7. Synapse.

Prezentace na téma: "7. Synapse."— Transkript prezentace:

1 7. Synapse

2 Neuronová síť; synapse
Presynaptická membrána Postsynaptická Golgiho komplex Mitochondrie Synaptická štěrbina Synaptické váčky Mikrotubuly Knoflíkové spojení Postsynaptické zakončení

3 Co je synapse ? K čemu slouží synapse ? Co je to synapse K čemu slouží
buněčný spoj funkční kontakt mezi membránami dvou neuronů prostřednictvím synapse se neurony spojují do složitých prostorových sítí K čemu slouží K čemu slouží synapse ? slouží ke komunikaci buněk – mezi dvěma neurony či jinou buňkou podnět přichází po axonu jednoho neuronu a prostřednictvím synapse se předává na tělo nebo dendrit přijímacího neuronu Axosomatická synapse = předání podnětu na tělo neuronu Axodendritická synapse = předání podnětu na dendrit

4 Neurony mají čtyři funkční oblasti, které odpovídají čtyřem
hlavním strukturním částem neuronu. 1. VSTUP INFORMACE 2. INTEGRACE INFORMACE 3. VEDENÍ INFORMACE 4. VÝSTUP INFORMACE

5 S-4 dendrity presynaptické zakončení axonů vstup synapse integrace
tělo neuronu vedení axon výstup presynaptické zakončení postsynaptické neurony

6 Presynaptický neuron Postsynaptický neuron Synaptická štěrbina
Uvolnění molekul neurotransmiterů do synaptické štěrbiny Difůze neurotransmiterů přes synaptickou štěrbinu Vazba na receptory iontových kanálů postsynaptické membrány Postsynaptický neuron

7 Vlákna kosterního svalstva
Synapse – nervosvalová ploténka Synaptické váčky obsahující molekuly neurotransmiteru Synaptická štěrbina Myelin Mitochondrie Vlákno motorického neuronu Receptory iontových kanálů na postsynaptické membráně Vlákna kosterního svalstva Nervosvalová ploténka (zakončení)

8

9 Typy synapsí Typy synapsí S-5
umožňuje akčním potenciálům šířit se přímo z jedné buňky na buňku druhou 1. Elektrická synapse jedná se o přímý elektrický přeskok akčního potenciálu 2. Chemická synapse synaptický přenos je uskutečňován pomocí chemického prostředníka – mediátoru (neurotransmiteru) u tohoto typu synapse nejsou buňky (neurony) v těsném kontaktu spojení, ale jsou od sebe odděleny úzkou mezerou buňky nejsou tedy elektricky propojeny a akční potenciál tak nemůže být bezprostředně přenesen z jedné na druhou buňku signál akčního potenciálu je převeden na chemický signál

10 CHEMICKÁ SYNAPSE Chemická synapse S-6
je tvořena dvěma částmi: presynaptická část a postsynaptická část jsou od sebe odděleny synaptickou štěrbinou PRESYNAPTICKÁ ČÁST: je to vakovitá rozšířenina axonu, která obsahuje organely (např. mitochondrie, buněč. skelet…), ale především tzv. synaptické váčky – vezikuly. Váčky se hromadí u synaptické štěrbiny, kde se nachází aktivní zóna synapse. Ve váčkách je obsažena látka – mediátor. POSTSYNAPTICKÁ ČÁST: je tvořena přilehlou buněčnou membránou napojeného neuronu. Část této membrány – přesně před presynaptickou membránou – se označuje jako subsynaptická membrána. SYNAPTICKÁ ŠTĚRBINA: je to úzká mezera, diky které nejsou spolu buňky elektricky propojeny a akční potenciál nemůže být přímo přenesen z pre- na postsynaptickou membránu buňky. Namísto toho je signál AP převeden na chemický signál.

11 Stavba chemické synapse
vzruch S-7 Stavba chemické synapse PRESYNAPTICKÁ ČÁST synaptické váčky (= vezikuly) presynaptická membrána synaptická štěrbina postsynaptická membrána subsynaptická membrána POSTSYNAPTICKÁ ČÁST

12 S-8 vzruch SYNAPTICKÉ VÁČKY presynaptická část axonu neurotransmiter synaptický váček synaptická štěrbina jsou obsaženy v cytoplazmě presynaptického axonu každý váček obsahuje látku tzv.neurotransmiter = nervový přenašeč, který je uvolňován do synaptické štěrbiny váčky splývají = difundují z presynaptickou membránou a poté vylévají neurotransmiter do štěrbiny

13 S-9 mikrotubuly neurofilamenta presynaptické zakončení synaptické
Skelet neuronu zajišťuje posouvání – pohyb váčků směrem k synaptické štěrbině – tedy směrem k aktivní zóně. mikrotubuly neurofilamenta presynaptické zakončení synaptické váčky synaptická štěrbina presynaptická membrána postsynaptická část postsynaptická membrána

14 Struktura chemické synapse
mitochondrie presynaptické zakončení synaptické váčky synaptická štěrbina

15

16 CHEMICKÁ SYNAPSE Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Na+
1

17 CHEMICKÁ SYNAPSE S-12 Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Na+ Na+

18 CHEMICKÁ SYNAPSE Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Na+
akční potenciál depolarizuje membránu synaptického zakončení a tím spustí vtok Ca 2+ do buňky Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ napětím ovládaný Ca2+ iontový kanál Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ vpád Ca2+ do buňky je signálem pro synaptické váčky, které se přesunují směrem k synaptické štěrbině

19 CHEMICKÁ SYNAPSE Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Na+
synaptické váčky vylijí neurotransmiter do synaptické štěrbiny a následně se neurotransmiter naváže na receptory iontových kanálů na postsynaptické membráně Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ chemicky ovládaný Na+ iontový kanál

20 CHEMICKÁ SYNAPSE Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+
navázání neurotransmiteru na iontový kanál způsobí jeho otevření a následuje transport iontů tímto kanálem průnik Na+ iontů depolarizuje postsynaptickou membránu a vyvolá tak akční potenciál Na+ Na+ Na+ Na+ Pozn. iontovými kanály prochází i další ionty K+, Cl-. Na postsynaptické membráně může docházet i k hyperpolarizaci.

21 CHEMICKÁ SYNAPSE Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+
navázaný neurotransmiter je rychle odbouráván (enzymaticky nebo je absorbován jiným neuronem) a iontové kanály se uzavírají a ukončí synaptickou reakci Na+ Na+ Na+ Na+ Př. Neuromediátor acetylcholin (nervosvalová ploténka obratlovců) je enzymaticky štěpen cholinesterázou Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+

22 neurotransmiter = nervový mediátor = nervový přenašeč
Neurotransmiter = nervový přenašeč = mediátor S-17 neurotransmiter = nervový mediátor = nervový přenašeč je uvolňován jako mezibuněčný posel do synaptické štěrbiny v nervové soustavě živočichů bylo objeveno mnoho typů neurotransmiterů, ale většina neuronů vylučuje pouze jeden typ neurotransmiteru postsynaptický neuron může obdržet chemické signály od různých neuronů, které ze svých synaptických zakončení vylučují různé neurotransmitery acetylcholin nejběžnější neurotransmiter jak u bezobratlých tak u obratlovců na nervosvalové ploténce je acetylcholin vypuštěn z motorického neuronu a váže se na receptor, který má přímý excitační účinek na membránu svalové buňky → depolarizuje membránu postsynaptické svalové buňky biogenní aminy jsou odvozené z aminokyselin dopamin, serotonin  jsou rozšířeny v mozku a ovlivňují spánek, emoce, pozornost a učení. S těmito látkami jsou spojeny i některé závažné choroby a poruchy např.: Parkinsonova choroba (souvisí s nedostatkem dopaminu v mozku), schizofrenie (souvisí s nadbytkem dopaminu). Některé látky ovlivňující psychiku jako LSD (halucinogen) se váží na receptory pro serotonin a dopamin v mozku.

23 jiné neurotransmitery
Typy neurotransmiterů S-18 neuropeptidy neuropeptid označovaný jako látka P je klíčovým excitačním signálem, který zprostředkovává vnímání bolesti endorfiny fungují jako přírodní analgetika – snižují vnímání bolesti centrální nervovou soustavou, navozují dobrou náladu a ovlivňují emoce. Opiáty jako morfin a heroin se v mozku vážou na stejné receptory jako endorfiny (vážu se tak, že napodobují endorfiny). jiné neurotransmitery na bázi aminokyselin fungují: kyselina γ-aminomáselná = GABA (působí inhibičně na nervosvalovou ploténku bezobratlých) a glutamát (působí excitačně na nervosvalovou ploténku) , glycin, asparát Přehled účinků různých látek (alkohol, drogy, nikotin) na nervový systém

24 Excitační a inhibiční synapse
Excitační synapse Iontové kanály na postsynaptické membráně umožní vtok Na+ do buňky a vylití K+ z buňky. Otevření kanálu znamená vtok kladného náboje do buňky. To depolarizuje plazmatickou membránu a vznikne akční potenciál v axonu postsynaptické buňky. EPSP – excitační postsynaptický potenciál. Inhibiční synapse Iontové kanály na postsynaptické membráně umožní Vtok Cl- do buňky a vylití K+ z buňky. Tento tok iontů hyperpolarizuje membránu, tj. sníží membránový potenciál a ztíží tak vznik akčního potenciálu. IPSP – inhibiční postsynaptický potenciál.

25 Účinky neurotransmiterů na postsynaptickou buňku
-70 EPSP Acetylcholin – působí excitačně na kosterní svalstvo, místo sekrece je nervosvalová ploténka obratlovců Na+ do buňky K+ z buňky EPSP -70 Glutamát – působí excitačně na svalstvo, místo sekrece je nervosvalová ploténka bezobratlých Na+ do buňky K+ z buňky -70 IPSP GABA – působí inhibičně, místo sekrece je nervosvalová ploténka bezobratlých Cl- do buňky K+ z buňky Stejný neurotransmiter může mít na různé typy buněk různé účinky: neurotransmiter může v postsynaptických buňkách spouštět odlišné reakce. Tato všestrannost závisí na typu receptoru přítomném na jednotlivých postsynaptických buňkách a na způsobu fungování. Př. Acetylcholin se vyskytuje jak v nervosvalové ploténce (excitační účinek) tak v CNS, kde působí excitačně i inhibičně.

26 Elektrická synapse pór
Umožňuje akčnímu potenciálu šířit se přímo z presynaptické buňky na buňku postsynaptickou. presynaptická membrána kanálky postsynaptická pór Buňky jsou propojeny mezerovými spoji (gap junction), které umožňují iontům akčního potenciálu proudit mezi neurony. Obrovské axony humrů a jiných korýšů jsou připojeny za sebou a propojeny elektrickými synapsemi.To umožňuje impulsům bezprostřední šíření z neuronu na neuron beze ztráty síly signálu. Elektrické synapse v centrální nervové soustavě obratlovců synchronizují činnost neuronů zodpovědných za rychlé stereotypní pohyby. Např. elektrické synapse v mozku umožňují některým rybám provést rychlý pohyb ocasní ploutví při útěku před predátorem

27 Struktura obřího axonu olihně (měkkýši)
mozek mozkový neuron presynaptický post- synaptický ganglium nervové vlákno postsynaptický obří axon nervové vlákno průřez nervem menší axon Struktura obřího axonu olihně (měkkýši)

28 Akční potenciál Akční potenciál vzniká vtokem sodných iontů membránou neuronu Výlevem draselných iontů vně neuronu dochází k repolarizaci