Dẫn truyền Synap và Chức năng Chất dẫn truyền thần kinh
Dẫn truyền synap là quá trình một neuron giao tiếp với một neuron khác hoặc một tế bào cơ quan đích thông qua một synap. Tại synap hóa học chủ yếu, một điện thế hoạt động đến sẽ kích hoạt sự giải phóng chất dẫn truyền thần kinh phụ thuộc canxi, chất này khuếch tán qua khe synap và liên kết với các thụ thể sau synap để thay đổi điện thế màng của tế bào đích. Lĩnh vực này bao gồm bộ máy tế bào và phân tử của chuỗi tín hiệu đó và các hệ thống chất dẫn truyền thần kinh thực hiện nó.
Definition
Dẫn truyền synap là sự dẫn truyền tín hiệu từ một neuron tiền synap đến một tế bào sau synap, được thực hiện tại các synap hóa học bằng cách giải phóng chất dẫn truyền thần kinh được điều hòa, kích hoạt bởi canxi, chất này liên kết với các thụ thể trên tế bào đích và làm thay đổi tính hưng phấn của nó.
Scope
Lĩnh vực này định hướng người đọc về tín hiệu synap hóa học trong hệ thần kinh: cách chất dẫn truyền được tổng hợp và đóng gói, cách giải phóng của nó được kết nối với sự xâm nhập của canxi, cách các thụ thể sau synap chuyển đổi tín hiệu hóa học, cách các đầu vào kích thích và ức chế được tích hợp, và cách cường độ synap được điều chỉnh theo cách sử dụng. Nó được tổ chức như một tài liệu tham khảo về sinh lý học và không cung cấp hướng dẫn quản lý lâm sàng.
Sub-topics
Core questions
- Điện thế khử cực tiền synap được chuyển đổi thành sự giải phóng chất dẫn truyền thần kinh như thế nào?
- Các thụ thể sau synap chuyển đổi sự liên kết của chất dẫn truyền thành thay đổi điện hoặc sinh hóa như thế nào?
- Nhiều đầu vào kích thích và ức chế hội tụ được tích hợp bởi một neuron duy nhất như thế nào?
- Cường độ synap thay đổi như thế nào trong các khoảng thời gian ngắn và dài?
Key concepts
- Synap hóa học và khe synap
- Đầu tận cùng tiền synap và vùng hoạt động
- Sự xuất bào túi được kích hoạt bởi canxi
- Các thụ thể chất dẫn truyền thần kinh (ionotropic và metabotropic)
- Điện thế sau synap kích thích và ức chế
- Tích hợp synap
- Tính dẻo synap
Key theories
- Giả thuyết lượng tử về sự giải phóng chất dẫn truyền
- Chất dẫn truyền thần kinh được giải phóng theo các gói riêng biệt, gần như đồng nhất (lượng tử) tương ứng với nội dung của các túi synap đơn lẻ, do đó phản ứng sau synap được xây dựng từ các bội số nguyên của một phản ứng nhỏ đơn vị.
- Lý thuyết hóa học về dẫn truyền synap
- Hầu hết các synap trung ương và ngoại vi dẫn truyền bằng cách giải phóng một chất truyền tin hóa học khuếch tán hơn là bằng sự liên tục điện trực tiếp, với sự giải phóng được kết nối chặt chẽ với dòng canxi xâm nhập tiền synap.
Mechanisms
Một điện thế hoạt động xâm nhập vào đầu tận cùng tiền synap sẽ mở các kênh canxi cổng điện thế; dòng canxi xâm nhập sau đó kích hoạt sự hợp nhất của các túi chứa chất dẫn truyền thần kinh với màng plasma tại vùng hoạt động, giải phóng chất dẫn truyền vào khe synap. Chất dẫn truyền liên kết với các thụ thể sau synap, các thụ thể này hoặc trực tiếp điều khiển các kênh ion (ionotropic) hoặc hoạt động thông qua các chất truyền tin thứ cấp (metabotropic), tạo ra các điện thế khử cực (kích thích) hoặc siêu phân cực (ức chế). Neuron sau synap tổng hợp các đầu vào này trong không gian và thời gian, và hoạt động lặp lại có thể tăng cường hoặc làm suy yếu kết nối, đây là cơ sở của tính dẻo synap.
Clinical relevance
Dẫn truyền synap là mức độ mà nhiều rối loạn thần kinh và tâm thần, cũng như các loại thuốc được sử dụng để điều trị chúng, phát huy tác dụng, vì sự tổng hợp, giải phóng, liên kết thụ thể và tái hấp thu chất dẫn truyền là những mục tiêu dược lý phổ biến. Lĩnh vực này mô tả sinh lý học bình thường mà các can thiệp đó tác động lên và được dùng làm kiến thức nền tảng hơn là hướng dẫn chẩn đoán hoặc điều trị.
History
Bản chất hóa học của dẫn truyền synap được thiết lập vào đầu thế kỷ XX và được hoàn thiện bởi Bernard Katz và các đồng nghiệp, công trình của họ tại khớp thần kinh cơ vào những năm 1950 đã tiết lộ rằng chất dẫn truyền được giải phóng theo từng lượng tử. Công trình phân tử tiếp theo, được công nhận bằng Giải Nobel cho Katz và sau đó là Südhof và những người khác, đã xác định bộ máy hợp nhất túi và cảm biến canxi kết nối hoạt động điện với sự giải phóng.
Key figures
- Bernard Katz
- Thomas Südhof
- Eric Kandel
Related topics
Seminal works
- fatt-katz-1952
- sudhof-2013
- kandel-2001
Frequently asked questions
- Sự khác biệt giữa synap hóa học và synap điện là gì?
- Một synap hóa học truyền tín hiệu bằng cách giải phóng một chất dẫn truyền thần kinh đi qua một khe và liên kết với các thụ thể trên tế bào đích, trong khi một synap điện truyền dòng điện trực tiếp qua các kênh khe hở; lĩnh vực này liên quan đến dẫn truyền hóa học, phương thức chủ yếu trong hệ thần kinh động vật có vú.
- Tại sao canxi lại trung tâm đối với dẫn truyền synap?
- Canxi đi vào đầu tận cùng tiền synap thông qua các kênh cổng điện thế là yếu tố kích hoạt kết nối hoạt động điện với sự hợp nhất túi, do đó sự giải phóng chất dẫn truyền phụ thuộc mạnh mẽ vào tín hiệu canxi.