Sinaptik Yapı ve Ultrastrüktür
Sinaps, bir nöronun hedef hücre ile iletişim kurduğu özelleşmiş bir bağlantı noktasıdır. Memeli beynindeki baskın tip olan kimyasal sinaps, ultrastrüktürel olarak nörotransmiter içeren veziküllerle dolu bir presinaptik terminal, dar bir sinaptik aralık ve postsinaaptik yoğunluk tarafından kalınlaşmış bir postsinaaptik zar ile tanımlanmaktadır. Sadece elektron mikroskobuyla görülebilen bu özellikler, nörotransmisyonun yapısal temelini oluşturmaktadır.
Tanım
Sinaps, bir presinaptik nöronun postsinaaptik bir hücreye sinyal ilettiği özelleşmiş bir hücreler arası bağlantıdır; kimyasal bir sinapsta, ultrastrüktür vezikül dolu bir presinaptik terminal, bir sinaptik aralık ve bir postsinaaptik yoğunluktan oluşmaktadır.
Kapsam
Bu konu, elektron mikroskobuyla görülen sinapsların ince yapısını kapsamaktadır: presinaptik aktif bölge ve sinaptik veziküller, sinaptik aralık, postsinaaptik yoğunluk ve uyarıcı ile engelleyici sinapsların morfolojik ayrımı (asimetrik ve simetrik). Ayrıca vezikül kenetlenmesi (docking) ile nörotransmiter salınımı arasındaki ilişkiye de değinilmektedir. Bu, klinik bir rehberlik değil, referans-eğitim amaçlı bir giriştir.
Temel sorular
- Elektron mikroskobunda bir kimyasal sinapsı hangi ultrastrüktürel özellikler tanımlamaktadır?
- Postsinaptik yoğunluk nedir ve ne içermektedir?
- Uyarıcı ve engelleyici sinapslar morfolojik olarak nasıl ayırt edilmektedir?
- Presinaptik ultrastrüktür nörotransmiter salınımıyla nasıl ilişkilidir?
Anahtar kavramlar
- Kimyasal sinaps
- Presinaptik terminal ve aktif bölge
- Sinaptik veziküller
- Sinaptik aralık
- Postsinaptik yoğunluk
- Asimetrik (uyarıcı, Gray tip I) ve simetrik (engelleyici, Gray tip II) sinapslar
- Elektriksel sinaps (boşluk bağlantısı)
Mekanizmalar
Kimyasal bir sinapsta, presinaptik terminal aktif bölgede kenetlenmiş sinaptik vezikül kümeleri içermektedir; depolarizasyon, veziküllerin presinaptik zar ile kalsiyum bağımlı füzyonunu ve nörotransmiterin sinaptik aralığa salınımını tetiklemektedir; burada nörotransmiter, postsinaaptik zardaki reseptörlere doğru yayılmaktadır (Südhof, 2013). Postsinaptik zar, reseptörler ve iskele proteinleri içeren elektron yoğun bir postsinaaptik yoğunluk ile karakterizedir. Harris ve Weinberg'in (2012) tanımladığı gibi, uyarıcı sinapslar belirgin bir postsinaaptik yoğunluğa sahip asimetrik (Gray tip I) olma eğilimindeyken, engelleyici sinapslar simetrik (Gray tip II) olma eğilimindedir. Daha az yaygın olan elektriksel sinapslar, akımı doğrudan boşluk bağlantıları (gap junctions) aracılığıyla iletmektedir.
Klinik önem
Sinaptik yapı, nörodejeneratif ve psikiyatrik hastalıklarda sinaptik kayıp ve işlev bozukluğunun nasıl incelendiğini ve birçok nöroaktif ilaç ve toksinin sinaptik aralıkta nasıl etki ettiğini temel almaktadır. Bu giriş, eğitimsel referans için normal ultrastrüktürü tanımlamakta olup, tanısal veya terapötik öneriler sunmamaktadır.
Tarihçe
Sherrington, 1897 civarında fizyolojiden çıkarılan nöronlar arasındaki fonksiyonel bağlantıyı adlandırmak için sinaps terimini ortaya koymuştur. Fiziksel gerçekliği, 1950'lerde elektron mikroskobunun aralığı, vezikülleri ve zar özelleşmelerini çözmesiyle ve George Gray'in asimetrik ve simetrik sinapslar sınıflandırmasının ultrastrüktürü işleve bağlamasıyla doğrulanmıştır. Südhof'un vezikül füzyonu analizini içeren sonraki moleküler çalışmalar, bu yapıyı nörotransmiter salınım mekanizmasıyla ilişkilendirmiştir.
Öne çıkan isimler
- Charles Sherrington
- Bernard Katz
- George Gray
- Thomas Südhof
İlgili konular
Temel eserler
- harris-2012
- sudhof-2013
Sıkça sorulan sorular
- Bir sinaps neden sadece elektron mikroskobuyla net bir şekilde görülebilmektedir?
- Sinaptik aralık ve zar özelleşmeleri, ışık mikroskobunun çözünürlüğünün çok altında, on nanometre mertebesindedir, bu nedenle veziküller, aralık ve postsinaaptik yoğunluk sadece elektron mikroskobuyla çözümlenebilmektedir.
- Uyarıcı ve engelleyici sinapslar yapısal olarak nasıl ayırt edilmektedir?
- Uyarıcı sinapslar tipik olarak kalın bir postsinaaptik yoğunluğa sahip asimetrik (Gray tip I) iken, engelleyici sinapslar tipik olarak benzer kalınlıkta pre- ve postsinaaptik yoğunluklara sahip simetrik (Gray tip II) olmaktadır.