Synapsa chemiczna i neuroprzekaźniki
Biologia
Zestaw wyjaśnia budowę i działanie synapsy chemicznej oraz rolę najważniejszych neuroprzekaźników w przewodzeniu informacji w układzie nerwowym człowieka. Ułatwi zrozumienie kierunku przekazywania impulsu, znaczenia receptorów, sumowania bodźców i wpływu substancji psychoaktywnych.
1.Synapsa chemiczna
Miejsce przekazywania informacji między neuronami albo między neuronem a komórką efektorową za pośrednictwem neuroprzekaźnika. Składa się z zakończenia presynaptycznego, szczeliny synaptycznej i błony postsynaptycznej.
2.Błona presynaptyczna
Część zakończenia aksonu neuronu przekazującego sygnał. Zawiera pęcherzyki z neuroprzekaźnikiem, który jest uwalniany do szczeliny synaptycznej po nadejściu impulsu nerwowego.
3.Szczelina synaptyczna
Wąska przestrzeń między komórką przekazującą a odbierającą sygnał w synapsie. To do niej uwalniany jest neuroprzekaźnik, który następnie dociera do receptorów błony postsynaptycznej.
4.Błona postsynaptyczna
Błona komórki odbierającej sygnał. Zawiera receptory swoiście wiążące neuroprzekaźnik, co wywołuje odpowiedź komórki, na przykład pobudzenie lub hamowanie.
5.Neuroprzekaźnik
Związek chemiczny wydzielany w synapsie przez neuron presynaptyczny. Po związaniu z receptorem na błonie postsynaptycznej zmienia aktywność komórki odbierającej sygnał.
6.Receptor postsynaptyczny
Białko w błonie postsynaptycznej, które rozpoznaje określony neuroprzekaźnik. Związanie przekaźnika z receptorem uruchamia reakcję komórki odbierającej sygnał.
7.Pęcherzyki synaptyczne
Małe struktury w zakończeniu presynaptycznym, w których magazynowane są neuroprzekaźniki. Ich zawartość jest uwalniana do szczeliny synaptycznej podczas przekazywania sygnału.
8.Impuls nerwowy
Fala zmian potencjału błonowego przemieszczająca się wzdłuż neuronu. Po dotarciu do zakończenia aksonu może doprowadzić do uwolnienia neuroprzekaźnika w synapsie chemicznej.
9.Pobudzenie postsynaptyczne
Stan, w którym działanie neuroprzekaźnika zwiększa prawdopodobieństwo powstania impulsu w neuronie odbierającym. Taki efekt wywołują przekaźniki pobudzające.
10.Hamowanie postsynaptyczne
Stan, w którym działanie neuroprzekaźnika zmniejsza prawdopodobieństwo powstania impulsu w neuronie odbierającym. Odpowiada za to działanie przekaźników hamujących.
11.Acetylocholina
Neuroprzekaźnik występujący między innymi w połączeniach nerwowo-mięśniowych. Uczestniczy w przekazywaniu sygnału z neuronu do komórki mięśniowej, co umożliwia skurcz mięśnia.
12.Dopamina
Neuroprzekaźnik związany między innymi z regulacją ruchu, motywacji i układu nagrody. Zaburzenia jej działania mogą prowadzić do nieprawidłowości funkcjonowania układu nerwowego.
13.Serotonina
Neuroprzekaźnik wpływający na nastrój, sen i niektóre zachowania. Prawidłowy poziom serotoniny jest ważny dla właściwego funkcjonowania układu nerwowego.
14.Noradrenalina
Neuroprzekaźnik biorący udział w reakcji organizmu na stres, czujności i regulacji pracy części autonomicznego układu nerwowego.
15.Substancje psychoaktywne
Związki wpływające na czynność układu nerwowego, często przez zmianę wydzielania, działania lub usuwania neuroprzekaźników. Mogą zaburzać przewodzenie synaptyczne i funkcje mózgu.
16.Jednokierunkowe przewodzenie w synapsie
W synapsie chemicznej sygnał jest przekazywany od neuronu presynaptycznego do postsynaptycznego, ponieważ neuroprzekaźnik uwalniany jest tylko po stronie presynaptycznej, a receptory znajdują się po stronie postsynaptycznej.
Notatka
Czym jest synapsa chemiczna
Synapsa chemiczna to miejsce kontaktu między dwiema komórkami, w którym informacja jest przekazywana za pomocą neuroprzekaźnika. Najczęściej łączy dwa neurony, ale może też łączyć neuron z komórką mięśniową lub gruczołową. Dzięki temu układ nerwowy może sterować ruchem, odbierać bodźce i koordynować pracę narządów.
W synapsie chemicznej wyróżnia się trzy podstawowe elementy: zakończenie presynaptyczne, szczelinę synaptyczną i błonę postsynaptyczną. W zakończeniu presynaptycznym znajdują się pęcherzyki z przekaźnikiem chemicznym. Po drugiej stronie, w błonie postsynaptycznej, leżą receptory zdolne do rozpoznania określonego związku.
Zapamiętaj
W synapsie chemicznej sygnał zmienia postać: w neuronie biegnie jako impuls nerwowy, a w obrębie synapsy jest przekazywany chemicznie.
Budowa i kierunek przewodzenia
Strona wysyłająca sygnał to część presynaptyczna, a odbierająca to część postsynaptyczna. W zakończeniu aksonu neuronu presynaptycznego są zgromadzone pęcherzyki synaptyczne z neuroprzekaźnikiem. Między obiema komórkami występuje bardzo wąska przestrzeń, czyli szczelina synaptyczna.
Przewodzenie w synapsie jest jednokierunkowe. Wynika to z rozmieszczenia elementów: przekaźnik uwalniany jest po stronie presynaptycznej, a swoiste receptory odbierające sygnał znajdują się po stronie postsynaptycznej. Dlatego informacja przechodzi od neuronu przekazującego do komórki odbierającej, a nie odwrotnie.
Ważne
Częsty błąd to utożsamianie synapsy z całym połączeniem między neuronami. Synapsa to konkretne miejsce przekazu sygnału, a nie cały neuron ani cały nerw.
Jak działa synapsa krok po kroku
Gdy impuls nerwowy dociera do zakończenia aksonu, uruchamia proces uwolnienia neuroprzekaźnika z pęcherzyków synaptycznych do szczeliny. Następnie cząsteczki przekaźnika przemieszczają się przez szczelinę i łączą z odpowiednimi receptorami na błonie postsynaptycznej.
Po związaniu neuroprzekaźnika receptor wywołuje zmianę stanu komórki odbierającej. Może to zwiększyć albo zmniejszyć szansę powstania kolejnego impulsu. Oznacza to, że synapsa nie tylko przekazuje informację, ale też uczestniczy w jej regulacji.
Działanie przekaźnika musi być krótkotrwałe i kontrolowane. Gdyby sygnał utrzymywał się zbyt długo, komórka odbierająca pozostawałaby stale pobudzona lub stale hamowana, co zaburzałoby pracę całego układu nerwowego.
Pobudzenie i hamowanie
Nie każdy neuroprzekaźnik wywołuje taki sam efekt. Część z nich działa pobudzająco, czyli zwiększa prawdopodobieństwo powstania impulsu w neuronie postsynaptycznym. Inne działają hamująco i utrudniają wygenerowanie odpowiedzi. Dzięki temu układ nerwowy nie reaguje automatycznie na każdy bodziec, lecz może precyzyjnie regulować swoje działanie.
Równowaga między pobudzeniem a hamowaniem jest konieczna dla prawidłowej pracy mózgu i rdzenia kręgowego. Od niej zależą między innymi sprawność odruchów, koordynacja ruchów, możliwość skupienia uwagi i odpowiednia reakcja na bodźce z otoczenia.
Przykład
Jeśli do neuronu dociera przewaga sygnałów pobudzających, łatwiej powstanie w nim impuls; gdy przeważają sygnały hamujące, odpowiedź może nie wystąpić.
Najważniejsze neuroprzekaźniki w liceum
Jednym z najlepiej znanych przekaźników jest acetylocholina. Bierze udział między innymi w przekazywaniu sygnału z neuronu do komórki mięśniowej, dlatego ma znaczenie dla skurczu mięśni. Bez prawidłowego działania takich synaps ruchy dowolne nie byłyby możliwe.
Dopamina uczestniczy w regulacji ruchu, motywacji i mechanizmów nagrody. Serotonina wpływa na nastrój, sen i niektóre zachowania. Noradrenalina wiąże się z czujnością i mobilizacją organizmu, zwłaszcza w sytuacjach stresowych.
Na poziomie szkolnym ważne jest rozumienie ogólnej roli tych związków, a nie uczenie się bardzo szczegółowych szlaków ich przemian. Trzeba jednak pamiętać, że prawidłowe stężenie i działanie neuroprzekaźników warunkuje sprawne funkcjonowanie układu nerwowego i całego organizmu.
Znaczenie biologiczne i powiązania z innymi zagadnieniami
Synapsy chemiczne umożliwiają działanie łuku odruchowego, kontrolę pracy mięśni, odbiór i analizę bodźców oraz koordynację czynności narządów wewnętrznych. Bez nich neurony nie mogłyby tworzyć funkcjonalnej sieci przekazującej informacje między receptorem, ośrodkiem nerwowym i efektorem.
Na funkcjonowanie synaps wpływają także substancje psychoaktywne. Mogą one nasilać lub osłabiać działanie naturalnych przekaźników, zmieniać uwalnianie neuroprzekaźnika albo zaburzać odbiór sygnału przez receptory. Skutkiem są zmiany nastroju, zachowania, percepcji i sprawności reakcji.
W zadaniach maturalnych często trzeba rozpoznać kierunek przewodzenia w synapsie, wskazać rolę receptorów albo wyjaśnić, dlaczego zablokowanie przekaźnika lub receptora zaburza odpowiedź organizmu. Kluczowe jest wtedy powiązanie budowy synapsy z jej funkcją.
Quizy w tym zestawie
18 pytań w 2 etapach — odblokujesz je po dodaniu zestawu