Sinaptogeneza: Kako se stvaraju veze između neurona?

Sinaptogeneza je proces stvaranja sinapsi, odnosno veze između neurona i druge stanice živčanog sustava ili između dva neurona. Iako je sinaptogeneza posebno intenzivna tijekom ranog razvoja, utjecaji okoline utječu na konsolidaciju i nestajanje sinapsi tijekom života.

Razumjeti kako se stvaraju veze između neurona Važno je prvo razumjeti koje karakteristike definiraju ove vrste stanica i koje su točno sinapse. Jednako je važno razjasniti značenje različitih pojmova povezanih sa sinaptogenezom, poput plastičnosti mozga i neurogeneze.

• Povezani članak: "Vrste neurona: karakteristike i funkcije"

Neuroni i sinapse

Neuroni su stanice živčanog sustava specijalizirana za primanje i odašiljanje elektrokemijskih impulsa. Ti signali omogućuju širok spektar funkcija, kao što su lučenje neurotransmitera i hormoni, kontrakcija i rastezanje mišića, percepcija, razmišljanje ili učenje.

Morfologija neurona razlikuje ih od ostalih vrsta stanica. Konkretno, sastoje se od tri glavna dijela: soma, dendriti i akson.

Soma ili stanično tijelo su mjesto gdje su organizirani procesi i funkcije neurona; dendriti Oni su kratki nastavci koji primaju električne impulse; i akson to je duži dodatak koji šalje signale od soma drugim stanicama.

Kad neuronski impulsi dođu do kraja aksona (terminalni gumb), neuron izlučuje neurotransmitere, kemijske spojeve koji favoriziraju ili inhibiraju djelovanje receptorske stanice. U slučaju neurona, kao što smo rekli, dendriti su ti koji hvataju ove signale.

"Sinapsom" nazivamo vezu između neurona i druge stanice, pogotovo ako je ovo također neuron. Kad se dvije stanice sinaptiraju, membrana presinaptičkog neurona oslobađa neurotransmiter u sinaptički prostor, područje u kojem se veže s receptorskom ili postsinaptičkom stanicom; prima impuls koji regulira njegovu aktivnost.

Stvaranje brojnih sinapsi između neurona i drugih stanica, što se prirodno događa tijekom neurorazvoja, uzrokuje stvaranje mreža ili sklopova neuronske vrlo složeno. Te su mreže ključne za pravilno funkcioniranje živčanog sustava, a time i za procese koji o njemu ovise.

• Povezani članak: "Što je sinaptički prostor i kako djeluje?"

Kako se stvaraju veze između neurona?

Krajevi aksona i dendrita (u potonjem slučaju prije rođenja) sadrže nastavke konusnog oblika koji se razvijaju u smjeru druge stanice i čine da neuron raste i približava mu se, omogućujući vezu sinaptički. Naziv koji je dobio ova proširenja je "čunjevi neuralnog rasta".

Konusi rasta vode se neurotrofnim čimbenicima luče ciljni neuroni. Ti kemijski spojevi privlače ili odbijaju akson presinaptičkog neurona; na taj način ukazuju gdje treba rasti. Jednom kada se akson poveže s postsinaptičkom stanicom, neurotrofični mu čimbenici signaliziraju i on prestaje rasti.

Taj se proces, koji se odvija u različitom stupnju tijekom života, naziva sinaptogenezom i omogućuje plastičnost mozga, odnosno sposobnost kojom naš živčani sustav raste, mijenja se i jest restrukturirati. Plastičnost se temelji na učenju i praksi, koji uzrokuju jačanje ili slabljenje veza između neurona.

Učestalost sinaptogeneze je veća u nekim fazama života, posebno tijekom ranog razvoja. Štoviše, stimulacija okoliša pogoduje sinaptogenezi u bilo kojoj fazi života.

Sinaptogeneza tijekom razvoja

Na početku embrionalnog razvoja dolazi do masovne proliferacije neuroblasta (preteča neurona) u unutarnjoj zoni živčane cijevi; ovaj trenutak poznat je kao "neurogeneza". Nakon toga, neuroblasti migriraju iz živčane cijevi kroz radijalnu gliju, šireći se tako čitavim živčanim sustavom.

Neuroblasti postaju neuroni tijekom procesa stanične diferencijacije, koja ovisi o informacijama sadržanim u genima i javlja se nakon završetka migracije. Diferencijacija dijelom ovisi i o indukciji, odnosno o utjecaju neurona u regiji na razvoj neuroblasta koji do nje dolaze.

Sinaptogeneza započinje oko petog mjeseca fetalnog razvoja, ali kritično razdoblje nastupa nakon rođenja. Tijekom ove prve sinaptogeneze stvara se višak neurona i veza između njih; kasnije će nestati manje snažne sinapse (apoptoza) i konačna će se struktura riješiti s učenjem.

Tijekom adolescencije sinaptogeneza i apoptoza ponovno se intenziviraju, iako promjene nisu toliko značajne kao one koje se javljaju u ranom razvoju. Pogreške u bilo kojoj od ovih faza mogu pogoduju pojavi neurorazvojnih poremećaja, kao shizofrenija.

Iako geni dijelom određuju karakteristike sinaptogeneze kod svakog pojedinca, blizanska istraživanja i s kloniranim životinjama pokazali su da raspodjela sinapsi varira u genetski jednakom ili vrlo velikom iznosu Sličan. To potvrđuje važnost učenja i specifičnog okruženja u sinaptogenezi.