Het zenuwstelsel bevat zenuwcellen, of neuronen, die signalen naar doelcellen overbrengen, wat neuronen of andere typen cellen kunnen zijn. De kloof tussen de zendende en ontvangende cellen is de synaps. Stimulerende signalen, elektrisch of chemisch, moeten de synaps doorkruisen om hun doel te bereiken. Zowel de zender- als de ontvangercellen hebben uitgebreide biochemische machinerie om signalen te creëren, verzenden, detecteren en reageren die de synaps doorkruisen. Een ander type synaps wordt gevonden in het immunologische systeem van het lichaam en omvat witte bloedcellen in plaats van neuronen.

Neuronale synaps Anatomie

De synaptische gespleten of gap junction is de ruimte die de celmembranen van de presynaptische cel scheidt zender van postsynaptische ontvangercellen. De hersenen en het centrale zenuwstelsel zijn samengesteld uit biljoenen synapsen die informatie tussen cellen overbrengen. De spleet is zo klein van 2 tot 40 nanometer - dat voor beeldvorming een elektronenmicroscoop nodig is. Chemisch-signaal synapsen kunnen van twee soorten zijn, asymmetrisch of symmetrisch, afhankelijk van de vorm van de chemisch-bevattende kleine zakjes, of blaasjes, die neurotransmitterchemicaliën door de opening dumpen. De vesicles van een asymmetrische opening zijn rond en het postsynaptische membraan bouwt dicht materiaal op dat bestaat uit eiwitten en receptoren. Symmetrische synapsen hebben afgeplatte blaasjes en het postsynaptische celmembraan bevat geen dichte opbouw van materiaal.

Chemische synapsen

Een chemische synaps bevat een presynaptisch neuron dat elektrochemische stimulatie omzet in de afgifte van neurotransmitterchemicaliën die, afhankelijk van hun samenstelling, de activiteit van de receptorcel opwekken of remmen. De gestimuleerde presynaptische cel accumuleert calciumionen die bepaalde eiwitten aantrekken die gehecht zijn aan vesicles die neurotransmitterchemicaliën bevatten. Hierdoor smelten de vesicles samen met het presynaptische celmembraan, waardoor de chemicaliën van de neurotransmitter leeg kunnen raken in de synaptische kloof. Sommige van deze chemicaliën ontmoeten en activeren receptoren op het postsynaptische celmembraan, waardoor het signaal zich voortplant via de postsynaptische cel. De neurotransmitters komen vervolgens vrij uit de postsynaptische cel, soms met behulp van speciale transportereiwitten, en worden opnieuw door de presynaptische cel hergebruikt voor hergebruik.

Elektrische synapsen

De gap junction van een elektrische synaps is ongeveer 10 maal smaller dan de breedte van de kloof van een chemische synaps. Kanalen genaamd connexons overbruggen de gap junction, waardoor ionen kunnen oversteken. De connexons bevatten eiwitten die het kanaal kunnen openen of sluiten, waardoor de stroom van ionen wordt beheerst. Een gestimuleerde presynaptische cel opent zijn connexons, waardoor positief geladen ionen naar de postsynaptische cel kunnen stromen en depolariseren. Elektrische synapsfysiologie vereist geen chemische boodschappers of receptoren en maakt daarom snellere overdrachtssnelheden mogelijk. Een ander uniek kenmerk van de elektrische synaps is dat het signaaloverdracht in beide richtingen mogelijk maakt.

Immunologische synaps

Een immunologische synaps is de ruimte tussen bepaalde verschillende soorten witte bloedcellen of lymfocyten. Aan de ene kant van de synaps is een T-cel of een natuurlijke killercel. De postsynaptische cel kan een van verschillende lymfocyttypen zijn die vreemde antigenen op het oppervlak presenteren. De antigenen zorgen ervoor dat de presynaptische cel proteïnen afscheidt die helpen de bacteriën, virussen of andere vreemde stoffen te vernietigen die door de doelcel worden ingenomen. De synaps is ook bekend als een supramoleculair adhesiecomplex en bestaat uit ringen van verschillende eiwitten. De presynaptische cel kruipt over de doelcel, brengt een synaps tot stand en geeft vervolgens eiwitten vrij die reageren op de binnendringende vreemde substantie.