سازماندهی و انواع سیناپس
سیناپس محل اتصال تخصصی است که از طریق آن یک نورون با سلول دیگری ارتباط برقرار میکند. سیناپسها به دو نوع کلی تقسیم میشوند: سیناپسهای شیمیایی، که در آن یک پایانه پیشسیناپسی انتقالدهنده عصبی را در سراسر شکاف به گیرندههای پسسیناپسی آزاد میکند، و سیناپسهای الکتریکی، که در آن اتصالات شکافدار (gap junctions) اجازه میدهند جریان مستقیماً بین سلولها عبور کند. سازماندهی آنها — منطقه فعال، شکاف، و چگالی پسسیناپسی — نحوه انتقال و اصلاح سیگنالها را تعریف میکند.
Definition
سیناپس یک اتصال سلول به سلول تخصصی است که در آن یک نورون سیگنالی را به نورون، عضله یا سلول غدهای دیگر منتقل میکند، چه به صورت شیمیایی از طریق آزادسازی انتقالدهنده عصبی در سراسر شکاف سیناپسی و چه به صورت الکتریکی از طریق اتصالات شکافدار (gap junctions).
Scope
این مدخل سازماندهی ساختاری سیناپس و انواع اصلی سیناپس، از جمله سیناپسهای شیمیایی در مقابل الکتریکی و طبقهبندیهای مورفولوژیکی رایج را توصیف میکند. این یک مرجع توصیفی آناتومی و بافتشناسی است و راهنمایی بالینی ارائه نمیدهد.
Core questions
- اجزای ساختاری یک سیناپس شیمیایی کدامند؟
- سیناپسهای شیمیایی و الکتریکی از نظر ساختار و عملکرد چه تفاوتی دارند؟
- سیناپسها چگونه بر اساس مورفولوژی و مکان طبقهبندی میشوند؟
- ساختار سیناپسی چگونه میتواند با فعالیت (پلاستیسیته) تغییر کند؟
Key concepts
- پایانه پیشسیناپسی و منطقه فعال
- شکاف سیناپسی
- چگالی پسسیناپسی
- سیناپس شیمیایی
- سیناپس الکتریکی (اتصال شکافدار)
- سیناپسهای تحریکی و مهاری
- سیناپسهای نوع I و نوع II گری
- انتقال عصبی شیمیایی در سراسر شکاف سیناپسی
- پلاستیسیته سیناپسی به عنوان یک بستر ساختاری و عملکردی یادگیری
Mechanisms
در یک سیناپس شیمیایی، پایانه پیشسیناپسی حاوی وزیکولهای پر از انتقالدهنده عصبی است که در منطقه فعال لنگر انداختهاند؛ یک پتانسیل عمل ورودی باعث آزادسازی آنها به شکاف سیناپسی میشود و انتقالدهنده به گیرندههای خوشهای در چگالی پسسیناپسی متراکم الکترونی متصل میشود. میکروسکوپ الکترونی این اجزا را تفکیک میکند و زیربنای طبقهبندی سیناپسها، از جمله تمایز دیرینه بین تماسهای نامتقارن (نوع I گری، معمولاً تحریکی) و متقارن (نوع II، معمولاً مهاری) را فراهم میآورد (Harris & Weinberg, 2012). سیناپسهای الکتریکی به جای آن از اتصالات شکافدار (gap junctions) برای اتصال مستقیم سلولها استفاده میکنند که امکان جریان سریع و اغلب دوطرفه را فراهم میآورد (Söhl et al., 2005). سیناپسها ثابت نیستند: قدرت و ساختار آنها میتواند با فعالیت تغییر کند، با جابجایی گیرنده AMPA که برای تقویت طولانیمدت (long-term potentiation) حیاتی است (Huganir & Nicoll, 2013) و مکانیسمهای مکمل که زیربنای تضعیف طولانیمدت (long-term depression) هستند (Collingridge et al., 2010).
Clinical relevance
ساختار و عملکرد سیناپسی در بسیاری از شرایط عصبی و روانپزشکی تغییر میکند و سیناپسها محل عمل بسیاری از مواد نورواکتیو هستند. درک سازماندهی طبیعی آنها برای تفسیر چنین تغییراتی اساسی است. این مدخل یک ماده مرجع توصیفی است و مبنایی برای تشخیص یا درمان نیست.
History
شرینگتون اصطلاح سیناپس را در حدود سال ۱۸۹۷ برای نامگذاری نقطه تماس عملکردی بین نورونها ابداع کرد. ماهیت شیمیایی انتقال در بسیاری از سیناپسها در اوایل قرن بیستم مشخص شد و کار کاتز آزادسازی کوانتومی را روشن کرد. میکروسکوپ الکترونی در دهههای ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ وزیکولهای پیشسیناپسی، شکاف و چگالی پسسیناپسی را تفکیک کرد و طبقهبندی جورج گری از سیناپسهای نامتقارن و متقارن یک چارچوب مورفولوژیکی پایدار را ارائه داد. دهههای بعدی درک سیناپسها را به عنوان ساختارهای پلاستیک که قدرت آنها میتواند با فعالیت تغییر کند، افزود.
Key figures
- Charles Sherrington
- George Gray
- Bernard Katz
Related topics
Seminal works
- harris-weinberg-2012
- huganir-nicoll-2013
- sohl-2005
Frequently asked questions
- تفاوت بین سیناپس شیمیایی و الکتریکی چیست؟
- یک سیناپس شیمیایی سیگنالها را با آزادسازی انتقالدهنده عصبی در سراسر شکاف به گیرندههای پسسیناپسی منتقل میکند که تأخیر کوتاهی را ایجاد میکند؛ یک سیناپس الکتریکی از اتصالات شکافدار (gap junctions) برای عبور مستقیم جریان بین سلولها استفاده میکند که امکان انتقال سریعتر و اغلب دوطرفه را فراهم میآورد.
- سیناپسهای نوع I و نوع II گری چه هستند؟
- آنها یک طبقهبندی مورفولوژیکی از میکروسکوپ الکترونی هستند: سیناپسهای نوع I نامتقارن با چگالی پسسیناپسی برجسته هستند و معمولاً تحریکی هستند، در حالی که سیناپسهای نوع II متقارن و معمولاً مهاری هستند.