Sinaptik İletim ve Nörotransmitter Fonksiyonu
Sinaptik iletim, bir nöronun başka bir nöronla veya bir efektör hücreyle sinaps aracılığıyla iletişim kurduğu süreçtir. Baskın kimyasal sinapsta, gelen bir aksiyon potansiyeli, kalsiyum bağımlı nörotransmitter salınımını tetikler; bu nörotransmitter sinaptik aralıktan (synaptic cleft) difüzyonla geçerek postsinaptik reseptörlere bağlanır ve hedef hücrenin zar potansiyelini değiştirir. Bu alan, söz konusu sinyal zincirinin hücresel ve moleküler mekanizmalarını ve bunu gerçekleştiren nörotransmitter sistemlerini kapsamaktadır.
Tanım
Sinaptik iletim, bir presinaptik nörondan bir postsinaptik hücreye sinyal iletimidir; bu, kimyasal sinapslarda, hedef hücredeki reseptörlere bağlanan ve uyarılabilirliğini değiştiren, düzenlenmiş, kalsiyumla tetiklenen bir nörotransmitter salınımı yoluyla gerçekleştirilmektedir.
Kapsam
Bu alan, okuyucuyu sinir sistemindeki kimyasal sinaptik sinyalleşmeye yönlendirmektedir: nörotransmitterin nasıl sentezlendiği ve paketlendiği, salınımının kalsiyum girişine nasıl bağlandığı, postsinaptik reseptörlerin kimyasal sinyali nasıl dönüştürdüğü, uyarıcı ve engelleyici girdilerin nasıl entegre edildiği ve sinaptik gücün kullanım yoluyla nasıl modifiye edildiği incelenmektedir. Bir fizyoloji referansı olarak düzenlenmiş olup, klinik yönetim rehberliği sağlamamaktadır.
Alt konular
Temel sorular
- Presinaptik depolarizasyon nörotransmitter salınımına nasıl dönüştürülür?
- Postsinaptik reseptörler, nörotransmitter bağlanmasını elektriksel veya biyokimyasal değişime nasıl dönüştürür?
- Birçok yakınlaşan uyarıcı ve engelleyici girdi tek bir nöron tarafından nasıl entegre edilir?
- Sinaptik güç, kısa ve uzun zaman ölçeklerinde nasıl değiştirilir?
Anahtar kavramlar
- Kimyasal sinaps ve sinaptik aralık
- Presinaptik terminal ve aktif bölge
- Kalsiyumla tetiklenen vezikül ekzositozu
- Nörotransmitter reseptörleri (iyonotropik ve metabotropik)
- Uyarıcı ve engelleyici postsinaptik potansiyeller
- Sinaptik entegrasyon
- Sinaptik plastisite
Temel kuramlar
- Nörotransmitter Salınımının Kuantal Hipotezi
- Nörotransmitter, tek sinaptik veziküllerin içeriğine karşılık gelen ayrık, yaklaşık olarak tekdüze paketler (kuantalar) halinde salınır, böylece postsinaptik yanıt, bir birim minyatür yanıtın tam sayı katlarından oluşmaktadır.
- Sinaptik İletimin Kimyasal Kuramı
- Çoğu merkezi ve çevresel sinaps, doğrudan elektriksel süreklilik yerine difüzyon yapabilen bir kimyasal haberci salgılayarak iletim yapar; salınım, presinaptik kalsiyum akışına sıkıca bağlıdır.
Mekanizmalar
Presinaptik terminale ulaşan bir aksiyon potansiyeli, voltaj kapılı kalsiyum kanallarını açar; bunun sonucunda oluşan kalsiyum akışı, aktif bölgedeki (active zone) nörotransmitter dolu veziküllerin plazma zarı ile füzyonunu tetikleyerek nörotransmitteri sinaptik aralığa salar. Nörotransmitter, postsinaptik reseptörlere bağlanır; bu reseptörler ya iyon kanallarını doğrudan açar (iyonotropik) ya da ikincil haberciler (metabotropik) aracılığıyla etki ederek depolarize edici (uyarıcı) veya hiperpolarize edici (engelleyici) potansiyeller üretir. Postsinaptik nöron bu girdileri uzayda ve zamanda toplar ve tekrarlanan aktivite, sinaptik plastisitenin temelini oluşturan bağlantıyı güçlendirebilir veya zayıflatabilir.
Klinik önem
Sinaptik iletim, birçok nörolojik ve psikiyatrik bozukluğun ve bunları tedavi etmek için kullanılan ilaçların etkilerini gösterdiği düzeydir, zira nörotransmitter sentezi, salınımı, reseptör bağlanması ve geri alımı yaygın farmakolojik hedeflerdir. Bu alan, bu tür müdahalelerin etki ettiği normal fizyolojiyi tanımlamakta olup, tanı veya tedavi rehberliği yerine arka plan bilgisi sağlamayı amaçlamaktadır.
Tarihçe
Sinaptik iletimin kimyasal doğası yirminci yüzyılın başlarında ortaya konmuş ve 1950'lerde nöromüsküler kavşaktaki çalışmalarıyla nörotransmitterin kuantalar halinde salındığını ortaya koyan Bernard Katz ve meslektaşları tarafından geliştirilmiştir. Katz'a ve daha sonra Südhof ve diğerlerine verilen Nobel Ödülleri ile tanınan sonraki moleküler çalışmalar, elektriksel aktiviteyi salınıma bağlayan vezikül füzyon mekanizmasını ve kalsiyum sensörünü tanımlamıştır.
Öne çıkan isimler
- Bernard Katz
- Thomas Südhof
- Eric Kandel
İlgili konular
Temel eserler
- fatt-katz-1952
- sudhof-2013
- kandel-2001
Sıkça sorulan sorular
- Kimyasal sinaps ile elektriksel sinaps arasındaki fark nedir?
- Kimyasal bir sinaps, bir aralığı geçen ve hedef hücredeki reseptörlere bağlanan bir nörotransmitter salgılayarak sinyal verirken, elektriksel bir sinaps akımı doğrudan boşluk bağlantı kanalları (gap-junction channels) aracılığıyla iletir; bu alan, memeli sinir sistemindeki baskın mod olan kimyasal iletimle ilgilenmektedir.
- Kalsiyum sinaptik iletim için neden merkezi bir öneme sahiptir?
- Voltaj kapılı kanallar aracılığıyla presinaptik terminale giren kalsiyum, elektriksel aktiviteyi vezikül füzyonuna bağlayan tetikleyicidir, bu nedenle nörotransmitter salınımı kalsiyum sinyaline büyük ölçüde bağlıdır.