Synaptogenese: Wie entstehen Verbindungen zwischen Neuronen?

Synaptogenese ist der Prozess, durch den Synapsen entstehen, also Verbindungen zwischen einem Neuron und einer anderen Zelle des Nervensystems oder zwischen zwei Neuronen. Obwohl die Synaptogenese während der frühen Entwicklung besonders intensiv ist, beeinflussen Umwelteinflüsse die Konsolidierung und das Verschwinden von Synapsen im Laufe des Lebens.

Verstehen wie die Verbindungen zwischen Neuronen entstehen Es ist wichtig, zuerst zu verstehen, welche Eigenschaften diese Zelltypen definieren und was genau Synapsen sind. Ebenso wichtig ist es, die Bedeutung verschiedener Konzepte im Zusammenhang mit Synaptogenese zu klären, wie z. B. Gehirnplastizität und Neurogenese.

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Neuronen und Synapsen

Neuronen sind Zellen des Nervensystems spezialisiert auf das Empfangen und Senden von elektrochemischen Impulsen. Diese Signale ermöglichen eine Vielzahl von Funktionen, wie die Sekretion von Neurotransmittern und Hormone, Kontraktion und Dehnung von Muskeln, Wahrnehmung, Denken oder Lernen.

Die Morphologie von Neuronen unterscheidet sie von anderen Zelltypen. Konkret bestehen sie aus drei Hauptteile: Soma, Dendriten und Axon.

Das Soma oder der Zellkörper ist der Ort, an dem die Prozesse und Funktionen des Neurons organisiert sind; das Dendriten Sie sind kurze Verlängerungen, die elektrische Impulse empfangen; und der Axon Es ist ein längeres Anhängsel, das Signale vom Soma an andere Zellen sendet.

Wenn neurale Impulse das Ende des Axons (terminaler Knopf) erreichen, sondert das Neuron Neurotransmitter ab, chemische Verbindungen, die die Wirkung der Rezeptorzelle begünstigen oder hemmen. Bei Neuronen sind es, wie gesagt, die Dendriten, die diese Signale einfangen.

Wir nennen "Synapse" die Verbindung zwischen einem Neuron und einer anderen Zelle, besonders wenn dies auch ein Neuron ist. Wenn zwei Zellen synaptieren, setzt die Membran des präsynaptischen Neurons Neurotransmitter in den synaptischen Raum frei, den Bereich, in dem es an den Rezeptor oder die postsynaptische Zelle bindet; es empfängt den Impuls, der seine Aktivität reguliert.

Die Bildung zahlreicher Synapsen zwischen Neuronen und anderen Zellen, die während der Entwicklung des Nervensystems auf natürliche Weise auftritt, bewirkt die Bildung von Netzwerken oder Schaltkreisen neuronal sehr komplex. Diese Netzwerke sind für das reibungslose Funktionieren des Nervensystems und damit der davon abhängigen Prozesse unerlässlich.

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Wie werden Verbindungen zwischen Neuronen hergestellt?

Die Enden der Axone und Dendriten (vor der Geburt, im letzteren Fall) enthalten Fortsätze mit konischer Form die sich in Richtung einer anderen Zelle entwickeln und das Neuron wachsen und sich ihm nähern lassen, wodurch eine Verbindung ermöglicht wird synaptisch. Der Name, der diesen Erweiterungen gegeben wird, ist "neurale Wachstumskegel".

Wachstumskegel werden von neurotrophen Faktoren gesteuert von Zielneuronen sezerniert. Diese chemischen Verbindungen ziehen das Axon des präsynaptischen Neurons an oder stoßen es ab; Auf diese Weise zeigen sie an, wo sie wachsen sollen. Sobald sich das Axon mit der postsynaptischen Zelle verbindet, signalisieren ihm neurotrophe Faktoren und es hört auf zu wachsen.

Dieser Prozess, der im Laufe des Lebens in unterschiedlichem Ausmaß stattfindet, wird Synaptogenese genannt und ermöglicht Gehirnplastizität, d. h. die Fähigkeit, mit der unser Nervensystem wächst, sich verändert und ist umstrukturieren. Plastizität basiert auf Lernen und Handeln, die dazu führen, dass die Verbindungen zwischen Neuronen verstärkt oder geschwächt werden.

Die Häufigkeit der Synaptogenese ist in einigen Lebensphasen, insbesondere in der frühen Entwicklung, höher. Dennoch, das Umweltstimulation begünstigt Synaptogenese in jeder Lebensphase.

Synaptogenese während der gesamten Entwicklung

Zu Beginn der Embryonalentwicklung kommt es im inneren Bereich des Neuralrohrs zu einer massiven Vermehrung von Neuroblasten (Vorstufen von Neuronen); dieser Moment wird als "Neurogenese" bezeichnet. Anschließend wandern die Neuroblasten durch die Radialglia aus dem Neuralrohr und breiten sich so im gesamten Nervensystem aus.

Neuroblasten werden während des Prozesses der Zelldifferenzierung, der von den in den Genen enthaltenen Informationen abhängt und nach Abschluss der Migration stattfindet, zu Neuronen. Die Differenzierung hängt auch teilweise von der Induktion ab, dh vom Einfluss von Neuronen in einer Region auf die Entwicklung der Neuroblasten, die sie erreichen.

Die Synaptogenese beginnt etwa im fünften Monat der fetalen Entwicklung, aber die kritische Phase tritt nach der Geburt ein. Während dieser ersten Synaptogenese entsteht ein Überschuss an Neuronen und Verbindungen zwischen ihnen; später werden die weniger starken Synapsen verschwinden (Apoptose) und die endgültige Struktur wird sich mit dem Lernen einstellen.

Während der Adoleszenz intensivieren sich Synaptogenese und Apoptose wieder, wobei die Veränderungen nicht so signifikant sind wie in der frühen Entwicklung. Fehler in einer dieser Phasen können begünstigen das Auftreten von neurologischen Entwicklungsstörungen, als die Schizophrenie.

Obwohl Gene zum Teil die Charakteristika der Synaptogenese bei jedem Individuum bestimmen, und mit geklonten Tieren haben gezeigt, dass die Verteilung der Synapsen genetisch gleich oder sehr unterschiedlich ist Ähnlich. Dies bestätigt die Bedeutung des Lernens und der spezifischen Umgebung bei der Synaptogenese.