סינפטוגנזה: כיצד נוצרים קשרים בין נוירונים?
סינפטוגנזה היא התהליך שבו נוצרות סינפסותכלומר קשרים בין נוירון לתא אחר של מערכת העצבים, או בין שני נוירונים. למרות שהסינפטוגנזה אינטנסיבית במיוחד במהלך ההתפתחות המוקדמת, השפעות סביבתיות משפיעות על התמזגות והיעלמות של סינפסות לאורך החיים.
להבין כיצד נוצרים הקשרים בין נוירונים חשוב להבין תחילה אילו מאפיינים מגדירים סוגים אלה של תאים ומה הם בדיוק סינפסות. חשוב באותה מידה להבהיר את המשמעות של מושגים שונים הקשורים לסינפטוגנזה, כגון פלסטיות מוחית ונוירוגנזה.
- מאמר קשור: "סוגי נוירונים: מאפיינים ותפקודים"
נוירונים וסינפסות
נוירונים הם תאים של מערכת העצבים התמחה בקליטה והעברת דחפים אלקטרוכימיים. אותות אלה מאפשרים למגוון רחב של פונקציות להתקיים, כגון הפרשת נוירוטרנסמיטרים ו הורמונים, כיווץ והתפשטות השרירים, תפיסה, חשיבה או למידה.
המורפולוגיה של נוירונים מבדילה אותם מסוגים אחרים של תאים. באופן ספציפי, הם מורכבים מ שלושה חלקים עיקריים: סומה, דנדריטים ואקסון.
הסומה, או גוף התא, היא המקום בו מאורגנים התהליכים והתפקודים של הנוירון; ה דנדריטים הם תוספים קצרים המקבלים דחפים חשמליים; וה אקסון זה נספח ארוך יותר ששולח אותות מהסומה לתאים אחרים.
כאשר דחפים עצביים מגיעים לקצה האקסון (כפתור מסוף), הנוירון מפריש נוירוטרנסמיטרים, תרכובות כימיות המעדיפות או מעכבות את פעולת תא הקולטן. במקרה של נוירונים, כפי שאמרנו, הדנדריטים הם אלה שתופסים את האותות הללו.
אנו מכנים "סינפסה" הקשר בין נוירון לתא אחר, במיוחד אם זהו גם נוירון. כאשר שני תאים מסתננים, הממברנה של הנוירון הקדם סינפטי משחררת נוירוטרנסמיטר לחלל הסינפטי, האזור בו הוא נקשר לקולטן או לתא הפוסט סינפטי; הוא מקבל את הדחף המווסת את פעילותו.
יצירת סינפסות רבות בין נוירונים לתאים אחרים, המתרחשת באופן טבעי במהלך התפתחות עצבית, גורם להיווצרות רשתות או מעגלים עצבי מאוד מסובך. רשתות אלו חיוניות לתפקודה התקין של מערכת העצבים ולכן לתהליכים התלויים בה.
- מאמר קשור: "מהו מרחב סינפטי ואיך זה עובד?"
כיצד נוצרים קשרים בין נוירונים?
קצות האקסונים והדנדריטים (לפני הלידה, במקרה האחרון) מכילים הרחבות בעלות צורה חרוטית המתפתחים לכיוון של תא אחר וגורמים לנוירון לצמוח ולהתקרב אליו, ומאפשרים חיבור סינפטי. השם שניתן לתוספות אלה הוא "קונוסי גדילה עצביים".
קונוסי גדילה מונחים על ידי גורמים נוירוטרופיים מופרש על ידי נוירוני מטרה. תרכובות כימיות אלה מושכות או דוחות את האקסון של הנוירון הקדם סינפטי; בדרך זו הם מציינים היכן לגדול. ברגע שהאקסון מתחבר לתא הפוסט-סינפטי, גורמים נוירוטרופיים מאותתים לו והוא מפסיק לצמוח.
תהליך זה, המתרחש בדרגות שונות לאורך החיים, נקרא סינפטוגנזה ומאפשר פלסטיות מוחית, כלומר הסגל שבאמצעותו מערכת העצבים שלנו צומחת, משתנה והיא ארגון מחדש. הפלסטיות מבוססת על למידה ותרגול, שגורמים לקשרים בין נוירונים להתחזק או להיחלש.
תדירות הסינפטוגנזה גבוהה יותר בחלק משלבי החיים, במיוחד במהלך ההתפתחות המוקדמת. על כל פנים, ה גירוי סביבתי מעדיף סינפטוגנזה בכל שלב בחיים.
סינפטוגנזה לאורך ההתפתחות
בתחילת ההתפתחות העוברית, יש ריבוי אדיר של נוירובלסטים (מבשרי נוירונים) באזור הפנימי של הצינור העצבי; הרגע הזה מכונה "נוירוגנזה". לאחר מכן, הנוירובלסטים נודדים החוצה מהצינור העצבי דרך הגליה הרדיאלית, וכך מתפשטים בכל מערכת העצבים.
נוירובלסטים הופכים לנוירונים במהלך תהליך ההבחנה בין התאים, אשר תלוי במידע הכלול בגנים ומתרחש לאחר השלמת ההגירה. בידול תלוי בחלקו גם באינדוקציה, כלומר בהשפעתם של נוירונים באזור על התפתחות הנוירובלסטים המגיעים אליו.
סינפטוגנזה מתחילה בסביבות החודש החמישי של התפתחות העובר, אך התקופה הקריטית מתרחשת לאחר הלידה. במהלך הסינפטוגנזה הראשונה הזו נוצר עודף של נוירונים וקשרים ביניהם; בהמשך הסינפסות הפחות חזקות ייעלמו (אפופטוזיס) והמבנה הסופי יתיישב עם הלמידה.
בגיל ההתבגרות הסינפטוגנזה ואפופטוזיס מתעצמות שוב, אם כי השינויים אינם משמעותיים כמו אלה המתרחשים בהתפתחות המוקדמת. שגיאות בכל אחד מהשלבים הללו יכולות לטובת הופעה של הפרעות נוירו-התפתחותיות, כמו סכִיזוֹפרֶנִיָה.
אף על פי שגנים קובעים בחלקם את מאפייני הסינפטוגנזה בכל פרט, מחקרים תאומים ועם בעלי חיים משובטים הראו כי התפלגות הסינפסות משתנה זהה מבחינה גנטית או מאוד דוֹמֶה. זה מאשר את חשיבות הלמידה ואת הסביבה הספציפית בסינפטוגנזה.