Synapser. ehagglund.se

Transkript

1 Synapser Överföringsstället mellan två nervceller kallas synaps. Synapser finns också mellan nervceller och muskelceller, och mellan nervceller och körtelceller. Vid synaps mellan två nervceller benämns nervcellen före synapsen presynaptiskt neuron (pre = före). Nervcellen efter synapsen kallas postsynaptiskt neuron (post= efter). Synaptisk överföring sker med hjälp av en signalsubstans, kallad transmittorsubstans. Varje nervcell producerar en viss typ av transmittorsubstans som lagras i blåsor (vesiklar) i nervcellens terminaler. Substansen bildas i terminalerna eller i cellkroppen. I det senare fallet har transmittorsubstansen transporterats via axonet till terminalerna. Synaptisk överföring visas i och kan studeras i tre steg: frisättning av transmittorsubstans, receptorsvar i postsynaptiska neuronet och nedbrytning av transmittorsubstans. Frisättning av transmittorsubstans. När en aktionspotential når terminalen öppnas spänningsstyrda kalciumkanaler i terminalmembranet. Ca2+ diffunderar då in i terminalen och påverkar blåsor med transmittorsubstans så att dessa smälter samman med membranet och transmittorsubstansen frisätts till mellanrummet mellan de båda nervcellerna, synapsklyftan. Den vanligaste transmittorsubstansen är acetylkolin. I PNS förekommer acetylkolin i alla synapser utom i vissa autonoma där det i stället finns noradrenalin. I CNS finns däremot, förutom acetylkolin, ett stort antal andra transmittorsubstanser, t.ex. opioider, dopamin, serotonin, glutamat och GABA. Det stora antalet transmittorsubstanser i CNS möjliggör hjärnans komplicerade funktioner. Receptorsvar i postsynaptiska neuronet. När transmittorsubstansen passerat synapsklyftan binds den till receptorer i cellmembranet- ej att förväxla med sensoriska receptorer- på det postsynaptiska neuronets dendriter eller cellkropp. Varje nervcell är försedd med ett stort antal receptorer. Acetylkolinreceptorer är vanligast men i CNS förekommer en mängd olika receptortyper, var och en känslig för en viss transmittorsubstans. Ett postsynaptiskt neuron kan ha kontakt med tusentals presynaptiska. Receptorsvaret blir antingen att det ehagglund.se

2 postsynaptiska neuronet depolariseras eller hyperpolariseras, vilket innebär att det antingen uppstår eller inte uppstår en aktionspotential. Man kallar receptorsvaret för exitatorisk (exitera = stimulera) postsynaptisk potential (EPSP) när det postsynaptiska neuronet depolariseras och inhibitorisk (inhibera= hämma) postsynaptisk potential (IPSP) när det postsynaptiska neuronet hyperpolariseras eller strävar efter att hålla kvar vilomembranpotentialen. Hur fungerar övergången av en nervimpuls, synapsens funktion? Vid synapserna kopplas signalen från en nervcell vidare till nästa nervcell med hjälp av kemiska signalämnen, t ex dopamin och serotonin. Dessa signalsubstanser släpps ut från små blåsor i den synaps som skickar signalen. Substanserna vandrar över det lilla gapet mellan synapserna (20-40 nm) och tas upp av den mottagande synapsen, som skickar signalen vidare inuti sig själv. Överblivna signalsubstanser tas upp igen av den utskickande synapsen för att kunna användas igen Förklara uppbygganden, beståndsdelar i en nervcell? En nervcell består utav en kropp - soma, med cellkärna likt andra celler i kroppen. Runt denna soma, finns flera utskott kallade för dendriter. I tillägg finns ett längre utskott kallat för axon, som kan bli 1 m långa. Längs detta axon finns flera myelinskivor tätt intill varandra. Avståndet mellan skivorna kallas för nod, och det är, i detta avstånd, som våra signaler går. Änden av axonet kallas för nervändslut eller boutong och är kontaktlänken till dendriter på andra celler eller synapser. Den grundläggande uppbyggnaden av en kemisk synaps och dess funktion Det finns två varianter av synapser elektriska synapser (finns b.la i hjärtat) eller kemsika synapser- neurotransmittorer. I elektrisk synapser innehåller plasmamembranet gap junctions (jonkanaler). Kommunikationen mellan de två cellerna är mycket snabb. Den generella uppbyggnaden är att det finns en specialiserad koppling. Antingen mellan nervcell-nercell, nervcell-muskelcell, eller nervcell-körtelcell. Den generella strukturen för en typisk kemisk synaps är ett axon av ett presynaptisk nervcell, som innehåller synaptiska vesiklar där neurotransmittorer finns. Det finns även ett intillliggande postsynapitsk nervcell till axon terminalen, som har en hög densitet av membran protein som tar upp en specialiserad area som kallas postsynaptisk densitet. Storleken och formen av post eller pre synaptisk nervcell kan variera. Presynaptisk nervcell innehåller mitokondrier, synaptiska vesiklar och vesikel dockning plats där synaptiska vesiklar kan binda in. Dess funktion är att en presynaptisk nervcell påverkar aktiviteten i en postsynaptisk nervcell i det extracellulära området mellan cellerna, den såkallade synaptiska klyftan skiljer en postsynaptisk och presynaptisk nervcell åt. Neurotransimottorer frisätts(som initieras av en aktionspotential) ifrån den presynaptiska axon terminalen ehagglund.se

3 Vilka två synapser finns i nervsystemet? Var finns elektriska synapser och vad är dess funktion? Hur verkar kemiska synapser? Nämn skillnader mellan elektriska synapser och kemiska synapser. Vilka synapser finns det mest av i nervsystemet? Hur sker överföringen i en kemisk synaps? Var kan synapser bildas? Hur är en synaps uppyggd? Hur bildas synapser? Vad är synaptiska vesiklar? Elektriska synapser och kemiska synapser. Elektriska synapser finns mellan neuroner och mellan neuroner och gliaceller. De elektriska synapserna tillåter att elektriska signaler överförs från en neuron till en annan via gap junctions. Kemiska synapser verkar genom att utsöndra neurotransmittorer som aktiverar signalomvandlings mekanismer i målcellen. I elektriska synapser är ofta en tvåvägskommunikation trots att en del gap junctions bara tillåter strömflöde i bara en riktning, medan det i kemiska synapser alltid är en envägskommunikation. Kommunikationen i elektriska synapser kan vara excitatorisk eller inhibitorisk i samma synaps, då antingen en depolariserande eller hyperpolariserande ström kan spridas genom dessa förbindelserna, en enskild kemisk synaps är antingen inhibitorisk eller excitatorisk då den bara kan avsöndra en neurotransmittor. Majoriteten av alla synapser i nervsystemet är kemiska synapser. I en kemisk synaps, utsöndrar en neuron en neurotransmittor in i den extracellulära vätskan som en respons då en aktionspotential som når dess axonterminal. Neurotransmittorn binder sedan till receptorer på plasmamembranet på den andra cellen, vilket utlöser en elektrisk signal i den cellen som eventuellt initierar en aktionspotential, beroende på omständigheterna. En neuron kan bilda synapser med andra neuroner eller med effektor celler t ex en muskel eller körtel. Det första neuronet som överför signaler till den andra neuronen betecknas som den presynaptiska neuronen den andra neuronen, som tar emot signaler, räknas som den postsynapiska neuronen. Det smala utrymmet mellan den presynaptiska membranet och postsynaptiska membranet kallas den synaps klyftan. Ofta bildar den presynaptiska neuronens axonterminal en synaps med antingen en dendrit eller den postsynaptiska neuronens cellkropp, då synapserna kallas axodendritiska eller axosomatiska synapser. I vissa fall bildar den presynaptiska neuronens axonterminal en synaps med den postsynaptiska neuronens axonterminal, dessa kallas axoaxoniska synapser. Axonterminalerna hos den postsynaptiska neuronen innehåller flera små, membranbundna beståndsdelar som kallas synaptiska vesiklar, som lagrar neurotransmittormolekyler. De flesta neurotransmittorerna syntetiseras i axonterminalens cytosol, där enzymerna som utför syntesen finns. Efter syntesen, transporteras aktivt till

4 Vad beror mängden neurotransmittor som avsöndras på? Hur sker kommunikationen i en synaps? Vilka två synapser finns i nervsystemet? Var finns elektriska synapser och vad är dess funktion? Hur verkar kemiska synapser? Nämn skillnader mellan elektriska synapser och kemiska synapser. Vilka synapser finns det mest av i nervsystemet? Hur sker överföringen i en kemisk synaps? Var kan synapser bildas? Hur är en synaps uppyggd? Hur bildas synapser? synaptiska vesiklar, där de lagras till de avsöndras genom exocytos. Mängden neurotransmittor som avsöndras beror på koncentrationen kalcium i axonterminalens cytosol, vilket beror på frekvensen av aktionspotentialer i den presynaptiska neuronen. (1) Membranet depolariseras av en anländande aktionspotential. (2) Kalciumkanaler öppnas. (3) Kalcium kommer in i cellen och utlöser avsöndrandet av en neurotransmittor genom exocytos. (4) Neurotransmittorer diffunderar över den synaptiska klyftan Elektriska synapser och kemiska synapser. Elektriska synapser finns mellan neuroner och mellan neuroner och gliaceller. De elektriska synapserna tillåter att elektriska signaler överförs från en neuron till en annan via gap junctions. Kemiska synapser verkar genom att utsöndra neurotransmittorer som aktiverar signalomvandlings mekanismer i målcellen. I elektriska synapser är ofta en tvåvägskommunikation trots att en del gap junctions bara tillåter strömflöde i bara en riktning, medan det i kemiska synapser alltid är en envägskommunikation. Kommunikationen i elektriska synapser kan vara excitatorisk eller inhibitorisk i samma synaps, då antingen en depolariserande eller hyperpolariserande ström kan spridas genom dessa förbindelserna, en enskild kemisk synaps är antingen inhibitorisk eller excitatorisk då den bara kan avsöndra en neurotransmittor. Majoriteten av alla synapser i nervsystemet är kemiska synapser. I en kemisk synaps, utsöndrar en neuron en neurotransmittor in i den extracellulära vätskan som en respons då en aktionspotential som når dess axonterminal. Neurotransmittorn binder sedan till receptorer på plasmamembranet på den andra cellen, vilket utlöser en elektrisk signal i den cellen som eventuellt initierar en aktionspotential, beroende på omständigheterna. En neuron kan bilda synapser med andra neuroner eller med effektor celler t ex en muskel eller körtel. Det första neuronet som överför signaler till den andra neuronen betecknas som den presynaptiska neuronen den andra neuronen, som tar emot signaler, räknas som den postsynapiska neuronen. Det smala utrymmet mellan den presynaptiska membranet och postsynaptiska membranet kallas den synaps klyftan. Ofta bildar den presynaptiska neuronens axonterminal en synaps med antingen en dendrit eller den postsynaptiska neuronens cellkropp, då synapserna kallas axodendritiska

5 Vad är synaptiska vesiklar? Vad beror mängden neurotransmittor som avsöndras på? Hur sker kommunikationen i en synaps? Vad är en excitatorisk synaps? Vad sker vid excitatoriska synapser? Vad är en inhibitorisk synaps? Vad sker vid inhibitoriska synapser? eller axosomatiska synapser. I vissa fall bildar den presynaptiska neuronens axonterminal en synaps med den postsynaptiska neuronens axonterminal, dessa kallas axoaxoniska synapser. Axonterminalerna hos den postsynaptiska neuronen innehåller flera små, membranbundna beståndsdelar som kallas synaptiska vesiklar, som lagrar neurotransmittormolekyler. De flesta neurotransmittorerna syntetiseras i axonterminalens cytosol, där enzymerna som utför syntesen finns. Efter syntesen, transporteras aktivt till synaptiska vesiklar, där de lagras till de avsöndras genom exocytos. Mängden neurotransmittor som avsöndras beror på koncentrationen kalcium i axonterminalens cytosol, vilket beror på frekvensen av aktionspotentialer i den presynaptiska neuronen. (1) Membranet depolariseras av en anländande aktionspotential. (2) Kalciumkanaler öppnas. (3) Kalcium kommer in i cellen och utlöser avsöndrandet av en neurotransmittor genom exocytos. (4) Neurotransmittorer diffunderar över den synaptiska klyftan En excitatorisk synaps är en som för membranpotentialen hos en postsynaptisk neuron närmare tröskelvärdet för generering av en aktionspotential excitatoriska synapser depolariserar den postsynaptiska neuronen. Denna depolarisation kallas Vad är en excitatorisk postsynaptisk potential (EPSP)? Vid En snabb excitatorisk synaps öppnar neurotransmittorn jonkanaler, vilket tillåter Na+ att komma in i cellen och K+ att lämna cellen. Natrium rörelsen är större, som nettoeffekten är en depolarisering (en EPSP) som varar flera ms. Vid en långsam excitatorisk synaps aktiverar neurotransmittorn ett G protein vilket leder till en serie händelser. Fosforylation av kaliumkanaler i sista steget minskar läckaget av kalium ut ur cellen, och skapar en depolarisation. En inhibitorisk synaps är en synaps som antingen för membranpotentialen hos den postsynaptiska neuronen bort från aktionspotentialens tröskelvärde genom hyperpolarisation av neuronen, eller stabiliserar membranpotentialen vid vilovärdet. I båda fallen minskar aktiviteten vid synapsen sannolikheten för att en aktionspotential genereras i den postsynaptiska neuronen vilket är därför synapsen sägs vara inhibitorisk. Vid inhibitoriska synapser, öppnas kanaler för antingen kalium eller klor när en neurotransmittorer binds till dess receptorer. När en neurotransmittor orsakar att kaliumkanaler öppnas kommer att röra sig ut ur cellen och hyperpolarisera den. Vad är en inhibitorisk postsynaptisk potential?

6 Vad avgör om en postsynaptisk cell kommer att producera en aktionspotential? Aktiviteten hos en synaps kan påverka sannolikheten för att en aktionspotential sker, men den är vanligtvis inte enda avgörande faktorn. Normalt är istället många synapser aktiva samtidigt, och det är kombinationen av synaptisk input som avgör om en postsynaptisk cell kommer producera en aktionspotential.

7 NERVSYSTEMET - NEURON NEURON Den cell i närwävnaden som ger nervsystemet dess unika förmåga att snabbt ta emot, föra vidare och behandla information samt att styra kroppens olika funktioner. Den består av en cellkropp med utlöpare som förenas med andra neuron och transporterar nervimpulserna. Cellkroppen kan vara sfärisk, polyedrisk, stjärnformad, konformad etc. Beroende på antalet utlöpare kan neuronet vara unipolärt, bipolärt eller multipolärt. Neuron kan efter födelsen förnyas i mycket begränsad omfattning och endast i vissa speciella delar av hjärnan. Det innebär att det totala antalet neuron i huvudsak är bestämt vid tidig ålder. blodkapillär På grund av sina specifika funktioner har nervcellerna hög ämnesomsättning. För att möta detta behov har nervvävnaden rikligt med kapillärer med vilka astrocyter har kontakt. > dendriter Oregelbundna förlängningar av cellkroppens cytoplasma. De sprider nervimpulser från andra neuron till cellkroppen. Ett neuron kan ha många dendriter. 130 cellkropp Neuronets centrala del som innehåller kärnan. Den omges av cytoplasma och övriga intracellulära organ (Golgiapparat, mitokondrier etc.) gliaceller Celler som genom att finnas mellan neuronen utgör det centrala nervsystemets stödjevävnad och som samverkar med neuronen så att de kan fungera normalt. I centrala nervsystemet, finns olika typer: astrocyter, oligodendrocyter, mikrogliaceller och ependymceller. Astrocyter sänder ut utlöpare som har kontakt med kapillärer och neuron. axon Förlängning av cellkroppen med en differentierad struktur. Axonet utgör den största delen av organismens nerver och nervfibrer. Dess funktion är att sprida nervimpulser som startat vid cellkroppen till andra neuron eller till muskulatur och körtlar. Vanligtvis har varje neuron ett enda axon och det är oftast mycket längre än dendriterna. ranvierska noduli Omraden där myelin saknas pa ett myelinförsett axon. myelinskida Skida av lipid- och proteinmolekyler, som produceras runt många axon av vissa gliaceller. Myelinet gör att axonet kan leda impulsen snabbare. schwannska celler Gliaceller i perifa nervsystemet som bland annat bildar myelin.

8 NERVSYSTEMET NERVENS STRUKTUR. SYNAPS axon eller nervfiber Axonet är en förlängning av cellkroppen. Dess funktion är att sprida nervimpulser, som startat vid cellkroppen, till andra neuron eller till muskulatur och körtlar. Vissa axon är täckta av en myelinskida medan andra saknar en sådan. nervfascikel Grupp av nervfibrer eller axon som löper genom nerven. epineurium Lager av tät bindväv som täcker nerven. ganglion Förtjockning (knuta) på nerv, som innehåller samlingar av cellkroppar, som antingen har till uppgift att leda sensorisk information till centrala nervsystemet (sensoriska ganglier) eller att leda impulser i autonoma nervsystemet som styr inre organ (autonoma ganglier). perineurium Lager av kompakt bindväv som täckernervfasciklarna i nervens inre. blodkapillär Pa grund av sina specifika funktioner har nervcellerna hög ämnesomsättning. För att möta detta behov har nerwävnaden rikligt med kapillärer med vilka vissa gliaceller har kontakt. endoneurium Struktur bestående av lucker bindväv som omger och stöder nervfibern. nerv Struktur som innehåller buntar av axoner sammanhållna av bindväv. Nerver kan innehålla motoriska axoner (till skelettets muskulatur), sensoriska axoner (från hud, leder, muskler, inre organ mm), autonoma axoner (till glatt muskulatur, hjärtmuskel, körtlar). 131 neurotransm ittorer Molekyler som frisätts från axonterminaler och binds till andra celler. I neuron som binder neurotransmittor sker en elektrisk förändring, som kan leda till att en nervimpuls fortleds. I muskulatur och körtlar kan frisättning av neurotransmittor leda till muskelsammandragning respektive utsöndring från körteln. När en neurotransmittor har utfört sitt uppdrag bryts den ner eller tas upp av axonterminalen eller närliggande gliaceller. SYNAPS Neuronets axon etablerar kontakt med ett annat neuron genom en synaps, som inte är en fysisk kontakt utan fungerar via kemiska signalämnen. Mellan ytorna där neuronen möts finns ett smalt mellanrum, som kallas synapsklyttan. Överföring av nervimpulsen i en synaps sker alltid i en och samma riktning. '' presynaptiskt membran Membran beläget på terminalknappens yta nära det neuron med vilket den har kontakt. Neurotransmittorn frisätts genom porer i presynaptiska membranet som bildas när nervimpulsen når axonterminalen. postsynapti skt membran Membran beläget på den yta av neuronet som tar emot den sy naptiska kontakten. Det innehåller receptorer, som är specifika för vissa neurotransmittorer. neuroreceptorer Mottagare belägna i det postsynaptiska membranet vilka tar emot neurotransmittorernas -- signaler och omvandlar dessa till elektriska signaler som bildar nervimpulser. axonterminal Vidgning av axonets slutdel som är i kontakt med ett annat neuron, muskel eller körtel. I axonterminalen finns strukturer som möjliggör den kemiska signaleringen till mottagarcellen. synaptiska vesikler Blåsor (vesiklar) som innehåller ~ neuronets neurotra11smittorer. "'-- När nervimpulsen når axonterminalen öppnas vesiklar vid dess yta så att neurotransmittor frisätts.