SINAPSI NEURALI: STRUTTURA, TIPI E COME FUNZIONA - GEOGRAFÍA - 2026

La sinapsi neuronale consiste nell'unione dei pulsanti terminali di due neuroni per trasmettere informazioni. A questo proposito, un neurone invia il messaggio, mentre una parte dell'altra lo riceve.

Pertanto, la comunicazione di solito avviene in una direzione: dal pulsante terminale di un neurone o di una cellula alla membrana dell'altra cellula, sebbene sia vero che ci sono alcune eccezioni. Un singolo neurone può ricevere informazioni da centinaia di neuroni.

Parti di un neurone. Fonte: Julia Anavel Painted Cordova / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Ogni singolo neurone riceve informazioni dai pulsanti terminali di altre cellule nervose e i pulsanti terminali di queste ultime sinapsi con altri neuroni.

Concetti principali

Il pulsante terminale è definito come un piccolo ispessimento all'estremità di un assone, che invia informazioni alla sinapsi. Considerando che, un assone è una specie di "filo" allungato e sottile che trasporta i messaggi dal nucleo del neurone al suo pulsante terminale.

I pulsanti terminali delle cellule nervose possono sinapsi con la membrana del soma o dei dendriti.

Schema di un neurone

Il soma o corpo cellulare contiene il nucleo del neurone; Ha meccanismi che consentono il mantenimento della cellula. Invece, i dendriti sono rami simili ad alberi del neurone che partono dal soma.

Quando un potenziale d'azione viaggia attraverso l'assone di un neurone, i pulsanti terminali rilasciano sostanze chimiche. Queste sostanze possono avere effetti eccitatori o inibitori sui neuroni con cui si connettono. Alla fine dell'intero processo, gli effetti di queste sinapsi danno origine al nostro comportamento.

Un potenziale d'azione è il prodotto dei processi di comunicazione all'interno di un neurone. In esso sono presenti una serie di alterazioni nella membrana assonale che provocano il rilascio di sostanze chimiche o neurotrasmettitori.

I neuroni si scambiano neurotrasmettitori nelle loro sinapsi come un modo per scambiarsi informazioni.

Struttura della sinapsi neuronale

Processo di trasmissione sinaptica nei neuroni

I neuroni comunicano attraverso le sinapsi e i messaggi vengono trasmessi attraverso il rilascio di neurotrasmettitori. Queste sostanze chimiche si diffondono nello spazio liquido tra i pulsanti terminali e le membrane che stabiliscono le sinapsi.

Neruone presinaptico

Il neurone che rilascia i neurotrasmettitori attraverso il suo pulsante terminale è chiamato neurone presinaptico. Mentre quello che riceve le informazioni è il neurone postsinaptico.

Neurone presinaptico (in alto) e neurone postsinaptico (in basso). Lo spazio presinaptico è tra i due

Quando quest'ultimo cattura i neurotrasmettitori, vengono prodotti i cosiddetti potenziali sinaptici. Cioè, sono alterazioni del potenziale di membrana del neurone postsinaptico.

Per comunicare, le cellule devono secernere sostanze chimiche (neurotrasmettitori) che vengono rilevate da recettori specializzati. Questi recettori sono costituiti da molecole proteiche specializzate.

Questi fenomeni sono semplicemente differenziati dalla distanza tra il neurone che rilascia la sostanza e i recettori che la catturano.

Neurone postsinaptico

Pertanto, i neurotrasmettitori vengono rilasciati dai pulsanti terminali del neurone presinaptico e vengono rilevati attraverso i recettori situati sulla membrana del neurone postsinaptico. Entrambi i neuroni devono trovarsi nelle immediate vicinanze affinché avvenga questa trasmissione.

Spazio sinaptico

Tuttavia, contrariamente a quanto si può pensare, i neuroni che creano sinapsi chimiche non si uniscono fisicamente. In effetti, tra di loro c'è uno spazio noto come spazio sinaptico o fessura sinaptica.

Questo spazio sembra variare da sinapsi a sinapsi, ma generalmente è largo circa 20 nanometri. C'è una rete di filamenti nella fessura sinaptica che mantiene allineati i neuroni pre e postsinaptici.

Potenziale d'azione

A. Vista schematica di un potenziale d'azione ideale. B. Registrazione reale di un potenziale d'azione. Fonte: en: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Affinché avvenga uno scambio di informazioni tra due neuroni o sinapsi neuronali, deve prima verificarsi un potenziale d'azione.

Questo fenomeno si verifica nel neurone che invia i segnali. La membrana di questa cella ha una carica elettrica. In realtà, le membrane di tutte le cellule del nostro corpo sono caricate elettricamente, ma solo gli assoni possono attivare potenziali d'azione.

La differenza tra il potenziale elettrico all'interno del neurone e quello esterno è chiamata potenziale di membrana.

Questi cambiamenti elettrici tra l'interno e l'esterno del neurone sono mediati da concentrazioni esistenti di ioni, come sodio e potassio.

Quando c'è un'inversione molto rapida del potenziale di membrana, si verifica un potenziale d'azione. Consiste in un breve impulso elettrico, che l'assone conduce dal soma o nucleo del neurone ai pulsanti terminali.

Va aggiunto che il potenziale di membrana deve superare una certa soglia di eccitazione affinché si verifichi il potenziale d'azione. Questo impulso elettrico si traduce in segnali chimici che vengono rilasciati tramite il pulsante terminale.

Come funziona una sinapsi?

Neurone multipolare. Fonte: BruceBlaus

I neuroni contengono sacche chiamate vescicole sinaptiche, che possono essere grandi o piccole. Tutti i pulsanti terminali hanno piccole vescicole che trasportano molecole di neurotrasmettitori al loro interno.

Le vescicole sono prodotte in un meccanismo situato nel soma chiamato apparato di Golgi. Vengono quindi trasportati vicino al pulsante del terminale. Tuttavia, possono essere prodotti anche sul pulsante terminale con materiale "riciclato".

Quando un potenziale d'azione viene inviato lungo l'assone, si verifica la depolarizzazione (eccitazione) della cellula presinaptica. Di conseguenza, i canali del calcio del neurone vengono aperti consentendo agli ioni di calcio di entrarvi.

Dopo l'arrivo del potenziale d'azione, il neurone presinaptico si depolarizza e i canali del calcio si aprono, entrando negli ioni

Questi ioni si legano alle molecole sulle membrane delle vescicole sinaptiche che si trovano sul pulsante terminale. Detta membrana si rompe fondendosi con la membrana del pulsante terminale. Questo produce il rilascio del neurotrasmettitore nello spazio sinaptico.

Il citoplasma della cellula cattura i pezzi rimanenti di membrana e li trasporta nelle cisterne. Lì vengono riciclati, creando con loro nuove vescicole sinaptiche.

Rilascio di neurotrasmettitori dal neurone presinaptico e legame ai recettori sul neurone postsinaptico

Il neurone postsinaptico ha recettori che catturano le sostanze che si trovano nello spazio sinaptico. Questi sono noti come recettori postsinaptici e, quando attivati, provocano l'apertura dei canali ionici.

Illustrazione della sinapsi chimica. Quando vengono aperti abbastanza canali del sodio, la cellula postsinaptica si depolarizza e il potenziale d'azione continua attraverso il neurone.

Quando questi canali si aprono, alcune sostanze entrano nel neurone, provocando un potenziale postsinaptico. Questo può avere effetti eccitatori o inibitori sulla cellula a seconda del tipo di canale ionico che è stato aperto.

Normalmente, i potenziali postsinaptici eccitatori si verificano quando il sodio penetra nella cellula nervosa. Mentre gli inibitori sono prodotti dall'uscita del potassio o dall'ingresso del cloro.

L'ingresso di calcio nel neurone provoca potenziali postsinaptici eccitatori, sebbene attivi anche enzimi specializzati che producono cambiamenti fisiologici in questa cellula. Ad esempio, innesca lo spostamento delle vescicole sinaptiche e il rilascio di neurotrasmettitori.

Facilita anche i cambiamenti strutturali nel neurone dopo l'apprendimento.

Completamento delle sinapsi

I potenziali postsinaptici sono normalmente molto brevi e terminano attraverso meccanismi speciali.

Uno di questi è l'inattivazione dell'acetilcolina da parte di un enzima chiamato acetilcolinesterasi. Le molecole dei neurotrasmettitori vengono rimosse dallo spazio sinaptico mediante riassorbimento o riassorbimento da parte dei trasportatori che si trovano sulla membrana presinaptica.

Pertanto, sia i neuroni presinaptici che quelli postsinaptici hanno recettori che catturano la presenza di sostanze chimiche intorno a loro.

Esistono recettori presinaptici chiamati autorecettori che controllano la quantità di neurotrasmettitore che il neurone rilascia o sintetizza.

Tipi di sinapsi

Sinapsi elettriche

Illustrazione di una sinapsi elettrica. Il potenziale d'azione è apprezzato

In essi avviene una neurotrasmissione elettrica. I due neuroni sono fisicamente collegati tramite strutture proteiche note come "gap junctions" o gap junction.

Queste strutture consentono ai cambiamenti nelle proprietà elettriche di un neurone di influenzare direttamente l'altro e viceversa. In questo modo, i due neuroni si comporterebbero come se fossero uno.

Sinapsi chimiche

Schema di una sinapsi chimica. Fonte: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)

La neurotrasmissione chimica si verifica nelle sinapsi chimiche. I neuroni pre e postsinaptici sono separati dallo spazio sinaptico. Un potenziale d'azione nel neurone presinaptico causerebbe il rilascio di neurotrasmettitori.

Questi raggiungono la fessura sinaptica, essendo disponibili per esercitare i loro effetti sui neuroni postsinaptici.

Sinapsi eccitatorie

Un esempio di una sinapsi neuronale eccitatoria sarebbe il riflesso di ritiro quando ci esauriamo. Un neurone sensoriale rileverebbe l'oggetto caldo, poiché stimolerebbe i suoi dendriti.

Questo neurone invierebbe messaggi attraverso il suo assone ai suoi pulsanti terminali, situati nel midollo spinale. I pulsanti terminali del neurone sensoriale rilascerebbero sostanze chimiche note come neurotrasmettitori che ecciterebbero il neurone con cui si sincronizza. Nello specifico, a un interneurone (quello che media tra i neuroni sensoriali e motori).

Ciò indurrebbe l'interneurone a inviare informazioni lungo il suo assone. A loro volta, i pulsanti terminali dell'interneurone secernono neurotrasmettitori che eccitano il motoneurone.

Questo tipo di neurone invierebbe messaggi lungo il suo assone, che si attacca a un nervo per raggiungere il muscolo bersaglio. Una volta che i neurotrasmettitori vengono rilasciati dai pulsanti terminali del motoneurone, le cellule muscolari si contraggono per allontanarsi dall'oggetto caldo.

Sinapsi inibitorie

Questo tipo di sinapsi è un po 'più complicato. Sarebbe dato nel seguente esempio: immagina di prendere una teglia molto calda dal forno. Indossi guanti per non scottarti, tuttavia sono un po 'sottili e il caldo inizia a superarli. Invece di far cadere il vassoio sul pavimento, cerchi di resistere un po 'al calore finché non lo metti su una superficie.

La reazione di ritiro del nostro corpo a uno stimolo doloroso ci avrebbe fatto lasciare andare l'oggetto, anche così, abbiamo controllato questo impulso. Come si produce questo fenomeno?

Si percepisce il calore proveniente dal vassoio, aumentando l'attività delle sinapsi eccitatorie sui motoneuroni (come spiegato nella sezione precedente). Tuttavia, questa eccitazione è contrastata dall'inibizione che proviene da un'altra struttura: il nostro cervello.

Invia informazioni che indicano che se lasciamo cadere il vassoio, potrebbe essere un disastro totale. Pertanto, vengono inviati messaggi al midollo spinale che impediscono il riflesso di ritiro.

Per fare ciò, un assone di un neurone nel cervello raggiunge il midollo spinale, dove i suoi pulsanti terminali si sinapizzano con un interneurone inibitorio. Secerne un neurotrasmettitore inibitorio che riduce l'attività del motoneurone, bloccando il riflesso di ritiro.

È importante sottolineare che questi sono solo esempi. I processi sono davvero più complessi (soprattutto quelli inibitori), con migliaia di neuroni coinvolti in essi.

Classi di sinapsi in base ai luoghi in cui si verificano

- Sinapsi axodendritiche: in questo tipo, il pulsante terminale si collega con la superficie di un dendrite. Oppure, con spine dendritiche, che sono piccole sporgenze situate sui dendriti in alcuni tipi di neuroni.

- Sinapsi assosomatiche: in queste, il pulsante terminale si sincronizza con il soma o nucleo del neurone.

- Sinapsi assoassoniche : il pulsante terminale della cellula presinaptica si collega con l'assone della cellula postsinaptica. Questi tipi di sinapsi funzionano in modo diverso dagli altri due. La sua funzione è quella di ridurre o aumentare la quantità di neurotrasmettitore che viene rilasciato dal pulsante del terminale. Pertanto, promuove o inibisce l'attività del neurone presinaptico.

Sono state trovate anche sinapsi dendrodendritiche, ma il loro ruolo esatto nella comunicazione neuronale non è attualmente noto.

Sostanze rilasciate nella sinapsi neuronale

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