Sinaptogeneze: kā tiek veidoti savienojumi starp neironiem?

Sinaptogenēze ir process, kurā tiek izveidotas sinapses, tas ir, savienojumi starp neironu un citu nervu sistēmas šūnu vai starp diviem neironiem. Kaut arī agrīnā attīstības laikā sinaptogeneze ir īpaši intensīva, vides ietekme ietekmē sinapses konsolidāciju un izzušanu visā dzīvē.

Saprast kā tiek veidoti savienojumi starp neironiem Vispirms ir svarīgi saprast, kādas īpašības nosaka šāda veida šūnas un kas tieši ir sinapses. Vienlīdz svarīgi ir precizēt dažādu ar sinaptogenēzi saistītu jēdzienu nozīmi, piemēram, smadzeņu plastika un neiroģenēze.

• Saistītais raksts: "Neironu veidi: raksturojums un funkcijas"

Neironi un sinapses

Neironi ir nervu sistēmas šūnas specializējies elektroķīmisko impulsu saņemšanā un pārraidē. Šie signāli ļauj veikt ļoti dažādas funkcijas, piemēram, neirotransmiteru sekrēciju un hormoni, muskuļu kontrakcija un izplešanās, uztvere, domāšana vai mācīšanās.

Neironu morfoloģija tos atšķir no cita veida šūnām. Konkrēti tie sastāv no trīs galvenās daļas: soma, dendrīti un aksons.

Soma jeb šūnu ķermenis ir vieta, kur tiek organizēti neirona procesi un funkcijas; dendrīti Tie ir īsi pagarinājumi, kas saņem elektriskos impulsus; un aksons tas ir garāks piedēklis, kas no somas sūta signālus citām šūnām.

Kad neironu impulsi sasniedz aksona galu (termināla poga), neirons izdala neirotransmiterus - ķīmiskos savienojumus, kas veicina vai kavē receptora šūnas darbību. Neironu gadījumā, kā mēs jau teicām, tieši dendrīti uztver šos signālus.

Mēs saucam par "sinapses" savienojumu starp neironu un citu šūnu, it īpaši, ja tas ir arī neirons. Kad divas šūnas sinaptējas, presinaptiskā neirona membrāna atbrīvo neirotransmiteru sinaptiskajā telpā - zonā, kur tā saistās ar receptoru vai postsinaptisko šūnu; tas saņem impulsu, kas regulē tā darbību.

Neironu un citu šūnu daudzu sinapsju radīšana, kas dabiski rodas neirodevelopment laikā, izraisa tīklu vai ķēžu veidošanos neironu ļoti sarežģīts. Šie tīkli ir nepieciešami pareizai nervu sistēmas darbībai un līdz ar to arī no tās atkarīgajiem procesiem.

• Saistītais raksts: "Kas ir sinaptiskā telpa un kā tā darbojas?"

Kā tiek veidotas saiknes starp neironiem?

Aksonu un dendrītu galos (pirms dzimšanas, pēdējā gadījumā) ir pagarinājumi ar konisku formu kas attīstās citas šūnas virzienā un liek neironam augt un tam tuvoties, ļaujot savienoties sinaptisks. Šiem paplašinājumiem piešķirtais nosaukums ir "nervu augšanas konusi".

Izaugsmes konusus vada neirotrofiskie faktori izdalīja mērķa neironi. Šie ķīmiskie savienojumi piesaista vai atgrūž presinaptiskā neirona aksonu; šādā veidā viņi norāda, kur augt. Kad aksons savienojas ar postsinaptisko šūnu, neirotrofiskie faktori to par to signalizē, un tā pārstāj augt.

Šo procesu, kas visā dzīvē notiek dažādās pakāpēs, sauc par sinaptogenēzi un tas ļauj smadzeņu plastika, tas ir, spēja, ar kuru mūsu nervu sistēma aug, mainās un ir pārstrukturēt. Plastiskuma pamatā ir mācīšanās un prakse, kas izraisa neironu savienojumu nostiprināšanos vai vājināšanos.

Dažos dzīves posmos sinaptogenēzes biežums ir lielāks, īpaši agrīnā attīstības laikā. Tomēr, vides stimulēšana veicina sinaptogenēzi jebkurā dzīves posmā.

Sinaptogeneze visā attīstībā

Embrija attīstības sākumā nervu caurules iekšējā zonā ir masīva neiroblastu (neironu prekursoru) izplatīšanās; šis brīdis ir pazīstams kā "neiroģenēze". Pēc tam neiroblasti migrē no nervu caurules caur radiālo gliju, tādējādi izplatoties visā nervu sistēmā.

Šūnu diferenciācijas procesā neiroblasti kļūst par neironiem, kas ir atkarīgi no gēnos esošās informācijas un rodas pēc migrācijas pabeigšanas. Diferencēšana daļēji ir atkarīga arī no indukcijas, tas ir, no reģiona neironu ietekmes uz to sasniedzošo neiroblastu attīstību.

Sinaptogeneze sākas apmēram piektajā mēnesī augļa attīstībai, bet kritiskais periods iestājas pēc piedzimšanas. Šīs pirmās sinaptogenēzes laikā tiek izveidots neironu pārpalikums un savienojumi starp tiem; vēlāk mazāk spēcīgās sinapses izzudīs (apoptoze), un galīgā struktūra norēķināsies ar mācīšanos.

Pusaudža gados sinaptoģenēze un apoptoze atkal pastiprinās, lai gan izmaiņas nav tik nozīmīgas kā tās, kas notiek agrīnā attīstībā. Kļūdas jebkurā no šiem posmiem var labvēlīgi ietekmē neiroloģiskās attīstības traucējumus, kā šizofrēnija.

Lai gan gēni daļēji nosaka sinaptogenēzes īpašības katram indivīdam, dvīņu pētījumi un ar klonētiem dzīvniekiem ir parādījuši, ka sinapses izplatība ir ģenētiski vienāda vai ļoti atšķirīga Līdzīgi. Tas apstiprina mācīšanās un īpašās vides nozīmi sinaptogenezē.