Cervello: lavoro di sinapsi

Il fisiologo dice sul lavoro di neurotransmitters, l'attività cerebrale e i principi chimici di operazione di sinapsi.

Il cervello - questo è una macchina molto complessa, che è situata nel nostro cranio. All'interno del cervello può distinguere molti reparti: il talamo, hypothalamus, il cervelletto, la corteccia cerebrale. Ma se scaviamo più profondamente, vediamo che là, dentro, ci sono cellule nervose che completano la rete. Per cellule nervose (o i neuroni) sono molto caratteristici della presenza di processi, sono chiamati axons e dendriti. Le dendriti - questi sono processi che assorbiscono informazioni. Tendono a essere molto, e formano qualcosa come una piccola antenna di piatti. Quanto più di questi processi, tanto più grande il flusso di informazioni prende e tratta il prossimo neurone. Un axon - è il processo di trasmettere il segnale dalla cellula nervosa le celle seguenti: neuroni e celle muscolari o celle di organi interni. Questo è la parte della cellula nervosa, che è situata all'uscita.

Di conseguenza, i neuroni non funzionano soli. Lavorano, riunendosi in catene e reti. Poiché una tale rete è stata formata, è necessario che l'axon di acquisizione alla prossima cella e il contatto preso. Questi contatti sono chiamati sinapsi, che nel greco vuole dire 'la connessione'. E sinapsi - un'unità funzionale e strutturale del sistema nervoso. È, in effetti, l'unità fondamentale del cervello non è un neurone e una sinapsi. Succede alla sinapsi i processi di informazioni fondamentali e i segnali sono trasmessi. Di conseguenza, mentre le informazioni fanno circolare la cellula nervosa, quando si sposta in polsi elettrici. Questi impulsi hanno chiamato potenziali di azione e il potenziale di azione - un'esplosione corta di corrente elettrica, guardando su, allora, quello che è chiamato positivo. E il potenziale di azione dura da qualche parte mille di un secondo. E questo potenziale di azione attraversa la membrana della cellula nervosa, attraverso la membrana dell'axon, arriva alla sinapsi, e più principio di trasmissione elettrico è sostituito da un principio chimico. È, invece di polso saltato direttamente alla prossima cellula nervosa, l'agente chimico è rilasciato dalle fini axon, e la sostanza ha l'effetto seguente sulla cella.

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Così, le informazioni sono trasmesse dentro neuroni in forma elettrica, e tra neuroni - il prodotto chimico. Questa sostanza, che trasmette il segnale dalla cella alla prossima cella, gioca un gran ruolo nel cervello nel nostro corpo. Le sostanze in questa categoria sono chiamate neurotransmitters. La parola «il mediatore» significa 'il mediatore'. Questo è la sostanza - il mediatore tra il neurone e alcuna prossima cella. Di conseguenza, l'idea che ci sono sinapsi, contatti tra neuroni e celle in seguito ad apparito nel tardo XIX secolo e presto XX secolo è molto attivamente discussa. Ci sono stati due dei più grandi histologist - Santiago Ramón y Cajal, spagnoli, e Camillo Golgi, un italiano. Hanno organizzato una discussione molto riscaldata. Golgi ha creduto che i neuroni direttamente si sono connessi al neurone, accende il sistema come se abbia una spina, lo inserisce nella fessura, il segnale è ininterrottamente trasmesso. Cajal y credè che c'è ancora uno spazio vuoto tra cellule nervose, e alla fine ebbe raggione. Sebbene le sinapsi siano viste solo nel mezzo dello XX secolo, quando inventato il microscopio di elettroni.

Nello stesso momento c'è stata un'idea che i segnali alle sinapsi trasmesse alla forma chimica - nella forma di un mediatore, e, di nuovo, ci sono due grandi scienziati di fisiologo, due grandi nomi - è Otto Loewi e Henry Dale, che ha ricevuto il Premio Nobel per i suoi studi su lavoro di sinapsi di principi chimico. Adesso presentiamo il funzionamento della sinapsi è sufficiente dettaglio, e veramente comincia con il fatto che l'impulso elettrico «il resort» alla fine dell'axon. Questa fine è chiamata i terminali presynaptic. Questo è già la fine del pronto è un neurotransmitter che è impacchettato in vescicole speciali di membrana. Queste bolle hanno chiamato vescicole. A è arrivato là, certamente, ha bisogno di prima sintetizzare. Perciò, il primo passo in quello che è chiamato il ciclo di vita di un mediatore, è la sintesi. È, faccia ha bisogno di un mediatore. Tipicamente, il mediatore succede sintetizzato direttamente in terminali presynaptic, questi terminali axon e a esso si sono alzati, è necessario, in primo luogo, un precursore di sostanza e, in secondo luogo, un enzima certo, che è una sostanza per trasformare un mediatore di molecola.

C'è stato un mediatore, poi come nelle vescicole di bolla che non può ottenere là, perché la membrana che circonda la vescicola, sebbene sottile (ci siano due strati di lipid), ma piuttosto denso. E a sostanza entra le vescicole hanno bisogno di una proteina speciale di trasporto. Le proteine tali gruppi sono chiamate pompe di proteine. E la pompa di proteina prende dal citoplasma del terminale presynaptic e il mediatore porta all'interno delle vescicole. Le vescicole possono essere rispetto a di un imballaggio per immagazzinamento e rilascio successivo di mediatori. Per di più, questo pacco ha dimensioni in modo imparziale standard, cioè le vescicole presynaptic a ogni fine, generalmente hanno fissato più o meno il diametro, e ciascuno è una media di 7.8, forse le migliaia di mediatore di molecole 10. Accumuliamo queste vescicole, e sono nel terminale presynaptic al pronto, per trasmettere un segnale, se viene il potenziale di azione. Viene il potenziale di azione e la necessità di continuare il fenomeno elettrico, il movimento del polso elettrico per convertirsi in un movimento del mediatore.

Il mediatore in questo processo è ioni di calcio. Quando si tratta di azione i canali di calcio potenziali, speciali si aprono nella membrana del terminale presynaptic. Questo è altra categoria di proteina - i mangimi di proteina. I canali sembrano che tali molecole di proteina cilindriche passino dentro. E questo passaggio, questa porta si apre nel terminale presynaptic al momento dell'arrivo di un potenziale di azione. C'è una valvola speciale, è aperta e una quantità di ioni di calcio è inclusa nel terminale presynaptic, collegato alle proteine specifiche per il motore che provvedono il movimento delle vescicole. Le vescicole si trasferiscono alla fine dell'axon e scoppiano, e il mediatore è in uno spazio intercellulare molto stretto tra l'axon e la prossima cella. Questo spazio stretto ha chiamato la fenditura di synaptic.

È molto piccolo, perché il mediatore è al più rapidamente possibile per arrivare alla prossima cella per trasmettere informazioni il più rapidamente possibile. Perché qualsiasi pensiero insignificante che si alza nel nostro cervello - è una successione di operazione di decine di sinapsi. E immagini se ogni sinapsi ha lavorato a lungo, molto tempo per trasmettere un segnale. Allora avremmo pensato ancora più lentamente che pensiamo subito, quindi la velocità in tutti questi processi è molto importante. E calcio importante. A proposito, uno dei modi di attivare il cervello - aggiunge il calcio nell'ambiente extracellular. Perciò, probabilmente, molte persone sanno che un po' più calcio nella dieta - è utile per molti sistemi diversi del corpo: per immunità, e per il cuore, e il sistema nervoso e la funzione cerebrale. Qui, per esempio, il magnesio, il calcio nel sistema tocca, quindi i sali di magnesio, per esempio il magnesio, viceversa, inibisce il cervello e il funzionamento di sinapsi hanno un effetto inibitorio chiaro.

Così, il mediatore stette fuori dalla fine dell'axon del terminale presynaptic, allora allunga la prossima membrana di cella in seguito a cella. Questa membrana è chiamata la membrana postsynaptic. Questo è la seconda parte della sinapsi. L'axon, synaptic fenditura, postsynaptic membrana. Alla membrana postsynaptic del protagonista - recettori di proteina. Le proteine sensibili di questa offerta speciale, che sono accordate alla molecola di mediatore. Questo è già altra categoria di proteine. In generale, le proteine sono essenziali per il cervello per lavorare la sinapsi. Ho già menzionato pompe di proteine, i mangimi di proteina, ma perfino le proteine di recettore. Di conseguenza, il recettore di proteina - è una bobina molecolare, che in struttura in 3 D ha una fossetta. Questo buco è chiamato il sito attivo, e il mediatore è incluso nel sito attivo, come una chiave in una serratura. È chiamato - «la chiave - la serratura - l'interazione».

Di conseguenza, quando il mediatore è incluso nel centro attivo del recettore, include un recettore e un recettore su trasduzione di segnale già provvede la prossima cella. Di regola, questo è alla sintesi di molecole supplementari. Questo è chiamato la seconda molecola di messaggero, altro giocatore nel sistema. Perché è il secondario? Perché il mediatore primario è un mediatore. Un secondo messaggero - una molecola che succede nella cella postsynaptic dal citoplasma. E è dentro il citoplasma della trasmissione di segnali di cella postsynaptic continua. Sono secondi messaggeri importanti: possono trasmettere un segnale su enzimi, perfino nel DNA. Ma in termini di esecuzione della sinapsi è importante che trasmettano i canali di segnale a proteine e ai canali non già per calcio e, per esempio, il sodio. Là l'axon, tocca alla prossima cella, trasmette un segnale ha provocato recettori e si è aperto intorno ai canali di sinapsi per sodio.

Attraverso questi canali includono il sodio, il sodio postsynaptic l'entrata attraverso la cella è eccitato e ha con ciò un polso elettrico e un segnale può esser trasmesso più lontano. È il risultato più favorevole. Se qualche pezzettino delle informazioni con successo ha passato la sinapsi e è passato, di regola, il suo evento è associato soltanto con l'entrata di sodio. Allora diciamo che la prossima cella è eccitata, chiamiamo questa sinapsi emozionante e un neurotransmitter che causa l'apertura di canali di sodio, anche chiamiamo excitatory neurotransmitter. Ma questo è solo uno di due risultati possibili. Il fatto che il sistema nervoso è importante per le informazioni, ma è ugualmente importante non effettuare informazioni superflue. Perciò, approssimativamente la metà dei neuroni e le sinapsi non usa la metà di excitatory neurotransmitters e il freno.

Questo i mediatori che, anzi, fanno la cella perdere l'accusa e ridurre la probabilità di generare il potenziale di azione, generando un impulso elettrico. Per fare questo, un recettore, che ha funzionato il mediatore si apre nel suo quartiere, o per canali di potassio o canali per cloro. Attraverso potassio il potassio di canali esce dal citoplasma, la cella perde la sua accusa positiva, avere come conseguenza l'accusa generale in esso è più piccolo, la probabilità di generazione di cadute di polsi, che è segnali superflui non è condotta. Attraverso canali per cloro include ioni di cloro sono negativamente caricati, di nuovo, la cella perde la sua accusa, e la probabilità di evento del polso cala anche. Di regola, ogni cellula nervosa axon è adatta non uno, ma le centinaia e perfino le migliaia di, e axons adiacente può lavorare con excitatory e neurotransmitters inibitorio. Di regola, ogni axon individuale, ogni sinapsi individuale eccitazione o frenatura. E di conseguenza, il trasferimento delle informazioni è alla competizione costante di excitatory e impieghi inibitori. Si scopre che il neurone - questo è un computer complesso, che confronta i segnali su centinaia e migliaia di canali.

E finalmente, l'ultimo stadio del lavoro di un mediatore. Dopo agito neurotransmitter la proteina di recettore, deve esser tolto da quel luogo. Altrimenti, il segnale sarà trasmesso troppo a lungo e forte. Per questo per avvenire, c'è un sistema speciale, sono chiamati il mediatore di inactivation del sistema, ed eliminano il mediatore dal recettore. Le due opzioni principali: fa un enzima di proteina speciale che letteralmente «prende un morso» il mediatore con le proteine di recettore o abbia pompe che restituiscono un neurotransmitter nel terminale presynaptic, allora un mediatore può esser ricaricato in vescicole e riutilizzato. E si scopre che l'inactivation del sistema - un sistema che spegne la trasmissione di segnale nella sinapsi, e se lo facciamo con, per esempio, alcuni farmaci è rotto, allora lavoreremo la sinapsi più difficile, e è anche uno degli approcci farmacologici più importanti. In generale, lo studio su sinapsi permette di scegliere farmaci che fanno parti specifiche del cervello per trasmettere informazioni più difficile per trasmettere informazioni più deboli, perché lo studio le sinapsi - la fondazione di psychopharmacology moderno.