Synaptogenéza: Ako sa vytvárajú spojenia medzi neurónmi?

Synaptogenéza je proces, pomocou ktorého sa vytvárajú synapsie, teda spojenia medzi neurónom a ďalšou bunkou nervového systému alebo medzi dvoma neurónmi. Aj keď je synaptogenéza obzvlášť intenzívna počas raného vývoja, vplyvy prostredia ovplyvňujú konsolidáciu a zmiznutie synapsií počas celého života.

Rozumieť ako sa vytvárajú spojenia medzi neurónmi Je dôležité najskôr pochopiť, aké vlastnosti definujú tieto typy buniek a čo presne sú synapsie. Rovnako dôležité je objasniť význam rôznych pojmov týkajúcich sa synaptogenézy, ako sú plasticita mozgu a neurogenéza.

• Súvisiaci článok: „Typy neurónov: charakteristiky a funkcie"

Neuróny a synapsie

Neuróny sú bunky nervového systému špecializujúca sa na príjem a prenos elektrochemických impulzov. Tieto signály umožňujú uskutočňovať širokú škálu funkcií, ako je vylučovanie neurotransmiterov a hormóny, svalová kontrakcia a napätie, vnímanie, myslenie alebo učenie.

Morfológia neurónov ich odlišuje od iných typov buniek. Konkrétne sa skladajú z tri hlavné časti: soma, dendrity a axón.

Soma alebo bunkové telo je miesto, kde sú organizované procesy a funkcie neurónu; the dendrity Sú to krátke rozšírenia, ktoré prijímajú elektrické impulzy; a axón je to dlhší prívesok, ktorý vysiela signály zo somy do ďalších buniek.

Keď nervové impulzy dosiahnu koniec axónu (terminálne tlačidlo), neurón vylučuje neurotransmitery, chemické zlúčeniny, ktoré uprednostňujú alebo inhibujú pôsobenie receptorovej bunky. V prípade neurónov, ako sme už povedali, sú to dendrity, ktoré zachytávajú tieto signály.

„Synapse“ nazývame spojenie medzi neurónom a ďalšou bunkou, najmä ak je to tiež neurón. Keď sa dve bunky synaptujú, membrána presynaptického neurónu uvoľňuje neurotransmiter do synaptického priestoru, oblasti, kde sa viaže s receptorom alebo postsynaptickou bunkou; prijíma impulz, ktorý reguluje jeho činnosť.

Vytváranie početných synapsií medzi neurónmi a inými bunkami, ktoré sa prirodzene vyskytujú počas neurového vývoja, spôsobuje vytváranie sietí alebo obvodov neuronálny veľmi zložité. Tieto siete sú nevyhnutné pre správne fungovanie nervového systému, a teda aj procesov, ktoré na ňom závisia.

• Súvisiaci článok: „Čo je synaptický priestor a ako funguje?"

Ako sa vytvárajú spojenia medzi neurónmi?

Konce axónov a dendritov (v druhom prípade pred narodením) obsahujú predĺženia kužeľovitého tvaru ktoré sa vyvíjajú smerom k inej bunke a spôsobujú, že neurón rastie a približuje sa k nemu, čo umožňuje spojenie synaptický. Názov týchto prípon je „neurálne rastové kužele“.

Rastové kužele sa riadia neurotrofickými faktormi vylučované cieľovými neurónmi. Tieto chemické zlúčeniny priťahujú alebo odpudzujú axón presynaptického neurónu; týmto spôsobom naznačujú, kde rastú. Akonáhle sa axón spojí s postsynaptickou bunkou, signalizujú mu to neurotrofné faktory a prestane rásť.

Tento proces, ktorý prebieha v rôznej miere po celý život, sa nazýva synaptogenéza a umožňuje plasticita mozgu, teda schopnosť, pomocou ktorej rastie, mení sa a je náš nervový systém reštrukturalizácia. Plasticita je založená na učení a praxi, ktoré spôsobujú posilnenie alebo oslabenie spojení medzi neurónmi.

Frekvencia synaptogenézy je vyššia v niektorých životných etapách, najmä počas raného vývoja. Napriek tomu the stimulácia životného prostredia uprednostňuje synaptogenézu v ktorejkoľvek životnej etape.

Synaptogenéza v priebehu vývoja

Na začiatku embryonálneho vývoja dochádza k masívnej proliferácii neuroblastov (prekurzorov neurónov) vo vnútornej oblasti neurálnej trubice; tento okamih je známy ako „neurogenéza“. Následne neuroblasty migrujú z nervovej trubice cez radiálne glie, a tak sa šíria po nervovom systéme.

Neuroblasty sa stávajú neurónmi počas procesu bunkovej diferenciácie, ktorá závisí od informácií obsiahnutých v génoch a nastáva po dokončení migrácie. Diferenciácia tiež čiastočne závisí od indukcie, to znamená od vplyvu neurónov v regióne na vývoj neuroblastov, ktoré sa k nim dostávajú.

Synaptogenéza sa začína okolo piateho mesiaca vývoja plodu, ale kritické obdobie nastáva po narodení. Počas tejto prvej synaptogenézy sa vytvára nadbytok neurónov a spojení medzi nimi; neskôr menej silné synapsie zmiznú (apoptóza) a definitívna štruktúra sa vyrovná s učením.

Počas dospievania sa synaptogenéza a apoptóza opäť zintenzívňujú, aj keď zmeny nie sú také významné ako zmeny, ktoré sa vyskytujú v ranom vývoji. Chyby v ktorejkoľvek z týchto fáz môžu napomáhajú vzniku porúch neurového vývojaako schizofrénia.

Aj keď gény čiastočne určujú vlastnosti synaptogenézy u každého jednotlivca, uskutočňujú sa dvojité štúdie a na klonovaných zvieratách ukázali, že distribúcia synapsií sa líši geneticky rovnako alebo veľmi Podobný. To potvrdzuje dôležitosť učenia a špecifického prostredia v synaptogenéze.