synapser (nerv-fysiologi)

Описание: Synapsen: Presynaps och Postsynaps, Definitioner och struktur.
Förloppet när aktionspotentialen når synapsen:
1. Aktionspotentialen anländer
Aktionspotentialen (en elektrisk signal) når axonterminalen (presynapsen). Detta leder till att spänningskänsliga kalciumkanaler öppnas.

2. Kalciuminflöde och exocytos
När kalciumjoner (Ca²⁺) flödar in i presynapsen, triggar de en mekanism där synaptiska vesiklar smälter samman med membranet genom exocytos.
Neurotransmittorerna frisätts sedan i den synaptiska klyftan.
Minnesknep för kalciuminflöde:
"Kalcium kickar igång kommunikationen" – Ca²⁺ fungerar som en nyckel som låser upp vesiklarnas frisättning.
3. Överföring av signalen
Neurotransmittorer diffunderar över synaptiska klyftan och binder till specifika receptorer på postsynapsen.
Detta leder till en förändring i postsynaptisk membranpotential.
Synaptiska potentialer: EPSP och IPSP
Excitatorisk postsynaptisk potential (EPSP)
EPSP sker när neurotransmittorer öppnar kanaler som tillåter inflöde av positiva joner, t.ex. Na⁺ (natrium), vilket gör membranpotentialen mer positiv.
Detta ökar sannolikheten för att en aktionspotential utlöses.
Exempel på excitatoriska neurotransmittorer:
Glutamat: Huvudsaklig excitatorisk signalsubstans i hjärnan.
Acetylkolin: Viktig för muskelkontraktion och kognition.
IPSP sker när neurotransmittorer öppnar kanaler som släpper in negativa joner, t.ex. Cl⁻ (klorid), eller släpper ut positiva joner, t.ex. K⁺ (kalium). Detta gör membranpotentialen mer negativ och minskar sannolikheten för att en aktionspotential utlöses.
Exempel på inhibitoriska neurotransmittorer:
GABA (gamma-aminosmörsyra): Den vanligaste hämmande signalsubstansen i hjärnan.
Glycin: Främst hämmande i ryggmärgen.
Aktionspotential (AP):

Allt-eller-inget-signal: Om tröskelvärdet nås, skickas signalen.
Depolarisering sker snabbt via spänningskänsliga Na⁺-kanaler.
Sprider sig längs axonet utan att försvagas.
Synaptisk potential (EPSP/IPSP):

Graduerad signal: Kan vara svag eller stark beroende på mängden neurotransmittorer.
Lokal: Begränsad till den postsynaptiska membranen.
Kan summeras (temporal och spatial summation) för att avgöra om en aktionspotential utlöses.
Minnesknep:

AP → "Allt eller inget, alltid vidare!"
EPSP/IPSP → "Energiboost eller isolering vid synapsen."

Jonotropa och metabotropa receptorer
Jonotropa receptorer (snabba, direkta)
Princip:
Dessa receptorer är ligandstyrda jonkanaler. När en neurotransmittor binder till receptorn öppnas en jonkanal, vilket möjliggör ett omedelbart inflöde eller utflöde av joner. Detta förändrar membranpotentialen i postsynapsen direkt.

Exempel:
Glutamats AMPA-receptorer (tillåter Na⁺-inflöde).
GABA_A-receptorer (tillåter Cl⁻-inflöde).
Tid och varaktighet:
Aktiveringen är snabb (millisekunder) och varar kort tid.
Metabotropa receptorer (långsamma, indirekta)
Princip:
Dessa är G-proteinkopplade receptorer. När en neurotransmittor binder aktiveras ett G-protein, vilket leder till en kaskad av intracellulära signaler. Detta kan påverka:
Jonkanaler (indirekt öppning/stängning).
Cellens metabolism eller genuttryck.
Exempel:
Glutamats mGluR (metabotrop glutamatreceptor).
GABA_B-receptorer.
Tid och varaktighet:
Aktiveringen är långsammare (sekunder till minuter) men kan vara längre.
Spatial och temporal summation
Nervceller summerar inkommande signaler för att avgöra om en aktionspotential ska utlösas.
Spatial summation (från olika platser)
Princip:
När flera synapser (från olika presynaptiska nervceller) samtidigt skickar signaler till en postsynaptisk cell, summeras deras effekter.
Om många EPSP sker samtidigt kan tröskelvärdet nås, och en aktionspotential utlöses.
Om EPSP och IPSP blandas kan signalen släckas ut.
Temporal summation (från samma plats över tid)
Princip:
Om en enda synaps skickar signaler i snabb följd, kan effekten av signalerna adderas innan den första signalen hinner avta. Detta gör att tröskelvärdet kan nås.

Neurotransmittorns avslutning och omhändertagande
För att förhindra att neurotransmittorer överstimulerar postsynapsen, avslutas deras verkan genom tre huvudsakliga mekanismer:
Återupptag (reuptake):
Transportproteiner i presynapsen eller gliaceller tar tillbaka neurotransmittorer för återanvändning.
Exempel: Glutamat och GABA återupptas effektivt.
Enzymatisk nedbrytning:
Enzymer bryter ned neurotransmittorer i synapsklyftan.
Exempel: Acetylkolin bryts ned av enzymet acetylkolinesteras.
Diffusion:
Neurotransmittorer diffunderar bort från synapsklyftan och inaktiveras gradvis.