सिनेप्टिक संरचना और अतिसूक्ष्म संरचना

एक सिनेप्स वह विशिष्ट संधिस्थल है जहाँ एक न्यूरॉन एक लक्ष्य कोशिका के साथ संचार करता है। रासायनिक सिनेप्स, जो स्तनधारी मस्तिष्क में प्रमुख प्रकार है, अतिसूक्ष्म रूप से न्यूरोट्रांसमीटर-युक्त वेसिकल्स से भरे एक प्रीसिनेप्टिक टर्मिनल, एक संकीर्ण सिनेप्टिक क्लेफ्ट और पोस्टसिनेप्टिक घनत्व द्वारा मोटी हुई एक पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली द्वारा परिभाषित होता है। ये विशेषताएँ, जो केवल इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा दिखाई देती हैं, न्यूरोट्रांसमिशन का संरचनात्मक आधार हैं।

Definition

एक सिनेप्स एक विशिष्ट अंतरकोशिकीय संधिस्थल है जहाँ एक प्रीसिनेप्टिक न्यूरॉन एक पोस्टसिनेप्टिक कोशिका को एक संकेत प्रसारित करता है; एक रासायनिक सिनेप्स पर, अतिसूक्ष्म संरचना में एक वेसिकल-भरा प्रीसिनेप्टिक टर्मिनल, एक सिनेप्टिक क्लेफ्ट और एक पोस्टसिनेप्टिक घनत्व शामिल होता है।

Scope

यह विषय इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा देखी गई सिनेप्स की सूक्ष्म संरचना को शामिल करता है: प्रीसिनेप्टिक सक्रिय क्षेत्र और सिनेप्टिक वेसिकल्स, सिनेप्टिक क्लेफ्ट, पोस्टसिनेप्टिक घनत्व, और उत्तेजक तथा निरोधात्मक सिनेप्स का रूपात्मक अंतर (असममित बनाम सममित)। यह वेसिकल डॉकिंग और न्यूरोट्रांसमीटर रिलीज के बीच संबंध को भी नोट करता है। यह एक संदर्भ-शैक्षणिक प्रविष्टि है, न कि नैदानिक ​​मार्गदर्शन।

Core questions

• इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी पर एक रासायनिक सिनेप्स को कौन सी अतिसूक्ष्म संरचनात्मक विशेषताएँ परिभाषित करती हैं?
• पोस्टसिनेप्टिक घनत्व क्या है और इसमें क्या होता है?
• उत्तेजक और निरोधात्मक सिनेप्स को रूपात्मक रूप से कैसे अलग किया जाता है?
• प्रीसिनेप्टिक अतिसूक्ष्म संरचना न्यूरोट्रांसमीटर रिलीज से कैसे संबंधित है?

Key concepts

• रासायनिक सिनेप्स
• प्रीसिनेप्टिक टर्मिनल और सक्रिय क्षेत्र
• सिनेप्टिक वेसिकल्स
• सिनेप्टिक क्लेफ्ट
• पोस्टसिनेप्टिक घनत्व
• असममित (उत्तेजक, ग्रे टाइप I) और सममित (निरोधात्मक, ग्रे टाइप II) सिनेप्स
• विद्युत सिनेप्स (गैप जंक्शन)

Mechanisms

एक रासायनिक सिनेप्स पर प्रीसिनेप्टिक टर्मिनल में सक्रिय क्षेत्र पर डॉक किए गए सिनेप्टिक वेसिकल्स के समूह होते हैं; विध्रुवण (depolarization) वेसिकल्स के प्रीसिनेप्टिक झिल्ली के साथ कैल्शियम-निर्भर संलयन और न्यूरोट्रांसमीटर के सिनेप्टिक क्लेफ्ट में रिलीज को ट्रिगर करता है, जहाँ यह पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली पर रिसेप्टर्स तक फैलता है (Südhof, 2013)। पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली को रिसेप्टर्स और स्केफोल्डिंग प्रोटीन युक्त एक इलेक्ट्रॉन-घने पोस्टसिनेप्टिक घनत्व द्वारा चिह्नित किया जाता है। जैसा कि हैरिस और वेनबर्ग (Harris and Weinberg, 2012) बताते हैं, उत्तेजक सिनेप्स में एक प्रमुख पोस्टसिनेप्टिक घनत्व (ग्रे टाइप I) के साथ असममित होने की प्रवृत्ति होती है और निरोधात्मक सिनेप्स सममित (ग्रे टाइप II) होने की प्रवृत्ति रखते हैं। कम सामान्य विद्युत सिनेप्स गैप जंक्शनों के माध्यम से सीधे करंट प्रसारित करते हैं।

Clinical relevance

सिनेप्टिक संरचना इस बात का आधार है कि न्यूरोडीजेनेरेटिव और मनोरोग संबंधी बीमारियों में सिनेप्टिक हानि और शिथिलता का अध्ययन कैसे किया जाता है और कैसे कई न्यूरोएक्टिव दवाएं और विषाक्त पदार्थ सिनेप्टिक क्लेफ्ट पर कार्य करते हैं। यह प्रविष्टि शैक्षिक संदर्भ के लिए सामान्य अतिसूक्ष्म संरचना का वर्णन करती है और नैदानिक ​​या चिकित्सीय सिफारिशें प्रदान नहीं करती है।

History

शेरिंगटन (Sherrington) ने 1897 के आसपास सिनेप्स शब्द का प्रयोग न्यूरॉन्स के बीच कार्यात्मक जंक्शन को नाम देने के लिए किया था, जिसे शरीर विज्ञान से अनुमानित किया गया था। इसकी भौतिक वास्तविकता की पुष्टि 1950 के दशक में हुई जब इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी ने क्लेफ्ट, वेसिकल्स और झिल्ली विशेषज्ञताओं को हल किया, और जॉर्ज ग्रे (George Gray) का असममित और सममित सिनेप्स का वर्गीकरण अतिसूक्ष्म संरचना को कार्य से जोड़ता है। बाद के आणविक कार्य, जिसमें वेसिकल संलयन का सुधोफ (Südhof) का विश्लेषण शामिल है, ने इस संरचना को ट्रांसमीटर रिलीज के तंत्र से जोड़ा।

Key figures

• Charles Sherrington
• Bernard Katz
• George Gray
• Thomas Südhof

Seminal works

• harris-2012
• sudhof-2013

Frequently asked questions

एक सिनेप्स को केवल इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी से ही स्पष्ट रूप से क्यों देखा जा सकता है?

सिनेप्टिक क्लेफ्ट और झिल्ली विशेषज्ञताएँ दसियों नैनोमीटर के क्रम में होती हैं, जो प्रकाश माइक्रोस्कोप के विभेदन से बहुत कम है, इसलिए वेसिकल्स, क्लेफ्ट और पोस्टसिनेप्टिक घनत्व केवल इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा ही हल किए जाते हैं।

उत्तेजक और निरोधात्मक सिनेप्स को संरचनात्मक रूप से कैसे अलग किया जाता है?

उत्तेजक सिनेप्स आमतौर पर एक मोटी पोस्टसिनेप्टिक घनत्व के साथ असममित (ग्रे टाइप I) होते हैं, जबकि निरोधात्मक सिनेप्स आमतौर पर समान मोटाई के प्री- और पोस्टसिनेप्टिक घनत्व के साथ सममित (ग्रे टाइप II) होते हैं।