انتقال سیناپسی و عملکرد انتقالدهنده عصبی
انتقال سیناپسی فرآیندی است که طی آن یک نورون با نورون دیگر یا یک سلول عملکننده در سراسر یک سیناپس ارتباط برقرار میکند. در سیناپس شیمیایی غالب، یک پتانسیل عمل ورودی، آزادسازی وابسته به کلسیم انتقالدهنده عصبی را تحریک میکند که در سراسر شکاف سیناپسی منتشر شده و به گیرندههای پسسیناپسی متصل میشود تا پتانسیل غشای سلول هدف را تغییر دهد. این بخش به سازوکارهای سلولی و مولکولی این زنجیره سیگنالدهی و سیستمهای انتقالدهنده عصبی که آن را حمل میکنند، میپردازد.
Definition
انتقال سیناپسی عبارت است از هدایت سیگنال از یک نورون پیشسیناپسی به یک سلول پسسیناپسی که در سیناپسهای شیمیایی از طریق آزادسازی تنظیمشده و تحریکشده با کلسیم یک انتقالدهنده عصبی که به گیرندههای سلول هدف متصل شده و تحریکپذیری آن را تغییر میدهد، انجام میشود.
Scope
این بخش خواننده را با سیگنالدهی سیناپسی شیمیایی در سیستم عصبی آشنا میکند: نحوه سنتز و بستهبندی انتقالدهنده، نحوه اتصال آزادسازی آن به ورود کلسیم، نحوه تبدیل سیگنال شیمیایی توسط گیرندههای پسسیناپسی، نحوه ادغام ورودیهای تحریکی و مهاری، و نحوه تغییر قدرت سیناپسی با استفاده. این بخش به عنوان یک مرجع فیزیولوژی سازماندهی شده است و راهنمایی برای مدیریت بالینی ارائه نمیدهد.
Sub-topics
Core questions
- چگونه دپولاریزاسیون پیشسیناپسی به آزادسازی انتقالدهنده عصبی تبدیل میشود؟
- چگونه گیرندههای پسسیناپسی اتصال انتقالدهنده را به تغییر الکتریکی یا بیوشیمیایی ترجمه میکنند؟
- چگونه بسیاری از ورودیهای همگرا تحریکی و مهاری توسط یک نورون واحد ادغام میشوند؟
- چگونه قدرت سیناپسی در مقیاسهای زمانی کوتاه و بلند تغییر میکند؟
Key concepts
- سیناپس شیمیایی و شکاف سیناپسی
- پایانه پیشسیناپسی و منطقه فعال
- اگزوسیتوز وزیکولی تحریکشده با کلسیم
- گیرندههای انتقالدهنده عصبی (یونوتروپیک و متابوتروپیک)
- پتانسیلهای پسسیناپسی تحریکی و مهاری
- ادغام سیناپسی
- انعطافپذیری سیناپسی
Key theories
- فرضیه کوانتومی آزادسازی انتقالدهنده
- انتقالدهنده عصبی در بستههای گسسته و تقریباً یکنواخت (کوانتا) آزاد میشود که متناظر با محتویات وزیکولهای سیناپسی منفرد است، به طوری که پاسخ پسسیناپسی از مضربهای صحیح یک پاسخ مینیاتوری واحد ساخته میشود.
- نظریه شیمیایی انتقال سیناپسی
- بیشتر سیناپسهای مرکزی و محیطی با آزادسازی یک پیامرسان شیمیایی قابل انتشار به جای اتصال الکتریکی مستقیم، انتقال را انجام میدهند، با آزادسازی که به شدت به هجوم کلسیم پیشسیناپسی مرتبط است.
Mechanisms
یک پتانسیل عمل که به پایانه پیشسیناپسی وارد میشود، کانالهای کلسیمی وابسته به ولتاژ را باز میکند؛ هجوم کلسیم حاصل، ادغام وزیکولهای پر از انتقالدهنده عصبی را با غشای پلاسما در منطقه فعال تحریک میکند و انتقالدهنده را به شکاف آزاد میکند. انتقالدهنده به گیرندههای پسسیناپسی متصل میشود که یا مستقیماً کانالهای یونی را باز میکنند (یونوتروپیک) یا از طریق پیامرسانهای ثانویه عمل میکنند (متابوتروپیک) و پتانسیلهای دپولاریزان (تحریکی) یا هایپرپولاریزان (مهاری) تولید میکنند. نورون پسسیناپسی این ورودیها را در فضا و زمان جمع میکند و فعالیت مکرر میتواند اتصال را تقویت یا تضعیف کند که اساس انعطافپذیری سیناپسی است.
Clinical relevance
انتقال سیناپسی سطحی است که بسیاری از اختلالات عصبی و روانپزشکی و داروهای مورد استفاده برای درمان آنها، اثرات خود را در آنجا اعمال میکنند، زیرا سنتز، آزادسازی، اتصال به گیرنده و بازجذب انتقالدهنده، اهداف دارویی رایجی هستند. این بخش فیزیولوژی طبیعی را که چنین مداخلاتی بر آن عمل میکنند، توصیف میکند و به عنوان درک پیشزمینه در نظر گرفته شده است تا راهنمایی تشخیصی یا درمانی.
History
ماهیت شیمیایی انتقال سیناپسی در اوایل قرن بیستم تثبیت شد و توسط برنارد کاتز و همکارانش اصلاح شد، که کار آنها در محل اتصال عصبی-عضلانی در دهه 1950 نشان داد که انتقالدهنده به صورت کوانتومی آزاد میشود. کارهای مولکولی بعدی، که با جوایز نوبل به کاتز و سپس به سودوف و دیگران شناخته شد، سازوکار ادغام وزیکول و حسگر کلسیم را که فعالیت الکتریکی را به آزادسازی متصل میکند، شناسایی کرد.
Key figures
- Bernard Katz
- Thomas Südhof
- Eric Kandel
Related topics
Seminal works
- fatt-katz-1952
- sudhof-2013
- kandel-2001
Frequently asked questions
- تفاوت بین سیناپس شیمیایی و الکتریکی چیست؟
- یک سیناپس شیمیایی با آزادسازی یک انتقالدهنده عصبی که از یک شکاف عبور کرده و به گیرندههای سلول هدف متصل میشود، سیگنال میدهد، در حالی که یک سیناپس الکتریکی جریان را مستقیماً از طریق کانالهای اتصال شکاف عبور میدهد؛ این بخش به انتقال شیمیایی میپردازد که حالت غالب در سیستم عصبی پستانداران است.
- چرا کلسیم در انتقال سیناپسی محوری است؟
- کلسیم که از طریق کانالهای وابسته به ولتاژ وارد پایانه پیشسیناپسی میشود، محرکی است که فعالیت الکتریکی را به ادغام وزیکول متصل میکند، به طوری که آزادسازی انتقالدهنده به شدت به سیگنال کلسیم وابسته است.