Sinaptogenezė: Kaip kuriami ryšiai tarp neuronų?

Sinaptogenezė yra procesas, kurio metu sukuriamos sinapsės, tai yra ryšiai tarp neurono ir kitos nervų sistemos ląstelės arba tarp dviejų neuronų. Nors ankstyvojo vystymosi metu sinaptogenezė yra ypač intensyvi, aplinkos įtaka daro įtaką sinapsių konsolidacijai ir išnykimui per visą gyvenimą.

Suprasti kaip kuriami ryšiai tarp neuronų Pirmiausia svarbu suprasti, kokios savybės apibrėžia šių tipų ląsteles ir kas tiksliai yra sinapsės. Ne mažiau svarbu išsiaiškinti įvairių su sinaptogeneze susijusių sąvokų, tokių kaip smegenų plastiškumas ir neurogenezė, prasmę.

• Susijęs straipsnis: "Neuronų tipai: charakteristikos ir funkcijos"

Neuronai ir sinapsės

Neuronai yra nervų sistemos ląstelės specializuojasi priimant ir perduodant elektrocheminius impulsus. Šie signalai leidžia atlikti įvairiausias funkcijas, tokias kaip neurotransmiterių sekrecija ir hormonai, raumenų susitraukimas ir išsiplėtimas, suvokimas, mąstymas ar mokymasis.

Neuronų morfologija juos išskiria iš kitų tipų ląstelių. Tiksliau, jie susideda iš trys pagrindinės dalys: soma, dendritai ir aksonas.

Soma arba ląstelės kūnas yra tai, kur organizuojami neurono procesai ir funkcijos; dendritai Tai yra trumpi pratęsimai, gaunantys elektrinius impulsus; ir aksonas tai ilgesnis priedas, siunčiantis signalus iš somos į kitas ląsteles.

Kai nerviniai impulsai pasiekia aksono galą (galinis mygtukas), neuronas išskiria neuromediatorius - cheminius junginius, kurie palaiko arba slopina receptoriaus ląstelės veikimą. Neuronų atveju, kaip jau minėjome, būtent dendritai užfiksuoja šiuos signalus.

Mes vadiname „sinapsą“ ryšį tarp neurono ir kitos ląstelės, ypač jei tai taip pat yra neuronas. Kai sinapsės dvi ląstelės, presinapsinio neurono membrana išlaisvina neuromediatorių į sinapsinę erdvę - sritį, kurioje jis jungiasi su receptoriumi arba postsinapsine ląstele; jis gauna impulsą, kuris reguliuoja jo veiklą.

Sukūrus daugybę neuronų ir kitų ląstelių sinapsių, kurios natūraliai atsiranda vystantis neurodinamikai, sukelia tinklų ar grandinių susidarymą neuronų labai sudėtinga. Šie tinklai yra būtini norint tinkamai funkcionuoti nervų sistemai, taigi ir nuo jos priklausantiems procesams.

• Susijęs straipsnis: "Kas yra sinapsinė erdvė ir kaip ji veikia?"

Kaip kuriami ryšiai tarp neuronų?

Aksonų ir dendritų galuose (pastaruoju atveju iki gimimo) yra kūginės formos pratęsimai kurie vystosi kitos ląstelės kryptimi ir priverčia neuroną augti ir artėti prie jo, leidžiant prisijungti sinapsinis. Šiems plėtiniams suteiktas pavadinimas yra „nerviniai augimo kūgiai“.

Augimo kūgius lemia neurotrofiniai veiksniai išskiria tiksliniai neuronai. Šie cheminiai junginiai pritraukia arba atbaido presinapsinio neurono aksoną; tokiu būdu jie nurodo, kur augti. Aksonui prisijungus prie postsinaptinės ląstelės, neurotrofiniai veiksniai jai signalizuoja ir jis nebeauga.

Šis procesas, vykstantis skirtingu laipsniu per visą gyvenimą, vadinamas sinaptogeneze ir leidžia smegenų plastiškumas, tai yra sugebėjimas, kuriuo auga ir keičiasi mūsų nervų sistema pertvarkyti. Plastiškumas pagrįstas mokymusi ir praktika, dėl kurių stiprėja arba silpnėja ryšiai tarp neuronų.

Sinaptogenezės dažnis yra didesnis kai kuriais gyvenimo etapais, ypač ankstyvojo vystymosi metu. Nepaisant to, aplinkos stimuliavimas palaiko sinaptogenezę bet kuriame gyvenimo etape.

Sinaptogenezė viso vystymosi metu

Embriono vystymosi pradžioje nervinio vamzdelio vidinėje zonoje yra masinis neuroblastų (neuronų pirmtakų) dauginimasis; ši akimirka yra žinoma kaip „neurogenezė“. Vėliau neuroblastai migruoja iš nervinio vamzdelio per radialinę gliją ir taip išplinta visoje nervų sistemoje.

Neuroblastai tampa neuronais ląstelių diferenciacijos proceso metu, kuris priklauso nuo genuose esančios informacijos ir atsiranda pasibaigus migracijai. Diferenciacija iš dalies priklauso ir nuo indukcijos, tai yra nuo regiono neuronų įtakos jį pasiekiančių neuroblastų vystymuisi.

Sinaptogenezė prasideda maždaug penktą mėnesį vaisiaus vystymosi, tačiau kritinis laikotarpis įvyksta po gimimo. Šios pirmosios sinaptogenezės metu susidaro neuronų perteklius ir jungtys tarp jų; vėliau ne tokios galingos sinapsės išnyks (apoptozė), o galutinė struktūra atsistos mokantis.

Paauglystėje sinaptogenezė ir apoptozė vėl sustiprėja, nors pokyčiai nėra tokie reikšmingi, kaip ir ankstyvoje raidoje. Bet kurio iš šių etapų klaidos gali palankiai vertinti neurologinio vystymosi sutrikimų atsiradimą, kaip šizofrenija.

Nors genai iš dalies lemia kiekvieno asmens sinaptogenezės ypatybes, dvynių tyrimai ir su klonuotais gyvūnais parodė, kad sinapsių pasiskirstymas skiriasi genetiškai arba yra labai skirtingas Panašus. Tai patvirtina mokymosi ir specifinės aplinkos svarbą sinaptogenezėje.