Cấu trúc khớp thần kinh, các loại và cách thức hoạt động

các khớp thần kinh bao gồm sự kết hợp của các nút đầu cuối của hai nơ ron với mục tiêu truyền thông tin. Từ synapse xuất phát từ tiếng Hy Lạp sunaptein, có nghĩa là "để thu thập".

Tại khớp thần kinh, một tế bào thần kinh gửi tin nhắn, trong khi một phần khác nhận được nó. Do đó, giao tiếp thường xảy ra theo một hướng: từ nút cuối của một tế bào thần kinh hoặc tế bào đến màng của tế bào khác. Mặc dù đúng là có một số trường hợp ngoại lệ.

Mỗi tế bào thần kinh duy nhất nhận thông tin từ các nút cuối của các tế bào thần kinh khác. Và, lần lượt, các nút thiết bị đầu cuối của các khớp thần kinh sau đồng bộ với các tế bào thần kinh khác.

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

Một nơ-ron đơn lẻ có thể nhận thông tin từ hàng trăm nơ-ron và mỗi nơ-ron có thể thiết lập một số lượng lớn các khớp thần kinh với nó.

Các nút cuối của các tế bào thần kinh có thể khớp với màng của soma hoặc đuôi gai.

Soma hoặc cơ thể tế bào chứa nhân của tế bào thần kinh. Nó có cơ chế làm cho nó có thể duy trì tế bào. Ngược lại, đuôi gai là các nhánh của tế bào thần kinh tương tự như một cây bắt đầu từ soma.

Khi một tiềm năng hành động đi qua sợi trục của một tế bào thần kinh, các nút đầu cuối sẽ giải phóng các hóa chất. Những chất này có thể có tác dụng kích thích hoặc ức chế đối với các tế bào thần kinh mà chúng được kết nối. Vào cuối toàn bộ quá trình, ảnh hưởng của các khớp thần kinh này làm phát sinh hành vi của chúng ta.

Một tiềm năng hành động là sản phẩm của các quá trình giao tiếp bên trong tế bào thần kinh. Trong đó có một tập hợp các thay đổi trong màng sợi trục gây ra sự giải phóng các chất hóa học hoặc dẫn truyền thần kinh.

Các nơ-ron trao đổi chất dẫn truyền thần kinh tại các khớp thần kinh của chúng như một cách gửi thông tin cho nhau.

Khớp thần kinh

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

Tế bào thần kinh này sẽ gửi tin nhắn thông qua sợi trục của nó đến các nút thiết bị đầu cuối của nó, nằm trong tủy sống. Các nút cuối của tế bào thần kinh cảm giác sẽ giải phóng các hóa chất được gọi là chất dẫn truyền thần kinh sẽ kích thích tế bào thần kinh với khớp thần kinh.

Đặc biệt, đến một inteuron (mà trung gian giữa các tế bào thần kinh cảm giác và vận động). Điều này sẽ khiến cho inteuron gửi thông tin dọc theo sợi trục của nó. Đổi lại, các nút thiết bị đầu cuối của inteuron tiết ra các chất dẫn truyền thần kinh kích thích tế bào thần kinh vận động.

Loại tế bào thần kinh này sẽ gửi tin nhắn dọc theo sợi trục của nó, nối với một dây thần kinh để đến cơ đích. Khi các chất dẫn truyền thần kinh được giải phóng bởi các nút cuối của tế bào thần kinh vận động, các tế bào cơ co lại để di chuyển ra khỏi vật nóng.

Khớp thần kinh ức chế

Loại khớp thần kinh này có phần phức tạp hơn. Nó sẽ được đưa ra trong ví dụ sau: hãy tưởng tượng rằng bạn lấy một khay rất nóng ra khỏi lò. Bạn mặc găng để không tự thiêu, tuy nhiên, chúng mỏng và nhiệt bắt đầu vượt quá chúng. Thay vì ném khay xuống đất, hãy cố gắng đỡ hơi nóng cho đến khi bạn để nó trên bề mặt.

Phản ứng rút tiền của sinh vật của chúng tôi trước một kích thích đau đớn sẽ khiến chúng tôi giải phóng đối tượng, mặc dù vậy, chúng tôi đã kiểm soát xung lực này. Hiện tượng này xảy ra như thế nào?

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

Điều này sẽ gửi thông tin chỉ ra rằng nếu chúng ta làm rơi khay, nó có thể là một thảm họa hoàn toàn. Do đó, tin nhắn được gửi đến tủy sống để ngăn phản xạ rút tiền.

Đối với điều này, một sợi trục của một tế bào thần kinh của não đến tủy sống, nơi các nút đầu cuối của nó đồng bộ với một inteuron ức chế. Điều này tiết ra một chất dẫn truyền thần kinh ức chế làm giảm hoạt động của tế bào thần kinh vận động, ngăn chặn phản xạ rút.

Điều quan trọng cần lưu ý rằng đây chỉ là những ví dụ. Các quá trình thực sự phức tạp hơn (đặc biệt là các quá trình ức chế), có hàng ngàn tế bào thần kinh liên quan đến chúng.

Tiềm năng hành động

Để có một sự trao đổi thông tin giữa hai tế bào thần kinh hoặc khớp thần kinh, trước tiên, phải có một tiềm năng hành động.

Hiện tượng này xảy ra trong tế bào thần kinh gửi 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 có điện tích, nhưng chỉ có sợi trục mới có thể gây ra tiềm năng 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 giữa bên trong và bên ngoài tế bào thần kinh được trung gian bởi nồng độ các ion hiện có, chẳng hạn như natri và kali.

Khi xảy ra sự đảo ngược rất nhanh của điện thế màng, một tiềm năng hành động được tạo ra. Nó bao gồm một xung điện ngắn, mà sợi trục dẫn từ soma hoặc nhân của nơron đến các nút đầu cuối.

Cần phải nói thêm rằng tiềm năng màng phải vượt quá một ngưỡng kích thích nhất định để tiềm năng hoạt động xảy ra. Xung điện này được dịch thành các tín hiệu hóa học được giải phóng thông qua nút thiết bị đầu cuối.

Cấu trúc của khớp thần kinh

Các nơ-ron giao tiếp thông qua các khớp thần kinh và các thông điệp được truyền qua việc giải phóng các chất dẫn truyền thần kinh.

Các hóa chất này khuếch tán vào không gian lỏng giữa các nút thiết bị đầu cuối và màng tạo nên các khớp thần kinh.

Tế bào thần kinh giải phóng các chất dẫn truyền thần kinh thông qua nút thiết bị đầu cuối của nó được gọi là tế bào thần kinh tiền synap. Trong khi người nhận được thông tin là tế bào thần kinh sau synap.

Khi cái sau bắt được các chất dẫn truyền thần kinh, cái gọi là tiềm năng synap được tạo ra. Đó là, chúng là những thay đổi trong tiềm năng màng của tế bào thần kinh sau synap.

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

Những hiện tượng này được phân biệt đơn giản bởi khoảng cách giữa tế bào thần kinh giải phóng chất và các thụ thể bắt giữ nó.

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

Tuy nhiên, trái với những gì có thể nghĩ, các tế bào thần kinh tạo ra các khớp thần kinh hóa học không hợp nhất về mặt vật lý. Trên thực tế, giữa chúng có một không gian được gọi là không gian synap hay khe synap.

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

Truyền dẫn thần kinh

Truyền dẫn thần kinh hoặc truyền synap là sự giao tiếp giữa hai tế bào thần kinh do sự trao đổi hóa chất hoặc tín hiệu điện thông qua các khớp thần kinh.

Khớp thần kinh điện

Trong đó có một dẫn truyền thần kinh điện. Hai tế bào thần kinh được kết nối vật lý thông qua các cấu trúc protein được gọi là "mối nối khoảng cách" hoặc liên kết trong khe.

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

Khớp thần kinh

Trong những điều này xảy ra một dẫn truyền thần kinh hóa học. Các tế bào thần kinh trước và sau synap được ngăn cách bởi không gian synap. Một tiềm năng hành động trong tế bào thần kinh tiền synap sẽ kích hoạt giải phóng các chất dẫn truyền thần kinh.

Chúng đến khe hở tiếp hợp, có sẵn để phát huy tác dụng của chúng đối với các tế bào thần kinh sau synap.

Các chất được giải phóng ở khớp thần kinh

Trong quá trình giao tiếp thần kinh, không chỉ các chất dẫn truyền thần kinh như serotonin, acetylcholine, dopamine, noradrenaline, v.v. Các hóa chất khác, như chất điều chế thần kinh, cũng có thể được phát hành.

Chúng được gọi như vậy bởi vì chúng điều chỉnh hoạt động của nhiều tế bào thần kinh trong một khu vực nhất định của não. Chúng phân tách với số lượng lớn hơn và di chuyển quãng đường dài hơn, lan rộng hơn so với dẫn truyền thần kinh.

Một loại chất khác là hormone. Chúng được giải phóng bởi các tế bào của các tuyến nội tiết, nằm ở các bộ phận khác nhau của cơ thể như dạ dày, ruột, thận và não.

Các hormone được giải phóng vào dịch ngoại bào (bên ngoài tế bào) và sau đó được bắt giữ bởi các mao mạch. Sau đó chúng được phân phối khắp cơ thể thông qua dòng máu. Những chất này có thể liên kết với các tế bào thần kinh có các thụ thể đặc biệt để bắt chúng.

Do đó, hormone có thể ảnh hưởng đến hành vi, làm thay đổi hoạt động của các tế bào thần kinh tiếp nhận chúng. Ví dụ, testosterone dường như làm tăng sự hung dữ ở hầu hết các động vật có vú.

Các loại khớp thần kinh

Các khớp thần kinh có thể được phân biệt thành ba loại theo những nơi chúng xảy ra.

- Các khớp thần kinh niệu đạo: trong 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 đuôi gai trong một số loại tế bào thần kinh.

- Các khớp thần kinh trục: trong đó, nút synapta cuối cùng với soma hoặc nhân của nơron.

- Khớp thần kinh Axoaxonic: nút thiết bị đầu cuối của tế bào trước synap kết nối với sợi trục của tế bào sau synap.

Loại khớp thần kinh này hoạt động khác với hai loại kia. Chức năng của nó là giảm hoặc củng cố lượng chất dẫn truyền thần kinh đang được giải phóng bởi nút thiết bị đầu cuối. Do đó, nó thúc đẩy hoặc ức chế hoạt động của tế bào thần kinh tiền sản.

Các khớp thần kinh Dendrodendritic cũng đã được tìm thấy, nhưng chức năng chính xác của chúng trong giao tiếp nơ-ron hiện chưa được biết đến.

Làm thế nào một khớp thần kinh xảy ra?

Các nơ-ron chứa các túi gọi là túi synap, có thể lớn hoặc nhỏ. Tất cả các nút thiết bị đầu cuối có các túi nhỏ mang các phân tử dẫn truyền thần kinh bên trong chúng.

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

Khi một tiềm năng hành động được gửi dọc theo sợi trục, sự khử cực (kích thích) của tế bào xảy ra. Do đó, các kênh canxi của tế bào thần kinh được mở ra cho phép các ion canxi xâm nhập vào nó.

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

Tế bào chất của tế bào bắt giữ các mảnh màng còn lại và đưa chúng đến bể chứa nước. Ở đó, họ tái chế, tạo ra các túi synap mới với chúng.

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

Khi các kênh này mở ra, một số chất sẽ xâm nhập vào tế bào thần kinh, gây ra tiềm năng sau synap. Điều này có thể có tác dụng kích thích hoặc ức chế trên tế bào tùy thuộc vào loại kênh ion đã được mở.

Thông thường, tiềm năng sau synap kích thích xảy ra khi natri đi vào tế bào thần kinh. Trong khi các chất ức chế được tạo ra bởi lối ra kali hoặc lối vào clo.

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

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

Hoàn thành khớp thần kinh

Các tiềm năng sau synap thường rất ngắn gọn và kết thúc thông qua các cơ chế đặc biệt.

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

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

Có những thụ thể tiền ung thư được gọi là autoreceptor kiểm soát lượng chất dẫn truyền thần kinh giải phóng hoặc tổng hợp tế bào thần kinh.

Tài liệu tham khảo

1. Carlson, N.R. (2006). Sinh lý học của hành vi thứ 8 Ed. Madrid: Pearson. Trang: 32-68.
2. Cowan, W. M., Südhof, T. & Stevens, C. F. (2001). Synapses Baltirnore, MD: Nhà xuất bản Đại học Johns Hopkins.
3. Synapse điện (s.f.). Truy cập ngày 28 tháng 2 năm 2017, từ Pontificia Đại học Católica de Chile: 7.uc.cl.
4. Stufflebeam, R. (s.f.). Tế bào thần kinh, khớp thần kinh, tiềm năng hành động và truyền dẫn thần kinh. Truy cập ngày 28 tháng 2 năm 2017, từ CCSI: mind. whileu.edu.
5. Nicholls, J. G., Martin, A. R., Fuchs, P. A, & Wallace, B. G. (2001). Từ Neuron đến Brain, lần thứ 4 Sunderland, MA: Sinauer.
6. Các khớp thần kinh. (s.f.). Truy cập ngày 28 tháng 2 năm 2017, từ Đại học Washington: fac.w.wingtonington.edu.