SYNAPSE THẦN KINH: CẤU TRÚC, CÁC LOẠI VÀ CÁCH NÓ HOẠT ĐỘNG - GEOGRAFÍA - 2026

Các synap thần kinh bao gồm sự kết hợp của các nút đầu cuối của hai tế bào thần kinh để thông tin truyền. Trong kết nối này, một tế bào thần kinh sẽ gửi thông điệp, trong khi một phần của tế bào khác nhận nó.

Do đó, thông tin liên lạc thường xảy ra theo một hướng: từ nút đầu cuối của tế bào thần kinh hoặc tế bào đến màng của tế bào kia, mặc dù đúng là có một số ngoại lệ. Một nơ-ron đơn lẻ có thể nhận thông tin từ hàng trăm nơ-ron.

Các bộ phận của tế bào thần kinh. Nguồn: Julia Anavel Painted Cordova / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Mỗi tế bào thần kinh đơn lẻ nhận thông tin từ các nút đầu cuối của các tế bào thần kinh khác, và các nút đầu cuối của tế bào thần kinh sau lần lượt tạo nên các khớp thần kinh với các tế bào thần kinh khác.

Các khái niệm chính

Nút đầu cuối được định nghĩa là sự dày lên nhỏ ở phần cuối của sợi trục, có chức năng gửi thông tin đến khớp thần kinh. Trong khi đó, sợi trục là một loại "dây" dài và mỏng mang thông điệp từ nhân tế bào thần kinh đến nút đầu cuối của nó.

Các nút tận cùng của tế bào thần kinh có thể tiếp hợp với màng tế bào soma hoặc đuôi gai.

Sơ đồ của một tế bào thần kinh

Soma hoặc thân tế bào chứa nhân của tế bào thần kinh; Nó có các cơ chế cho phép duy trì tế bào. Thay vào đó, đuôi gai là những nhánh giống cây của nơ-ron bắt đầu từ soma.

Khi một điện thế hoạt động di chuyển qua sợi trục của tế bào thần kinh, các nút đầu cuối giải phóng hóa chất. Những chất này có thể có tác dụng kích thích hoặc ức chế các tế bào thần kinh mà chúng kết nối. Vào cuối toàn bộ quá trình, tác động của các khớp thần kinh này sẽ làm phát sinh hành vi của chúng ta.

Điện thế hoạt động là sản phẩm của các quá trình giao tiếp bên trong một tế bào thần kinh. Trong đó có một số thay đổi trong màng sợi trục gây ra sự giải phóng các chất hóa học hoặc chất dẫn truyền thần kinh.

Tế bào thần kinh trao đổi chất dẫn truyền thần kinh tại khớp thần kinh của chúng như một cách để gửi thông tin cho nhau.

Cấu trúc của khớp thần kinh

Quá trình truyền qua synap trong tế bào thần kinh

Các tế bào thần kinh giao tiếp thông qua các khớp thần kinh, và thông điệp được truyền qua việc giải phóng các chất dẫn truyền thần kinh. Các chất hóa học này khuếch tán vào không gian lỏng giữa các nút đầu cuối và các màng thiết lập các khớp thần kinh.

Neruone trước synap

Tế bào thần kinh giải phóng chất dẫn truyền thần kinh thông qua nút đầu cuối của nó được gọi là nơ-ron tiền synap. Trong khi phần tiếp nhận thông tin là tế bào thần kinh sau synap.

Nơron trước synap (trên cùng) và nơron sau synap (dưới). Khoảng trống tiền synap nằm giữa hai

Khi cái thứ hai bắt giữ chất dẫn truyền thần kinh, cái gọi là điện thế khớp thần kinh được tạo ra. Đó là, chúng là những thay đổi trong điện thế màng của tế bào thần kinh sau synap.

Để giao tiếp, các tế bào phải tiết ra các chất hóa học (chất dẫn truyền thần kinh) được phát hiện bởi các thụ thể chuyên biệt. Các thụ thể này bao gồm các phân tử protein chuyên biệt.

Các hiện tượng này được phân biệt đơn giản bởi khoảng cách giữa tế bào thần kinh giải phóng chất và các thụ thể thu nhận chất đó.

Tế bào thần kinh sau synap

Do đó, các chất dẫn truyền thần kinh được giải phóng bởi các nút đầu cuối của nơron trước synap và được phát hiện thông qua các thụ thể nằm trên màng của neuron sau synap. Cả hai tế bào thần kinh phải nằm trong khoảng cách gần nhau để sự truyền dẫn này xảy ra.

Không gian synap

Tuy nhiên, trái với những gì có thể nghĩ, các tế bào thần kinh tạo nên các khớp thần kinh hóa học không tham gia về mặt vật lý. Trên thực tế, giữa chúng có một khoảng trống được gọi là không gian tiếp hợp hoặc khe hở tiếp hợp.

Không gian này dường như thay đổi từ khớp thần kinh này sang khớp thần kinh khác, nhưng nhìn chung rộng khoảng 20 nanomet. Có một mạng lưới các sợi trong khe tiếp hợp giữ cho các tế bào thần kinh trước và sau synap thẳng hàng.

Thế hoạt động

A. Hình chiếu giản đồ của một điện thế hoạt động lý tưởng. B. Bản ghi thực của một điện thế hoạt động. Nguồn: vi: Memenen / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Để trao đổi thông tin xảy ra giữa hai tế bào thần kinh hoặc khớp thần kinh, trước tiên phải xuất hiện điện thế hoạt động.

Hiện tượng này xảy ra trong nơ-ron truyền tín hiệu. Màng của tế bào này có điện tích. Trên thực tế, màng của tất cả các tế bào trong cơ thể chúng ta đều tích điện, nhưng chỉ sợi trục mới có thể kích hoạt điện thế hoạt động.

Sự khác biệt giữa điện thế bên trong tế bào thần kinh và bên ngoài được gọi là điện thế màng.

Những thay đổi điện này giữa bên trong và bên ngoài của tế bào thần kinh được trung gian bởi nồng độ hiện có của các ion, chẳng hạn như natri và kali.

Khi có sự đảo ngược điện thế màng rất nhanh, điện thế hoạt động sẽ xảy ra. Nó bao gồm một xung điện ngắn, mà sợi trục dẫn từ soma hoặc nhân của nơ-ron đến các nút đầu cuối.

Cần nói thêm rằng điện thế màng phải vượt quá một ngưỡng kích thích nhất định thì điện thế hoạt động mới xảy ra. Xung điện này được chuyển thành các tín hiệu hóa học được giải phóng thông qua nút đầu cuối.

Synapse hoạt động như thế nào?

Nơron đa cực. Nguồn: BruceBlaus

Tế bào thần kinh chứa các túi gọi là túi tiếp hợp, có thể lớn hoặc nhỏ. Tất cả các nút đầu cuối đều có các túi nhỏ mang các phân tử dẫn truyền thần kinh bên trong chúng.

Các mụn nước được tạo ra trong một cơ chế nằm trong cái gọi là bộ máy Golgi. Sau đó chúng được vận chuyển đến gần nút đầu cuối. Tuy nhiên, chúng cũng có thể được sản xuất trên nút đầu cuối bằng vật liệu "tái chế".

Khi một điện thế hoạt động được gửi dọc theo sợi trục, sự khử cực (kích thích) của tế bào trước synap xảy ra. Kết quả là, các kênh canxi của tế bào thần kinh được mở ra cho phép các ion canxi xâm nhập vào nó.

Sau khi điện thế hoạt động xuất hiện, tế bào thần kinh trước synap khử cực và các kênh canxi mở ra, xâm nhập vào các ion

Các ion này liên kết với các phân tử trên màng của các túi tiếp hợp nằm trên nút đầu cuối. Màng cho biết bị vỡ, hợp nhất với màng của nút đầu cuối. Điều này tạo ra sự giải phóng chất dẫn truyền thần kinh vào không gian tiếp hợp.

Tế bào chất của tế bào bắt các mảnh màng còn lại và mang chúng đến các bể chứa. Ở đó chúng được tái chế, tạo ra các túi tiếp hợp mới với chúng.

Giải phóng chất dẫn truyền thần kinh từ nơron trước synap và liên kết với các thụ thể trên nơron sau synap

Tế bào thần kinh sau synap có các thụ thể thu nhận các chất có trong không gian synap. Chúng được gọi là các thụ thể sau synap, và khi được kích hoạt, chúng sẽ khiến các kênh ion mở ra.

Hình minh họa của khớp thần kinh hóa học. Khi đủ kênh natri được mở, tế bào sau synap sẽ khử cực và điện thế hoạt động tiếp tục qua nơron.

Khi các kênh này mở ra, một số chất nhất định đi vào tế bào thần kinh, gây ra điện thế sau synap. Điều này có thể có tác dụng kích thích hoặc ức chế đối với tế bào tùy thuộc vào loại kênh ion đã được mở.

Thông thường, điện thế kích thích sau synap xảy ra khi natri thâm nhập vào tế bào thần kinh. Trong khi các chất ức chế được tạo ra bởi sự thoát ra của kali hoặc sự xâm nhập của clo.

Sự xâm nhập của canxi vào tế bào thần kinh gây ra các điện thế sau synap kích thích, mặc dù nó cũng kích hoạt các enzym chuyên biệt tạo ra các thay đổi sinh lý trong tế bào này. Ví dụ, nó kích hoạt sự dịch chuyển của các túi tiếp hợp và giải phóng các chất dẫn truyền thần kinh.

Nó cũng tạo điều kiện cho những thay đổi cấu trúc trong tế bào thần kinh sau khi học.

Hoàn thành Synapse

Điện thế sau synap thường rất ngắn và chấm dứt thông qua các cơ chế đặc biệt.

Một trong số đó là sự bất hoạt của acetylcholine bởi một loại enzyme gọi là acetylcholinesterase. Các phân tử chất dẫn truyền thần kinh được loại bỏ khỏi không gian synap bằng cách tái hấp thu hoặc tái hấp thu bởi các chất vận chuyển nằm trên màng trước synap.

Do đó, cả tế bào thần kinh trước synap và sau synap đều có các thụ thể thu nhận sự hiện diện của các chất hóa học xung quanh chúng.

Có các thụ thể trước synap được gọi là thụ thể tự động kiểm soát lượng chất dẫn truyền thần kinh mà tế bào thần kinh giải phóng hoặc tổng hợp.

Các loại khớp thần kinh

Khớp thần kinh điện

Hình minh họa của một khớp thần kinh điện. Tiềm năng hành động được đánh giá cao

Trong chúng diễn ra sự dẫn truyền thần kinh điện. Hai tế bào thần kinh được kết nối vật lý thông qua cấu trúc protein được gọi là "điểm nối khoảng cách" hoặc điểm nối khoảng cách.

Những cấu trúc này cho phép những thay đổi trong đặc tính điện của một tế bào thần kinh này ảnh hưởng trực tiếp đến tế bào thần kinh kia và ngược lại. Bằng cách này, hai tế bào thần kinh sẽ hoạt động như thể chúng là một.

Khớp thần kinh hóa học

Sơ đồ của một khớp thần kinh hóa học. Nguồn: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)

Sự dẫn truyền thần kinh hóa học xảy ra tại các khớp thần kinh hóa học. Các neuron trước và sau synap được ngăn cách bởi không gian synap. Một điện thế hoạt động trong tế bào thần kinh trước synap sẽ gây ra sự giải phóng chất dẫn truyền thần kinh.

Chúng tiếp cận khe hở synap, sẵn sàng phát huy tác dụng của chúng trên các tế bào thần kinh sau synap.

Các khớp thần kinh kích thích

Một ví dụ về khớp thần kinh kích thích sẽ là phản xạ rút lui khi chúng ta kiệt sức. Một tế bào thần kinh cảm giác sẽ phát hiện vật thể nóng, vì nó sẽ kích thích các đuôi gai của nó.

Tế bào thần kinh này sẽ gửi thông điệp qua sợi trục của nó đến các nút đầu cuối của nó, nằm trong tủy sống. Các nút đầu cuối của tế bào thần kinh cảm giác sẽ giải phóng các chất hóa học được gọi là chất dẫn truyền thần kinh có thể kích thích tế bào thần kinh mà nó tiếp hợp. Cụ thể là với một interneuron (trung gian giữa các nơ-ron cảm giác và vận động).

Điều này sẽ làm cho interneuron gửi thông tin dọc theo sợi trục của nó. Đến lượt nó, các nút đầu cuối của interneuron tiết ra chất dẫn truyền thần kinh kích thích nơron vận động.

Loại tế bào thần kinh này sẽ gửi thông điệp dọc theo sợi trục của nó, sợi trục này sẽ gắn vào dây thần kinh để đến cơ mục tiêu. Một khi chất dẫn truyền thần kinh được giải phóng khỏi các nút đầu cuối của nơ-ron vận động, các tế bào cơ co lại để di chuyển khỏi vật nóng.

Các khớp thần kinh ức chế

Loại khớp thần kinh này có phần phức tạp hơn. Nó sẽ xảy ra trong ví dụ sau: tưởng tượng rằng bạn lấy một khay rất nóng ra khỏi lò. Bạn đeo găng tay để không bị bỏng, tuy nhiên, chúng hơi mỏng và sức nóng bắt đầu khắc phục chúng. Thay vì thả khay xuống sàn, bạn cố gắng chịu nhiệt một chút cho đến khi đặt nó lên một bề mặt.

Phản ứng rút lui của cơ thể trước một kích thích đau đớn sẽ khiến chúng ta buông bỏ đối tượng, ngay cả như vậy, chúng ta đã kiểm soát được xung lực này. Hiện tượng này được tạo ra như thế nào?

Nhiệt phát ra từ khay được cảm nhận, làm tăng hoạt động của các khớp thần kinh kích thích trên tế bào thần kinh vận động (như đã giải thích ở phần trước). Tuy nhiên, sự phấn khích này bị chống lại bởi sự ức chế đến từ một cấu trúc khác: não của chúng ta.

Nó gửi thông tin chỉ ra rằng nếu chúng ta làm rơi khay, đó có thể là một thảm họa toàn diện. Do đó, các thông điệp được gửi đến tủy sống ngăn cản phản xạ rút tiền.

Để làm được điều này, một sợi trục từ một tế bào thần kinh trong não đến tủy sống, nơi các nút đầu cuối của nó tiếp hợp với một interneuron ức chế. Nó tiết ra chất dẫn truyền thần kinh ức chế làm giảm hoạt động của nơron vận động, ngăn chặn phản xạ rút lui.

Quan trọng, đây chỉ là những ví dụ. Các quá trình thực sự phức tạp hơn (đặc biệt là các quá trình ức chế), với hàng nghìn tế bào thần kinh tham gia vào chúng.

Synapse các lớp theo nơi chúng xảy ra

- Các khớp thần kinh trục: ở loại này, nút đầu cuối kết nối với bề mặt của dendrite. Hoặc, với các gai đuôi gai, là những phần lồi nhỏ nằm trên các đuôi gai ở một số loại tế bào thần kinh.

- Các khớp thần kinh trục: trong các khớp này, nút đầu cuối tiếp hợp với soma hoặc nhân của nơron.

- Axoaxonic synap : nút tận cùng của tế bào trước synap nối với sợi trục của tế bào sau synap. Các loại khớp thần kinh này hoạt động khác với hai loại kia. Chức năng của nó là giảm hoặc tăng lượng chất dẫn truyền thần kinh được giải phóng bởi nút đầu cuối. Do đó, nó thúc đẩy hoặc ức chế hoạt động của nơ-ron tiền synap.

Các khớp thần kinh của Dendrodendritic cũng đã được tìm thấy, nhưng vai trò chính xác của chúng trong giao tiếp tế bào thần kinh hiện chưa được biết đến.

Các chất được giải phóng tại khớp thần kinh

1. Carlson, NR (2006). Sinh lý học về hành vi Số 8 Ed. Madrid: Pearson. tr: 32-68.
2. Cowan, WM, Südhof, T. & Stevens, CF (2001). Synapses. Baltirnore, MD: Nhà xuất bản Đại học Johns Hopkins.
3. Synapse điện. (sf). Được lấy vào ngày 28 tháng 2 năm 2017, từ Pontificia Universidad Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (nd). Tế bào thần kinh, khớp thần kinh, tiềm năng hành động và dẫn truyền thần kinh. Được lấy vào ngày 28 tháng 2 năm 2017, từ CCSI: mind.ilstu.edu.
5. Nicholls, JG, Martín, A R., Fuchs, P. A, & Wallace, BG (2001). Từ Neuron đến Brain, xuất bản lần thứ 4. Sunderland, MA: Sinauer.
6. Synapse. (sf). Được lấy vào ngày 28 tháng 2 năm 2017, từ Đại học Washington: science.washington.edu.