Synaptogeneza: jak powstają połączenia między neuronami?

Synaptogeneza to proces, w którym powstają synapsy, czyli połączenia między neuronem a inną komórką układu nerwowego lub między dwoma neuronami. Chociaż synaptogeneza jest szczególnie intensywna we wczesnym okresie rozwoju, wpływy środowiskowe wpływają na konsolidację i zanikanie synaps przez całe życie.

Rozumieć jak powstają połączenia między neuronami Ważne jest, aby najpierw zrozumieć, jakie cechy definiują te typy komórek i czym dokładnie są synapsy. Równie ważne jest wyjaśnienie znaczenia różnych pojęć związanych z synaptogenezą, takich jak plastyczność mózgu i neurogeneza.

• Powiązany artykuł: „Rodzaje neuronów: charakterystyka i funkcje"

Neurony i synapsy

Neurony to komórki układu nerwowego specjalizuje się w odbieraniu i przesyłaniu impulsów elektrochemicznych. Sygnały te umożliwiają realizację wielu różnych funkcji, takich jak wydzielanie neuroprzekaźników i hormony, skurcz i napięcie mięśni, percepcja, myślenie lub uczenie się.

Morfologia neuronów odróżnia je od innych typów komórek. W szczególności składają się z trzy główne części: soma, dendryty i akson.

Soma, czyli ciało komórki, jest miejscem, w którym zorganizowane są procesy i funkcje neuronu; dendryty Są to krótkie przedłużenia, które odbierają impulsy elektryczne; i akson jest to dłuższy wyrostek, który wysyła sygnały z somy do innych komórek.

Gdy impulsy nerwowe docierają do końca aksonu (przycisk końcowy), neuron wydziela neuroprzekaźniki, związki chemiczne, które sprzyjają lub hamują działanie komórki receptora. W przypadku neuronów, jak powiedzieliśmy, to dendryty wychwytują te sygnały.

Synapsą nazywamy połączenie między neuronem a inną komórką, zwłaszcza jeśli jest to również neuron. Kiedy dwie komórki synaptują, błona neuronu presynaptycznego uwalnia neuroprzekaźnik do przestrzeni synaptycznej, obszaru, w którym łączy się z receptorem lub komórką postsynaptyczną; otrzymuje impuls, który reguluje jego działanie.

Powstawanie licznych synaps między neuronami a innymi komórkami, które naturalnie występuje podczas neurorozwoju, powoduje tworzenie sieci lub obwodów neuronalny bardzo skomplikowane. Sieci te są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania układu nerwowego, a tym samym procesów od niego zależnych.

• Powiązany artykuł: „Czym jest przestrzeń synaptyczna i jak działa?"

Jak powstają połączenia między neuronami?

Końce aksonów i dendrytów (przed urodzeniem, w tym drugim przypadku) zawierają przedłużenia o stożkowatym kształcie które rozwijają się w kierunku innej komórki i sprawiają, że neuron rośnie i zbliża się do niej, umożliwiając połączenie synaptyczny. Nazwa nadana tym rozszerzeniom to „szyszki wzrostu neuronów”.

Szyszki wzrostu są kierowane przez czynniki neurotroficzne wydzielane przez neurony docelowe. Te związki chemiczne przyciągają lub odpychają akson neuronu presynaptycznego; w ten sposób wskazują, gdzie rosnąć. Gdy akson połączy się z komórką postsynaptyczną, czynniki neurotroficzne sygnalizują mu i przestają rosnąć.

Proces ten, przebiegający w różnym stopniu przez całe życie, nazywany jest synaptogenezą i pozwala plastyczność mózgu, czyli zdolność, dzięki której nasz układ nerwowy rośnie, zmienia się i jest restrukturyzacji. Plastyczność opiera się na nauce i praktyce, które powodują wzmocnienie lub osłabienie połączeń między neuronami.

Częstotliwość synaptogenezy jest wyższa na niektórych etapach życia, zwłaszcza we wczesnym okresie rozwoju. Niemniej jednak, stymulacja środowiskowa sprzyja synaptogenezie na każdym etapie życia.

Synaptogeneza przez cały rozwój

Na początku rozwoju embrionalnego dochodzi do masowej proliferacji neuroblastów (prekursorów neuronów) w wewnętrznym obszarze cewy nerwowej; ten moment jest znany jako „neurogeneza”. Następnie neuroblasty migrują z cewy nerwowej przez glej promieniowy, rozprzestrzeniając się w ten sposób w całym układzie nerwowym.

Neuroblasty stają się neuronami w procesie różnicowania komórek, które zależy od informacji zawartej w genach i następuje po zakończeniu migracji. Różnicowanie zależy również częściowo od indukcji, to znaczy od wpływu neuronów w regionie na rozwój docierających do niego neuroblastów.

Synaptogeneza zaczyna się około piątego miesiąca rozwoju płodu, ale krytyczny okres następuje po urodzeniu. Podczas tej pierwszej synaptogenezy powstaje nadmiar neuronów i połączeń między nimi; później słabsze synapsy znikną (apoptoza) i ostateczna struktura ustabilizuje się wraz z nauką.

W okresie dojrzewania synaptogeneza i apoptoza nasilają się ponownie, chociaż zmiany nie są tak znaczące, jak te, które występują we wczesnym okresie rozwoju. Błędy na każdym z tych etapów mogą: sprzyjać pojawieniu się zaburzeń neurorozwojowych, jak schizofrenia.

Chociaż geny determinują częściowo charakterystykę synaptogenezy u każdego osobnika, badania bliźniąt i ze sklonowanymi zwierzętami wykazały, że rozmieszczenie synaps różni się genetycznie równe lub bardzo Podobny. Potwierdza to znaczenie uczenia się i specyficznego środowiska w synaptogenezie.