Synapses

Synapses sont les points de connexion entre les cellules nerveuses et les cellules sensorielles, musculaires ou glandulaires ou entre deux ou plusieurs cellules nerveuses. Ils sont utilisés pour transmettre des signaux et des stimuli. Le stimulus est généralement transmis chimiquement au moyen de neurotransmetteurs.

Il existe également des synapses qui transmettent leur potentiel d'action directement par des moyens électriques, ce qui accélère la transmission des stimuli et constitue donc un avantage pour les réflexes musculaires par exemple. Contrairement aux synapses chimiques, les synapses électriques peuvent transmettre des stimuli dans les deux sens.

Que sont les synapses?

Synapses permettent la transmission de stimulus et de signaux entre les cellules nerveuses (neurones) et entre les cellules nerveuses et les cellules sensorielles, musculaires et glandulaires. Le nom remonte au physiologiste britannique Sir Charles Sherrrington et est dérivé du grec ancien «syn» pour ensemble et «haptein» pour adhérence ou prise.

Selon le type de transmission de stimulus de la cellule émettrice à la cellule réceptrice, une distinction est faite entre les synapses chimiques et électriques. Dans les synapses chimiques, le potentiel électrique que la cellule émettrice est censée transmettre est converti en une substance messagère chimique (neurotransmetteur) au niveau de la membrane de la synapse.

L'écart étroit entre les synapses de la cellule émettrice et de la cellule réceptrice est surmonté par le neurotransmetteur et l'ancien potentiel d'action électrique est retransformé en un seul.

Si la cellule receveuse est des cellules musculaires ou glandulaires, mises en œuvre en actions ou, dans le cas d'un autre neurone, transmises comme potentiel d'action électrique. Ce type de transmission de signal présente l'avantage qu'il s'agit d'une transmission d'information directionnelle et unidirectionnelle. En revanche, les synapses électriques peuvent transmettre des stimuli dans les deux sens, c'est-à-dire bidirectionnellement.

Anatomie et structure

Une synapse se compose toujours d'une partie émettrice ou d'un émetteur, le bouton d'extrémité d'un axone, qui est scellé avec la membrane dite présynaptique. La partie réceptrice opposée de la synapse, le bouton terminal d'une dendrite, se ferme avec la membrane postsynaptique.

L'espace synaptique est situé entre la membrane présynaptique et postsynaptique. Il est très étroit et est de 10 à 20 nm dans les synapses chimiques. Dans les synapses électriques, l'écart n'atteint que des valeurs autour de 3,5 nm.

Chez l'homme, le nombre de synapses est estimé à la valeur inimaginable d'environ 100 trillions, correspondant à un 1 avec 14 zéros. Les boutons terminaux présynaptiques des axones détiennent des neurotransmetteurs spécifiques prêts dans les soi-disant vésicules.

Pour assurer l'énergie, les boutons terminaux contiennent de nombreuses mitochondries et autres organites. Lorsqu'un potentiel d'action arrive, les vésicules vident les neurotransmetteurs dans l'espace synaptique au cours de l'exocytose.

La partie réceptrice de la synapse, le bouton d'extrémité d'une dendrite ou d'une cellule d'action (cellule musculaire ou glandulaire), contient des récepteurs spéciaux dans sa membrane, auxquels la substance messagère libérée peut s'ancrer, ce qui conduit à une traduction inverse en un potentiel d'action électrique ou à une contraction musculaire ou une sécrétion de buse.

Fonction et tâches

En fonction de leur fonction, les synapses peuvent être divisées en synapses effectrices et capteurs ainsi qu'en synapses interneuronales.

• Synapses effectrices établir la connexion entre les neurones et les cellules musculaires ou les neurones et les cellules glandulaires.

• Synapses effectrices excitatrices servent à donner aux cellules musculaires l'ordre de se contracter ou aux cellules glandulaires de sécréter.

• Synapses effectrices inhibitrices à leur tour transmettre l'information inverse, à savoir pour la relaxation musculaire et pour l'arrêt de la sécrétion glandulaire.

• Synapses du capteur ont la tâche de recevoir les signaux sensoriels des cellules sensorielles et des récepteurs tels que les photorécepteurs dans la rétine, les récepteurs de la douleur (nocicepteurs), les thermocapteurs, les capteurs de pression et de tension et bien d'autres, et de les transmettre aux centres de commutation correspondants dans le cerveau.

• Synapses interneuronalesqui forment une connexion croisée entre deux neurones ou plus se trouvent en grand nombre dans le cerveau. Il existe un certain nombre d'options d'interconnexion imaginables, qui se produisent pratiquement toutes, chacune avec des tâches différentes.

Par exemple, il existe des liens entre les axones et les dendrites, Axones et corps cellulaires (soma), entre les plexus dendritiques de deux neurones et connexions directes entre les corps cellulaires de deux neurones.

Les synapses interneuronales sont utilisées pour le traitement d'informations complexes, par ex. B. dans le système nerveux autonome, mais aussi le traitement d'informations complexes en une image globale du système nerveux central.

• Synapses chimiques sont chacun spécialisés dans un neurotransmetteur particulier ou détiennent ce neurotransmetteur particulier dans leurs vésicules. Ainsi, les synapses chimiques peuvent également être différenciées en fonction de "leurs" neurotransmetteurs, tels que les synapses adrénergiques, cholinergiques et dopaminergiques, correspondant aux neurotransmetteurs adrénaline, acétylcholine ou dopamine.

• Synapses électriquessont utilisés là où la vitesse extrême de transmission du stimulus est importante, par exemple lors du déclenchement des réflexes musculaires.

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Maladies et maladies

En 2014, des chercheurs de Baltimore ont démontré que certaines mutations génétiques entraînent une altération de la formation de synapse, ce qui peut provoquer des maladies mentales telles que la schizophrénie et une dépression sévère.

Il est bien plus connu que les poisons conduisent à des troubles des fonctions synaptiques avec des effets parfois graves. Les substances bloquent la libération des neurotransmetteurs dans l'espace synaptique ou elles sont si similaires aux neurotransmetteurs qu'elles se fixent sur les récepteurs de la membrane postsynaptique à leur place.

Dans les deux cas, la fonction des synapses est significativement ou complètement perturbée et bloquée. Un exemple du blocage de l'exocytose sur la membrane présynaptique est la toxine botulique synthétisée par les bactéries clostridiales.

La neurotoxine, également connue sous le nom de botox, a un effet paralysant sur les muscles - similaire à la toxine tétanique - car les synapses effectrices ne peuvent plus transmettre un stimulus de contraction aux fibres musculaires. Dans les cas graves, cela peut entraîner une paralysie respiratoire et la mort.

De nombreux poisons d'araignées, d'insectes et de méduses ainsi que des poisons de divers champignons sont des poisons de synapse. Les drogues comme l'alcool, la nicotine, les hallucinogènes comme le LSD et les psychotropes sont des poisons synapse avec des effets différents.