O synapsach słów kilka

Mózg to struktura skomplikowana, składająca się z około 86 miliardów neuronów (zgodnie z obliczeniami przeprowadzonymi przez naukowczynię Suzane Herculano-Houzel) powiązanych ze sobą za pomocą połączeń zwanych synapsami. W ogólnym rozróżnieniu synapsy możemy podzielić na chemiczne i elektryczne. U ludzi w przeważającej mierze możemy spotkać synapsy chemiczne, znacznie mniej jest natomiast synaps elektrycznych. Te ostatnie możemy spotkać na przykład w siatkówce oka oraz w niektórych częściach mózgu, a także w sercu i mięśniach.

Czym w takim razie różnią się te dwa rodzaje synaps oraz jaka jest ich funkcja? Podstawową różnicą warunkującą ich odmienną fizjologię, jest obecność lub brak szczeliny synaptycznej – przestrzeni występującej pomiędzy neuronem presynaptycznym i postsynaptycznym (rys.1). W synapsach chemicznych występuje szczelina synaptyczna, natomiast w synapsach elektrycznych nie ma jej, a komórki położone są bardzo blisko siebie i połączone są za pomocą złącz szczelinowych (gap junctions). Gap junctions to specjalnego rodzaju kanały, które umożliwiają swobodny przepływ jonów pomiędzy dwoma komórkami. Dzięki temu komórki są w stanie komunikować się między sobą w błyskawicznym tempie. W tym przypadku molekuły nie są umieszczane w pęcherzykach synaptycznych i nie łączą się z receptorami na neuronach postsynaptycznych, tak jak ma to miejsce w przypadku neuronów porozumiewających się ze sobą za pośrednictwem synaps chemicznych.

Dlaczego w takim razie w naszym mózgu przeważają synapsy chemiczne skoro to właśnie elektryczne zapewniają szybszy przepływ informacji? Odpowiedź jest prosta, to właśnie synapsy chemiczne są bardziej wyspecjalizowane. Ich działanie jest bardziej precyzyjne, wyprofilowane na aktywację lub zahamowanie konkretnych neuronów. To właśnie dzięki synapsom chemicznym możemy myśleć, pamiętać, czuć emocje, odczuwać przyjemność, głód, zmęczenie. Nie oznacza to, że synapsy elektryczne nie uczestniczą w tych procesach, pełnią one jednak rolę pomocniczą umożliwiając na przykład synchroniczną aktywację neuronów w konkretnej strukturze mózgu.

Przepływ informacji pomiędzy synapsami chemicznymi odbywa się za pośrednictwem neuroprzekaźników, które neuron presynaptyczny wpakowuje w powyżej wspomniane pęcherzyki synaptyczne (rys.1). Jakie cząsteczki mogą być neuroprzekaźnikami? Może być to na przykład serotonina (5-HT), noradrenalina (NA), acetylocholina (Ach), dopamina (DA), kwas glutaminowy (Glu), kwas gamma-aminomasłowy (GABA) czy glicyna (Gly). Aby neurotransmitery mogły aktywować kolejne neurony, muszą połączyć się ze specyficznym tylko dla siebie receptorem, który znajduje się na powierzchni neuronu postsynaptycznego. Następnie dochodzi do otwarcia kanałów dla jonów dodatnich lub jonów ujemnych, które wpływają do wnętrza neuronu i inicjują kolejno depolaryzację lub hiperpolaryzację neuronu. W taki oto sposób sygnał przekazywany jest do kolejnych komórek nerwowych, a mózg jest w stanie pełnić swoje wyspecjalizowane funkcje.