale terminal bereikt, worden spanningsafhankelijke calciumkanalen geopend en kunnen calciumionen binnendringen. Deze ionen veroorzaken fusie van neurotransmitterbevattende blaasjes met het celmembraan, waardoor neurotransmitters vrijkomen in de kleine ruimte tussen de twee neuronen, de synaptische spleet. Deze neurotransmitters - waaronder glutamaat, GABA, dopamine en serotonine - zijn dan beschikbaar om te binden aan specifieke receptoren op het postsynaptische celmembraan. Na binding aan de receptoren kunnen neurotransmitters worden gerecycled, afgebroken of diffuus weg van de synaptische spleet.

Chemische synapsen domineren het menselijk brein en hebben, vanwege de vertraging die gepaard gaat met de afgifte van neurotransmitters, voordelen ten opzichte van elektrische synapsen. Ten eerste kunnen een paar of veel blaasjes worden vrijgegeven, wat resulteert in een verscheidenheid aan postsynaptische reacties. Second, kan binding aan verschillende receptoren een toename of afname van het membraanpotentieel in de postsynaptische cel veroorzaken. Bovendien wordt de beschikbaarheid van neurotransmitters in de synaptische spleet gereguleerd door recycling en diffusie. Op deze manier bereiken chemische synapsen neuronale signalering die sterk kan worden gereguleerd en verfijnd.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter