Sinaptogeneza: Kako nastajajo povezave med nevroni?

Sinaptogeneza je postopek, s katerim nastajajo sinapse, to je povezave med nevronom in drugo celico živčnega sistema ali med dvema nevronoma. Čeprav je sinaptogeneza še posebej intenzivna v zgodnjem razvoju, vplivi okolja vplivajo na utrjevanje in izginjanje sinaps skozi vse življenje.

Razumeti kako nastajajo povezave med nevroni Pomembno je najprej razumeti, katere značilnosti opredeljujejo te vrste celic in kaj točno so sinapse. Prav tako je pomembno razjasniti pomen različnih konceptov, povezanih s sinaptogenezo, kot sta plastičnost možganov in nevrogeneza.

• Povezani članek: "Vrste nevronov: značilnosti in funkcije"

Nevroni in sinapse

Nevroni so celice živčnega sistema specializirano za sprejemanje in oddajanje elektrokemijskih impulzov. Ti signali omogočajo najrazličnejše funkcije, na primer izločanje nevrotransmiterjev in hormoni, krčenje in raztezanje mišic, zaznavanje, razmišljanje ali učenje.

Morfologija nevronov jih razlikuje od drugih vrst celic. Natančneje, sestavljeni so iz trije glavni deli: soma, dendriti in akson.

Soma ali celično telo je tam, kjer so organizirani procesi in funkcije nevrona; dendriti So kratki podaljški, ki sprejemajo električne impulze; in akson gre za daljši dodatek, ki soma pošilja signale drugim celicam.

Ko živčni impulzi dosežejo konec aksona (terminalni gumb), nevron izloči nevrotransmiterje, kemične spojine, ki favorizirajo ali zavirajo delovanje receptorske celice. Kot smo rekli, so v primeru nevronov ti signali zajeti dendriti.

"Sinapsi" pravimo povezava med nevronom in drugo celico, še posebej, če je to tudi nevron. Ko dve celici sinaptirata, membrana presinaptičnega nevrona sprosti nevrotransmiter v sinaptični prostor, območje, kjer se veže na receptorsko ali postsinaptično celico; prejme impulz, ki uravnava njegovo dejavnost.

Ustvarjanje številnih sinaps med nevroni in drugimi celicami, ki se naravno pojavi med nevrorazvojem, povzroči nastanek omrežij ali vezij nevronski zelo zapleteno. Ta omrežja so bistvenega pomena za pravilno delovanje živčnega sistema in s tem odvisnih procesov.

• Povezani članek: "Kaj je sinaptični prostor in kako deluje?"

Kako nastajajo povezave med nevroni?

Konci aksonov in dendritov (v zadnjem primeru pred rojstvom) vsebujejo konusne končnice ki se razvijajo v smeri druge celice in omogočajo, da nevron raste in se mu približuje, kar omogoča povezavo sinaptični. Ime teh podaljškov je "stožci nevronske rasti."

Stožce rasti vodijo nevrotrofični dejavniki ki ga izločajo ciljni nevroni. Te kemične spojine privlačijo ali odbijajo akson presinaptičnega nevrona; na ta način nakažejo, kje naj rastejo. Ko se akson poveže s postsinaptično celico, mu nevrotrofični dejavniki signalizirajo in preneha rasti.

Ta proces, ki poteka v različni meri skozi življenje, se imenuje sinaptogeneza in omogoča možganska plastičnost, to je sposobnost, s katero naš živčni sistem raste, se spreminja in je prestrukturiranje. Plastičnost temelji na učenju in delu, zaradi katerih se povezave med nevroni krepijo ali oslabijo.

Pogostost sinaptogeneze je v nekaterih življenjskih obdobjih večja, zlasti v zgodnjem razvoju. Kljub temu stimulacija okolja daje prednost sinaptogenezi v kateri koli fazi življenja.

Sinaptogeneza skozi razvoj

Na začetku embrionalnega razvoja se v notranjem območju nevralne cevi pojavi množenje nevroblastov (predhodnikov nevronov); ta trenutek je znan kot "nevrogeneza". Nato se nevroblasti migrirajo iz živčne cevi skozi radialno glijo in se tako širijo po živčnem sistemu.

Nevroblasti postanejo nevroni med procesom celične diferenciacije, ki je odvisna od informacij, ki jih vsebujejo geni, in se pojavi po končani migraciji. Diferenciacija je delno odvisna tudi od indukcije, torej od vpliva nevronov v regiji na razvoj nevroblastov, ki jo dosežejo.

Sinaptogeneza se začne približno peti mesec razvoja ploda, vendar se kritično obdobje pojavi po rojstvu. Med to prvo sinaptogenezo se ustvari presežek nevronov in povezav med njimi; kasneje bodo manj močne sinapse izginile (apoptoza) in dokončna struktura se bo poravnala z učenjem.

V adolescenci se sinaptogeneza in apoptoza znova stopnjujeta, čeprav spremembe niso tako pomembne kot tiste, ki se pojavijo v zgodnjem razvoju. Napake v kateri koli od teh faz lahko favorizirajo pojav nevrorazvojnih motenj, kot shizofrenija.

Čeprav geni delno določajo značilnosti sinaptogeneze pri vsakem posamezniku, dvojne študije in s kloniranimi živalmi so pokazali, da je porazdelitev sinaps gensko enaka ali zelo različna Podobno. To potrjuje pomen učenja in specifičnega okolja v sinaptogenezi.