Synaptisk overføring

Synaptisk overføring

Nerveceller overfører elektriske signaler via kjemiske og elektriske synapser.

Biologi

Nøkkelord

signaltransduksjon, stimulering, stimulus, signal, nevron, reseptor, synapse, dendritt, axon, gliacelle, telodendron, terminal bouton, kanal protein, aksjonspotensial, hvilepotensial, grunnleggende nervøs funksjon, eksitatoriske, hemmende, Nevrotransmittere, ion kanal, menneskelig, biologi

Relaterte elementer

Scener

Animasjon

  • dendritt - Den korte, forgrenede utløperen av en nervecelle. Det overfører signaler mot cellekroppen.
  • akson - Et stort antall natriumionkanaler finnes langs hele aksonets lengde. Disse er ansvarlig for produksjon og spredning av aksjonspotensialet Under nevral aktivitet stimuleres de mottakende nervecellene, som åpner Na+-kanalene i sin membran. Strømmen av ioner fører til en lokal endring i membranens potensial. De lokale endringene summeres ved aksonets hillock. Hvis membranens potensial når terskelen utløses et aksjonspotensial, som så sprer seg langs aksonet og når den terminale boutonen hvor det begynner å stimulere den neste nervecellen.
  • cellemembran - Nervecellemembranen inneholder spesielle ionkanaler som produserer de elektriske signalene i cellene. Stimulering genererer lokale potensialer i cellekroppens membran og dendrittene. De lokale potensialene summeres i aksonets hillock, og hvis summen når terskelen genereres et aksjonspotensial på aksonet. Styrken på aksjonspotensialet er uavhengig av styrken på stimulansen.
  • Ranviers knute - Aksoner er pakket inn i gliaceller; sammen danner disse cellene myelinskjeden i aksonet, som er et elektrisk isolerende lag. Siden membranen er eksponert for det intracellulære rommet kun ved hullene i myelinskjeden, kjent som Ranviers knuter, kan impulsen bare dannes her. Den sprer seg ved å “hoppe” fra knute til knute. Denne overføringsmetoden er mye raskere enn i umyeliniserte aksoner, hvor impulsen reiser kontinuerlig nedover aksonet som en bølge.
  • gliaceller - Aksoner er pakket inn i disse cellene, som danner myelinskjeden. Dette er et elektrisk isolerende lag rundt aksonet. Aksjonspotensialet produseres i Ranviers knuter og sprer seg ved å “hoppe” fra knute til knute.
  • endeforgrening
  • terminal bouton - Den utvidede enden på aksonet. Den inneholder nevrotransmittere. Når et aksjonspotensiale ankommer boutonen, frigis nevrotransmittere til den synaptiske spalten og stimulerer den mottakende nervecellen.
  • eksitatorisk nervecelle
  • inhibitorisk nervecelle
  • terminal bouton - Den utvidede enden på aksonet. Den inneholder nevrotransmittere. Når et aksjonspotensiale ankommer, frigis nevrotransmittere til den synaptiske spalten og stimulerer den mottakende nervecellen.
  • mitokondrium - Det gir energi (i form av ATP) til nervecellenes energikrevende prosesser. Noen av disse prosessene er å frigi ioner gjennom membranen og produksjon og transport av nevrotransmittere.
  • mikrotubuli - De er viktige komponenter i cytoskjelettet. De spiller en avgjørende rolle for å transportere nevrotransmittere til den terminale boutonen.
  • presynaptisk membran - Synaptiske vesikler smelter inn i denne membranen når de frigir nevrotransmittere til den synaptiske spalten ved eksocytose.
  • postsynaptisk membran - Nevrotransmittere som frigis fra den terminale boutonen sprer seg gjennom den synaptiske spalten og inn til denne membranen. Den inneholder et stort antall ionkanalreseptorer, som åpnes når nevrotransmitterne binder seg til dem.
  • ionkanal- reseptor - Når nevrotransmittere binder seg til reseptorene åpnes disse opp, slik at ioner kommer inn i nervecellen. Eksitatoriske nevrotransmittere åpner kationkanaler og polariserer dermed den mottakende nervecellen, mens inhibitoriske nevrotransmittere åpner anionkanaler og dermed hyperpolariserer den mottakende nervecellen.
  • synaptisk vesikkel - Membranblærer som lagrer nevrotransmittere. Når et aksjonspotensial når den terminale boutonen, frigir vesiklene nevrotransmittere ved eksocytose. Nevrotransmitterne sprer seg deretter gjennom den synaptiske spalten inn til den mottakende nervecellens membran (den postsynaptiske membranen). Der binder de seg til reseptorer og åpner opp ionkanaler. I eksitatoriske synapser åpner eksitatoriske transmittere kationkanaler og polariserer dermed den mottakende nervecellen, mens i inhibitoriske synapser åpner inhibitoriske transmittere anionkanaler og hyperpolariserer cellen.
  • ion - De kommer inn i nervecellen gjennom ionkanalene som åpnes av nevrotransmittere. I eksitatoriske synapser åpner eksitatoriske nevrotransmittere kationkanaler og polariserer dermed den mottakende nervecellen, mens i inhibitoriske synapser åpner inhibitoriske nevrotransmittere anionkanaler og dermed hyperpolariserer den mottakende nervecellen.
  • synaptisk spalte - Den er vanligvis 20-30 nm bred (1 nm = 10⁻m). Nevrotransmittere sprer seg gjennom kløften fra den presynaptiske membranen til den postsynaptiske membranen.
  • nevrotransmittere - De lagres i synaptiske vesikler i aksonets terminale bouton. Når et aksjonspotensial når boutonen, frigir vesiklene nevrotransmittere ved eksocytose. I eksitatoriske synapser åpner eksitatoriske transmittere kationkanaler og polariserer dermed den mottakende nervecellen, mens i inhibitoriske synapser åpner inhibitoriske nevrotransmittere anionkanaler og hyperpolariserer cellen.
  • postsynaptisk membran - Nevrotransmittere som frigis fra den terminale boutonen sprer seg gjennom den synaptiske spalten og inn til denne membranen. Den inneholder et stort antall ionkanalreseptorer, som åpnes når nevrotransmitterne binder seg til dem.
  • Na⁺-kanal - Den åpnes av eksitatoriske transmittere. Denne kanalen lar natriumioner strømme inn i den postsynaptiske cellen, som dermed depolariseres. Hvis det er mange nok nevrotransmittere, overskrider depolariseringen terskelpotensialet i den postsynaptiske membranen, noe som produserer et aksjonspotensial.
  • K⁺-kanal - Når denne kanalen er åpen, strømmer kaliumioner ut av den postsynaptiske cellen.
  • synaptisk spalte - Den er vanligvis 20-30 nm bred (1 nm = 10⁻m). Nevrotransmittere sprer seg gjennom kløften fra den presynaptiske membranen til den postsynaptiske membranen.
  • eksitatorisk nevrotransmitter - Som oftest er det acetylkolin eller glutaminsyre. Eksitatoriske nevrotransmittere åpner natrium- og kaliumionkanaler i membranen til den mottakende nervecellen (det vil si, den postsynaptiske membranen). Dette fører til depolarisering av membranen. Hvis det er mange nok nevrotransmittere, overskrider depolariseringen terskelpotensialet i den postsynaptiske membranen, noe som produserer et aksjonspotensial.
  • Eksitatorisk synapse
  • postsynaptisk membran - Nevrotransmittere som frigis fra den terminale boutonen sprer seg gjennom den synaptiske spalten og inn til denne membranen. Den inneholder et stort antall ionkanalreseptorer, som åpnes når nevrotransmitterne binder seg til dem.
  • inhibitorisk nevrotransmitter - Som oftest er det gammaaminobutansyre (GABA) eller glysin. Inhibitoriske nevrotransmittere åpner klorid- og kaliumionkanaler i membranen til den mottakende nervecellen (den postsynaptiske membranen). Dette fører til hyperpolarisering av membranen.
  • K⁺-kanal - Når denne kanalen er åpen, frigis kaliumioner fra den postsynaptiske cellen.
  • Cl⁻-kanal - Kloridioner strømmer inn til den mottakende nervecellen gjennom denne kanalen.
  • synaptisk spalte - Den er vanligvis 20-30 nm bred (1 nm = 10⁻m). Nevrotransmittere sprer seg gjennom kløften fra den presynaptiske membranen til den postsynaptiske membranen.
  • Inhibitorisk synapse
  • mV
  • terskel
  • -70
  • tid
  • postsynaptisk membran
  • presynaptisk membran
  • connexon - Også kjent som en connexin hemikanal, det er en spesiell kanal som forbinder membranen i de presynaptiske og postsynaptiske cellene. Det er for det meste depolariserende signaler som spres via denne kanalen.
  • synaptisk spalte - Den er vanligvis 20-30 nm bred (1 nm = 10⁻m). Nevrotransmittere sprer seg gjennom kløften fra den presynaptiske membranen til den postsynaptiske membranen.
  • Elektrisk synapse

Eksitatorisk signal

  • dendritt - Den korte, forgrenede utløperen av en nervecelle. Det overfører signaler mot cellekroppen.
  • akson - Et stort antall natriumionkanaler finnes langs hele aksonets lengde. Disse er ansvarlig for produksjon og spredning av aksjonspotensialet Under nevral aktivitet stimuleres de mottakende nervecellene, som åpner Na+-kanalene i sin membran. Strømmen av ioner fører til en lokal endring i membranens potensial. De lokale endringene summeres ved aksonets hillock. Hvis membranens potensial når terskelen utløses et aksjonspotensial, som så sprer seg langs aksonet og når den terminale boutonen hvor det begynner å stimulere den neste nervecellen.
  • cellemembran - Nervecellemembranen inneholder spesielle ionkanaler som produserer de elektriske signalene i cellene. Stimulering genererer lokale potensialer i cellekroppens membran og dendrittene. De lokale potensialene summeres i aksonets hillock, og hvis summen når terskelen genereres et aksjonspotensial på aksonet. Styrken på aksjonspotensialet er uavhengig av styrken på stimulansen.
  • Ranviers knute - Aksoner er pakket inn i gliaceller; sammen danner disse cellene myelinskjeden i aksonet, som er et elektrisk isolerende lag. Siden membranen er eksponert for det intracellulære rommet kun ved hullene i myelinskjeden, kjent som Ranviers knuter, kan impulsen bare dannes her. Den sprer seg ved å “hoppe” fra knute til knute. Denne overføringsmetoden er mye raskere enn i umyeliniserte aksoner, hvor impulsen reiser kontinuerlig nedover aksonet som en bølge.
  • gliaceller - Aksoner er pakket inn i disse cellene, som danner myelinskjeden. Dette er et elektrisk isolerende lag rundt aksonet. Aksjonspotensialet produseres i Ranviers knuter og sprer seg ved å “hoppe” fra knute til knute.
  • endeforgrening
  • terminal bouton - Den utvidede enden på aksonet. Den inneholder nevrotransmittere. Når et aksjonspotensiale ankommer boutonen, frigis nevrotransmittere til den synaptiske spalten og stimulerer den mottakende nervecellen.
  • eksitatorisk nervecelle

Elektriske signaler som dannes i nerveceller, det vil si, aksjonspotensialer, sprer seg langs aksonet mot den terminale boutonen, hvor de sprer seg til de nærliggende nervecellene via de synaptiske spaltene.

Eksitatoriske nerveceller øker den elektriske aktiviteten i de nærliggende nervecellene og kan generere et aksjonspotensiale i dem.

Inhibitorisk signal

  • dendritt - Den korte, forgrenede utløperen av en nervecelle. Det overfører signaler mot cellekroppen.
  • akson - Et stort antall natriumionkanaler finnes langs hele aksonets lengde. Disse er ansvarlig for produksjon og spredning av aksjonspotensialet Under nevral aktivitet stimuleres de mottakende nervecellene, som åpner Na+-kanalene i sin membran. Strømmen av ioner fører til en lokal endring i membranens potensial. De lokale endringene summeres ved aksonets hillock. Hvis membranens potensial når terskelen utløses et aksjonspotensial, som så sprer seg langs aksonet og når den terminale boutonen hvor det begynner å stimulere den neste nervecellen.
  • cellemembran - Nervecellemembranen inneholder spesielle ionkanaler som produserer de elektriske signalene i cellene. Stimulering genererer lokale potensialer i cellekroppens membran og dendrittene. De lokale potensialene summeres i aksonets hillock, og hvis summen når terskelen genereres et aksjonspotensial på aksonet. Styrken på aksjonspotensialet er uavhengig av styrken på stimulansen.
  • Ranviers knute - Aksoner er pakket inn i gliaceller; sammen danner disse cellene myelinskjeden i aksonet, som er et elektrisk isolerende lag. Siden membranen er eksponert for det intracellulære rommet kun ved hullene i myelinskjeden, kjent som Ranviers knuter, kan impulsen bare dannes her. Den sprer seg ved å “hoppe” fra knute til knute. Denne overføringsmetoden er mye raskere enn i umyeliniserte aksoner, hvor impulsen reiser kontinuerlig nedover aksonet som en bølge.
  • gliaceller - Aksoner er pakket inn i disse cellene, som danner myelinskjeden. Dette er et elektrisk isolerende lag rundt aksonet. Aksjonspotensialet produseres i Ranviers knuter og sprer seg ved å “hoppe” fra knute til knute.
  • endeforgrening
  • terminal bouton - Den utvidede enden på aksonet. Den inneholder nevrotransmittere. Når et aksjonspotensiale ankommer boutonen, frigis nevrotransmittere til den synaptiske spalten og stimulerer den mottakende nervecellen.
  • eksitatorisk nervecelle
  • inhibitorisk nervecelle

Inhibitoriske nerveceller reduserer derimot den elektriske aktiviteten i de nærliggende nervecellene, og forhindrer dermed dannelsen av aksjonspotensiale i dem.

Kjemisk synapse

  • terminal bouton - Den utvidede enden på aksonet. Den inneholder nevrotransmittere. Når et aksjonspotensiale ankommer, frigis nevrotransmittere til den synaptiske spalten og stimulerer den mottakende nervecellen.
  • mitokondrium - Det gir energi (i form av ATP) til nervecellenes energikrevende prosesser. Noen av disse prosessene er å frigi ioner gjennom membranen og produksjon og transport av nevrotransmittere.
  • mikrotubuli - De er viktige komponenter i cytoskjelettet. De spiller en avgjørende rolle for å transportere nevrotransmittere til den terminale boutonen.
  • presynaptisk membran - Synaptiske vesikler smelter inn i denne membranen når de frigir nevrotransmittere til den synaptiske spalten ved eksocytose.
  • postsynaptisk membran - Nevrotransmittere som frigis fra den terminale boutonen sprer seg gjennom den synaptiske spalten og inn til denne membranen. Den inneholder et stort antall ionkanalreseptorer, som åpnes når nevrotransmitterne binder seg til dem.
  • ionkanal- reseptor - Når nevrotransmittere binder seg til reseptorene åpnes disse opp, slik at ioner kommer inn i nervecellen. Eksitatoriske nevrotransmittere åpner kationkanaler og polariserer dermed den mottakende nervecellen, mens inhibitoriske nevrotransmittere åpner anionkanaler og dermed hyperpolariserer den mottakende nervecellen.
  • synaptisk vesikkel - Membranblærer som lagrer nevrotransmittere. Når et aksjonspotensial når den terminale boutonen, frigir vesiklene nevrotransmittere ved eksocytose. Nevrotransmitterne sprer seg deretter gjennom den synaptiske spalten inn til den mottakende nervecellens membran (den postsynaptiske membranen). Der binder de seg til reseptorer og åpner opp ionkanaler. I eksitatoriske synapser åpner eksitatoriske transmittere kationkanaler og polariserer dermed den mottakende nervecellen, mens i inhibitoriske synapser åpner inhibitoriske transmittere anionkanaler og hyperpolariserer cellen.
  • ion - De kommer inn i nervecellen gjennom ionkanalene som åpnes av nevrotransmittere. I eksitatoriske synapser åpner eksitatoriske nevrotransmittere kationkanaler og polariserer dermed den mottakende nervecellen, mens i inhibitoriske synapser åpner inhibitoriske nevrotransmittere anionkanaler og dermed hyperpolariserer den mottakende nervecellen.
  • synaptisk spalte - Den er vanligvis 20-30 nm bred (1 nm = 10⁻m). Nevrotransmittere sprer seg gjennom kløften fra den presynaptiske membranen til den postsynaptiske membranen.
  • nevrotransmittere - De lagres i synaptiske vesikler i aksonets terminale bouton. Når et aksjonspotensial når boutonen, frigir vesiklene nevrotransmittere ved eksocytose. I eksitatoriske synapser åpner eksitatoriske transmittere kationkanaler og polariserer dermed den mottakende nervecellen, mens i inhibitoriske synapser åpner inhibitoriske nevrotransmittere anionkanaler og hyperpolariserer cellen.

I de fleste synapser overfører kjemiske substanser kjent som nevrotransmittere signaler mellom nerveceller. Disse kalles derfor kjemiske synapser. I kjemiske synapser, når et aksjonspotensial når den terminale boutonen, frigir synaptiske vesikler nevrotransmittere til den synaptiske spalten. Nevrotransmitterne sprer seg gjennom den synaptiske spalten inn til den mottakende nervecellens membran, det vil si, den postsynaptiske membranen.

Nevrotransmittere fester seg til ionkanalreseptorene i den postsynaptiske membranen. Når de fester seg åpnes ionkanalene i membranen opp, slik at ioner kan strømme gjennom. Jo flere nevrotransmittere som frigis, desto flere ioner strømmer gjennom ionkanalene.

I eksitatoriske kjemiske synapser strømmer natriumioner gjennom den postsynaptiske membranen inn til cellen, mens kaliumioner strømmer ut av cellen. Innstrømningen og utstrømningen av ioner øker membranens potensial sammenlignet med hvilepotensialet, det vil si, depolariserer membranen. Hvis det frigis så mange eksitatoriske nevrotransmittere at membranens potensial øker opp til terskelen, utløses et aksjonspotensial.

Inhibitoriske nevrotransmittere fører til en innstrømning av kloridioner og en utstrømning av kaliumioner i den postsynaptiske membranen. Innstrømningen og utstrømningen av ioner fører til reduksjon av membranens potensial, de forhindrer altså at membranens potensial når terskelen og hemmer dermed dannelsen av et aksjonspotensial. Dette kalles hyperpolarisering.

Elektrisk synapse

  • postsynaptisk membran
  • presynaptisk membran
  • connexon - Også kjent som en connexin hemikanal, det er en spesiell kanal som forbinder membranen i de presynaptiske og postsynaptiske cellene. Det er for det meste depolariserende signaler som spres via denne kanalen.
  • synaptisk spalte - Den er vanligvis 20-30 nm bred (1 nm = 10⁻m). Nevrotransmittere sprer seg gjennom kløften fra den presynaptiske membranen til den postsynaptiske membranen.

I noen tilfeller finnes elektriske synapser mellom nerveceller. I dette tilfellet er den synaptiske spalten bare 2-3 nanometer bred. I elektriske synapser forbindes membranene til de nærliggende nervecellene av connexoner. Disse består av connexinproteiner og fungerer som ionkanaler. Aksjonspotensial kan spre seg via elektriske synapser uten synaptiske forsinkelser.

Forteller

Elektriske signaler som dannes i nerveceller, det vil si, aksjonspotensialer, sprer seg langs aksonet mot den terminale boutonen, hvor de sprer seg til de nærliggende nervecellene via de synaptiske spaltene.

Eksitatoriske nerveceller øker den elektriske aktiviteten i de nærliggende nervecellene og kan generere et aksjonspotensiale i dem.

Inhibitoriske nerveceller reduserer derimot den elektriske aktiviteten i de nærliggende nervecellene, og forhindrer dermed dannelsen av aksjonspotensiale i dem.

I de fleste synapser overfører kjemiske substanser kjent som nevrotransmittere signaler mellom nerveceller. Disse kalles derfor kjemiske synapser. I kjemiske synapser, når et aksjonspotensial når den terminale boutonen, frigir synaptiske vesikler nevrotransmittere til den synaptiske spalten. Nevrotransmitterne sprer seg gjennom den synaptiske spalten inn til den mottakende nervecellens membran, det vil si, den postsynaptiske membranen.

Nevrotransmittere fester seg til ionkanalreseptorene i den postsynaptiske membranen. Når de fester seg åpnes ionkanalene i membranen opp, slik at ioner kan strømme gjennom. Jo flere nevrotransmittere som frigis, desto flere ioner strømmer gjennom ionkanalene.

I eksitatoriske kjemiske synapser strømmer natriumioner gjennom den postsynaptiske membranen inn til cellen, mens kaliumioner strømmer ut av cellen. Innstrømningen og utstrømningen av ioner øker membranens potensial sammenlignet med hvilepotensialet, det vil si, depolariserer membranen. Hvis det frigis så mange eksitatoriske nevrotransmittere at membranens potensial øker opp til terskelen, utløses et aksjonspotensial.

Inhibitoriske nevrotransmittere fører til en innstrømning av kloridioner og en utstrømning av kaliumioner i den postsynaptiske membranen. Innstrømningen og utstrømningen av ioner fører til reduksjon av membranens potensial, de forhindrer altså at membranens potensial når terskelen og hemmer dermed dannelsen av et aksjonspotensial. Dette kalles hyperpolarisering.

I noen tilfeller finnes elektriske synapser mellom nerveceller. I dette tilfellet er den synaptiske spalten bare 2-3 nanometer bred. I elektriske synapser forbindes membranene til de nærliggende nervecellene av connexoner. Disse består av connexinproteiner og fungerer som ionkanaler. Aksjonspotensial kan spre seg via elektriske synapser uten synaptiske forsinkelser.

Relaterte elementer

Nerveceller, nervevev

Nerveceller er spesialiserte på å sende elektriske signaler.

Knerefleks

Knerefleksen er en refleks som utløses når ekstensormuskelen strekkes.

Tilbaketrekningsrefleks ved smerte

Smerterefleksen sørger for at vi automatisk trekker oss tilbake fra smertens kilde.

Deler av menneskehjernen

Hoveddelene av menneskehjernen er hjernestammen, lillehjernen, diencephalon og storehjernen (telencephalon), som er delt inn i hjernelapper.

Fargeblindhet

Manglende evne til å skille visse nyanser av farger kalles fargeblindhet.

Kortikal organisering av tale

For å produsere tale kreves det synkronisert funksjon av flere kortikale sentre.

Menneskehjernen

Hjernens viktigste deler er hjernestammen, lillehjernen, midthjernen og storhjernen.

Nervesystemet

Sentralnervesystemet består av hjernen og ryggmargen, det perifere nervesystemet består av nerver og ganglier.

Ryggmargens anatomi

Ryggmargen er en del av det sentrale nervesystemet som ligger inne i ryggraden som ryggnervene springer ut fra.

Ventrikkelsystem og hovedbasalgangliene

Denne animasjon demonstrerer den interne strukturen i hjernen.

Transportprosesser

Denne animasjonen forklarer de aktive og passive transportprosessene som foregår gjennom cellemembraner.

Hvordan fungerer det? - Datanettverk

Internett lar oss sende data raskt over store avstander.

Added to your cart.