محل ارتباط یک نورون را با نورون دیگر سیناپس می خوانند. بیشترین تعداد سیناپسها از نوع آکسون به دندریت یا آکسون به جسم سلولی است.
نورون اول را پیش سیناپسی و نورون بعدی را پس سیناپسی می نامند.
بازتاب
در بازتاب بازشدن پا، یک نورون حسی، نورون دیگری را تحریک می کند و آن نورون هم یک نورون حرکتی را تحریک کرده و سرانجام نورون حرکتی ماهیچه را به حرکت وا می دارد. مسیر عصبی از نورون حسی تا پاسخ حرکتی را قوس بازتاب Refiect Arc می نامند. سرعت رسانش از طریق قوس بازتاب به مراتب کمتر از سرعت شناخته شده انتقال تکانه در طول آکسون است، یعنی سرعت انتقال تکانه بین دو نورون باید کمتر از سرعت انتقال در طول آکسون باشد. (یک تکانه در نخاع یک فاصله معین را از طریق سیناپس آهسته تر از انتقال در طول آکسون طی می کند).
تجمع زمانی temporal Summation و تجمع مکانی Spatial summation
تحریکهایی که در زمان کوتاه و به صورت پی در پی ارائه می شوند، اثرشان بریکدیگر افزوده می شود که این پدیده را تجمع زمانی گویند. اثر یک تحریک زیرآستانه در کسری از ثانیه از بین می رود اما این اثر می تواند قبل از، از بین رفتن بااثر تحریک زیرآستانه دیگری که به سرعت به دنبالش می آید، ترکیب شود. یک سری ضربه های سریع، مجموعه ای از برانگیختگی های ضعیف ایجاد می کند که اثرهر کدام برتحریکهای قبلی افزوده می شود. اگر سرعت تحریکها به اندازه کافی قوی باشد، اثر آنها با هم ترکیب شده از سطح آستانه فراتر می روند و در نورون پس سیناپسی پتانسیل عمل ایجاد می کنند.
نورون پس سیناپسی Postynaptic Neuron
تجمع زمانی Temporal Summation
قوس بازتاب Reflex Arc
پتانسیل تحریکی پس سیناپسی Excitatory Postsynaptic Potential ,EPSP
تجمع مکانی Spatial summation
پتانسیل بازدارنده پس سیناپسی Inhibitory Postsynaptic Potential ,IPSP برخلاف پتاسیل های عمل که همواره از ناقطبی شدن (دپولاریزاسیون) بوجود می آیند، پتانسیلهای مدرج ممکن است ناشی از ناقطبی شدن (دپولاریزاسیون) (تحریکی) یا بیش قطبی شدن (بازدارنده) باشند. ناقطبی شده اند (دپولاراریزاسیون) مدرج را پتانسیل تحریکی پس سیناپسی EPSP می نامند. EPSP همانند پتانسیل عمل به دنبال گشوده شدن ورود سدیم به داخل سلول بوجود می آید. در واقع فعل و انفعال در سیناپس، موجب گشوده شدن مجراهای سدیم و عبور یونهای سدیم از غشا می گردد. با این حال، فرآیند انتقال در یک سیناپس نمی تواند به انداه کافی مجراهای سدیم را برای تولید پتانسیل عمل بازکنند . EPSP برخلاف پتانسل عمل یک رویداد زیرآستانه ای است که با گذشت زمان و طی مسافتی کوتاه به تدریج از بین می رود، یعنی شدت آن همزمان با حرکت در طول غشاء از بین می رود. سیناپس ها دارای ویژگی تجمع مکانی نیز هستند، یعنی اینکه چند سیناپس که از قسمتهای مختلف درون دادهایی را به یک نورون وارد می کنند، اثر تجمعی در نورن بوجود می آورند، وقتی دو تحریک همزمان ارائه شود اثرات آنها برهم افزوده می شود و از سطح آستانه تحریک نورون هدف فراتر می رود و آن را به شلیک پتانسیل عمل وا می دارد.
هرچه پتانسیل ها در بخشهای دورتر دندریتها قرارداشته باشند به همان نسبت EPSP بزرگتری هم تولید می کنند، زیرا سهم آنها در پاسخ سلول، با سهم سیناپسهای نزدیکتر به جسم سلولی برابراست.
پیک عصبی (انتقال دهنده عصبی Neurotransmitter
شکاف سیناپسی synaptic cleft
کیسه های سیناپسی vesicles
آمینواسیدها Amino Acids
پیتیدها Peptides
استیل کولین Acetylcholine
مونوآمین Monoamine
پورین ها purines
اکسید تیتریک No Nitric oxide
برون ریزی Exocytosis
فرن Fern
اثریونی Ionotropic effect
اثرشیمیایی Metabotropic
پروتئین جی G protein
پیک ثانوی second messenger
آدنوزین سوفسفات چرخه ای (AMP چرخه ای)cyclic adenosine
تعدیل کننده های عصبیmono phosphate
استیل کولین استراز Acetylcholine sterase
بازجذب Reuptake
نورون ها مواد شیمیایی می سازند که نقش پیک های عصبی Neurotransmitters را ایفا می کنند. پیک های کوچکتر در پایانه آکسون و پیک های درشت تر به صورت مولکولهای پیتیدی (ترکیبی از دویاچند اسیدآمینه) در جسم سلولی ساخته می شوند. در نورون پیک های عصبی پیتیدی از جسم سلولی به پایانه های آکسونی منتقل می شوند، درست همانند یک پتانسیل عمل که طول آکسون را طی می کند. با رسیدن پتانسیل عمل به پایانه پیش سیناپسی و ورود کلیه به آن، پیک های عصبی از پایانه آکسون در فضای بین نورونهای پس سیناپسی و پیش سیناپسی، یعنی در شکاف سیناپسی آزاد می شوند. مولکولهای شیمیایی رهاشده به گیرنده های خود در نورون پس سیناپسی می چسبند و فعالیت آنها را تغییر می دهند. پس مولکولها از گیرنده ها جدا و در برخی موارد، به مواد شیمیایی غیرفعالی تبدیل می شوند. بخش عمده مولکولهای پیک عصبی نیز جهت بازیافت، مجدداً به داخل سلول پیش سیناپسی بر می گردند. در برخی سلولها نیز کیسه های سیناپسی خالی، به جسم سلولی باز می گردند.
پیک های عصبی
آمینواسیدها:گلوتامات، گاما، گلیسین، اسپارتات و …
مونوآمین ها :
ایندلیمین ها: سروتونین
کته کولاآمین ها: دوپامین، نوراپی نفرین، اپی نفرین
پیتیدها (زنجیره ای از آمینو اسیدها): آندروفین، مادهP، نوروپیتید و …
پورین ها:ATP ،آدنوزین و…
گازها :NO (اکسید نیتریک) و …
انواع پیک های عصبی
مواد شیمیایی ترشح شده از یک نورون را که برفعالیت نورونهای دیگرمی تواند پیک های عصبی می نامند. هر نورون پیک های خود را به کمک مواد موجود در داخل خون می سازد.
طبقه های اصلی پیک های عصبی
آمینو اسیدها : Amino Acids اسیدهایی هستند با یک گروه آمین NH2
پیتیدها : Peptidesزنجیره ای از آمینو اسیدها گفته می شود:زنجیره طولانی آمینواسیدها و پلی پیتید و زنجیره باز هم طولانی تر آنها را پروتئین می نامند.
استیل کولین (یک طبقه تک عضوی) ماده شیمیایی است که شبیه آمینو اسید است، با این تفاوت که در ترکیب شیمیایی آن به جای گروه NH2 یک گروه (N(eH3 وجود دارد.
مونوآمین ها : پیک های عصبی غیراسیدی که یک گروه آمین NH2 دارند و از سوخت و ساز آمینواسیدها ساخته می شوند.
گازها به خصوص اکسید نیتریک No) Nitric oxide ): مواد شیمیایی که بعنوان پیک های عصبی عمل می کند و بسیار گوناگون هستند. اکسید نیتریک No از نورونهای موضعی کوچک رها می شوند.
این گاز سمی است و نمی توان آن را با روشهای آزمایشگاهی تولید کرد.
یکی از کارکردهای اکسیدنیتریک آن است که هنگامی که از نورون رها می شود. عروق خونی را گشاد می کند تا جریان خون رسانی به بخشهای فعال مغز افزایش یابد.
کته کولامین : دوپامین ، اپی نفرین و نوراپی نفرین (یک گروه کتول دریک گروه آمین )
فنیل آلانین و تیروزین مواد اولیه سازنده دوپامین ،نوراپی نفرین واپی نفرین هستند .
اسید آمینه تریپتوفان : ماده اولیه سرتونین است .
برخی پیکهای عصبی مانند استیل کولین در پایانه سیناپس نزدیک محل ترشح خود ، ساخته می شوند.
اما پیک های عصبی با ساختمان مولکولی بزرگتر ،مانند پیپتیدها ، در جسم سلولی ساخته می شوند و از آنجا به پایانه آکسون انتقال می یابند .
بیشتر نورونها پیک های عصبی غیرپیپتیدی رامجددا جذب و بازیافت می کنند . اما نورونهای پیپتیدی به خاطر عدم وجود مکانیزم بازجذب ،ذخیره خود را زود از دست می دهند. درمغز انسان ۱۰۰نوع پیک عصبی وجود دارد،اما یک نورون نمی تواند همه آنها راترشح کند ،هرنورون ۲یا ۳پیک عصبی وحتی بیشتر را رها می کند . عملکرد یک پیک عصبی را گیرنده های آن تعیین می کنند .برای نمونه در برخی سیناپس ها با توجه به نوع گیرنده ،استیل کویین ممکن است نقش پیک عصبی تحریک کننده داشته باشد ودرسیناپس های دیگر نقش بازدارنده دارند. فرآیند برون ریزی exocytosis: با ناقطبی شدن انتهای آکسون هنگام رسیدن پتانسیل عمل ،بار الکتریکی در دوسوی غشا تغییر می کندو باعث گشوده شدن مجراهای کلسیم وابسته به ولتاژدر پایانه های نورون می گردد .با به جریان افتادن کلسیم ،پیک عصبی از غشای نورون در شکاف بین نورونها ی پیش سیناپسی و پس سیناپسی رها می شود که به آن فرآیند برون ریزی می گویند .
عمل برون ریزی سریع است و حدود ۱تا ۲ هزارم ثانیه ادامه پیدا می کند . عرض شکاف سیناپسی ۰۲/۰تا ۰۵/۰میکرون است و حدود ۱۰هزارم ثانیه طول می کشد تا پیک عصبی در سرتاسر شکاف پخش شود . هرپیک عصبی چندین نوع گیرنده دارد . برای نمونه ، دوپامین حداقل ۵نوع گیرنده و سرتونین بیش از دهها گیرنده دارد.گیرنده های مختلف اثرات گوناگونی بررفتاردارند .گیرنده پیک عصبی درغشای سلول پس سناپسی از جنس پروتئین است .هنگامیکه پیک عصبی به محل گیرنده خود می چسبد ،گیرنده مجرایی را درغشا باز می کند . این اثر یا سریع انجام می شود که به آن اثر یونی می گویند ،یا آهسته و با صرف زمان نسبتا طولانی صورت می گیرد ،که آن را اثر شیمیایی می نامند .
برخی پیک های عصبی در نورون پس سیناپسی اثر یونی ایجاد می کنند . بدین معنا که در سطح غشا به گیرنده خود می چسبند و باعث می شوند فورا مجراهای برخی یونها در غشا سلول دریافت کننده گشوده شوند. برای نمونه استیل کولین در برخی از سیناپسهای خود اثر یونی دارد . از آنجا که این سیناپسها با مواد نیکوتین دار نیز تحریک می شوند ، آنها را سیناپس های نیکوتینی هم می نامند . هنگامیکه استیل کولین به یکی از این گیرنده ها می چسبد ، دیواره مجرای استوانه ای شکل گیرنده را در غشا ،اندکی می چرخاند و مجرا در وضعیتی قرار می گیرد که یونهای سدیم می توانند از آن عبور کنند ، این عمل خیلی سریع انجام می شود ، این گونه سیناپسها در انتقال اطلاعات دیداری ،شنیداری وحرکتی که رویدادهادر آنها مرتب در حال تغییراند ،بسیار کارآمد عمل می کنند .
فراوان ترین انتقال دهنده در مغز پستانداران گلوتامات است ،که اغلب گیرنده های آن اثر یونی ایجاد می کنند . شایع ترین انتقال دهنده بازدارنده GABAاست که آن نیز به شیوه اثر یونی منفی به داخل سلول می شود .از دیگر گیرنده های بازدارنده می توان به گلیسین اشاره کرد . اثر یونی ،پیک عصبی در ۱۰هزارم ثانیه مجراها را باز می کند و ۲۰هزارم ثانیه نیز آنها را باز نگه می دارد.
اثر شیمایی و دستگاه پیام رسان ثانوی
در سایر سیناپسها ، پیک عصبی با مجموعه ای از اثرات شیمیایی هرسلول پس سیناپسی اثر می گذارند.این اثرات به مراتب آهسته و طولانی تر از اثرات یونی است . پس از ترشح این نوع انتقال دهنده ها ، اثر شیمیایی آنهاحدود ۳۰هزارم ثانیه بعد آشکار می شودوتاچند ثانیه ،دقیقه یا حتی چند ساعت ادامه می یابد. پیک عصبی هنگامی که به گیرنده ای واکنش شیمیایی ایجاد می کند می چسبد ،یک ماده پروتئینی راکه به گوانوزین تری فسفات GTPمولکول ذخیره سازی انرژی ،پیوند خورده است .پروتیین جی G-protein می نامند . پروتئین جی فعال شده تراکم ماده ای به نام پیک ثانوی second messenger مثل آدنوزین مونوفسفات چرخه ای cyclic adenosine monophosphate ( ampچرخه ای )،در درون سلول را افزایش می دهد. به محض اینکه اول (پیک عصبی ) اطلاعات را به سلول پس سیناپسی انتقال می دهد،پیک ثانوی به تبادل اطلاعات در بخشهای داخلی سلول می پردازد. آزاد شدن پیک ثانوی پیامدهای گوناگونی دارد ،ممکن است مجراهای یونی در غشا را باز کندیا ببندد، ساخت پروتئین را تغییر دهد یا غشی ازیک کروموزم را فعال کند. اثرات سیناپسهای یونی بریک نقطه در غشا محدود می شود ، در حالیکه سیناپسهای شیمیایی به کمک پیک ثانوی ، تمام یا بخش عمده فعالیتهای سلول پس سیناپسی را تحت تاثیر قرار می دهد(به سیناپسهای یونی ، سیناپسهای تند اثر و به سیناپسهای شیمیایی ، سیناپسهای کند اثر می گویند.) گاهی پژوهشگران ، برخی پیک های عصبی به ویژه پیک های عصبی پیپتیدی به عنوان تعدیل کننده های عصبی neuromodulators یاد می کنند . این مواد با اینکه برگیرنده های شیمیایی سلول پس سیناپسی اثر می گذارند ، اما آنها را تحریک یا بازداری نمی کنند ، بلکه ترشح سایر پیک های عصبی یا حساسیت سلولهای پس سیناپسی را افزایش یا کاهش می دهند .انتقال دهنده های پیپتیدی آنقدر ترشح می شوند که به راحتی می توانند ،چندین سلول را برای طولانی مدت تحت تاثیر قرار دهند .
غیر فعالسازی وباز جذب پیک های عصبی
بطور طبیعی یک پیک عصبی به مدت زمان زیادی نمی تواند روی غشای نورون پس سیناپسی باقی بماند ، زیرا ممکن است آن نورون را بطور مداوم تحریک یا بازداری کند،از این رو پیک های عصبی به شکل های مختلف غیر فعال می شوند. مولکول استیل کولین پس از تحریک گیرنده خود به کمک استیل کولین استراز acetylcholinesterase به دوقسمت تجزیه می شود:استات و کولین
کولین دوباره به نورون پیش سیناپسی نفوذ می کند و در آنجا با پیوند با استات دوباره استیل کولین ساخته می شود. سروتونین و کته کولامین ها(دوپامین ،نوراپی نفرن و اپی نفرین )به جای تجزیه شدن به اجزای غیرفعال ، به راحتی از سطح گیرنده خود در غشای پس سیناپسی جدامی شوند.
بیشتراین مولکولها دوباره به درون نورون پیش سیناپسی باز می گردندو مجددا مورد استفاده قرارمی گیرند.این فرآیند را بازجذب reuptakeمی نامند، به کمک پروتئینهای ویژه ای درغشا به نام پروتئین های ناقل transporters انجام می گیرد. مکانیسم عمل بسیاری از داروهای رایج ضد افسردگی مثل فلوکستین (پروزاک )به این شکل است که این داروها با مهار کردن فرآیند بازجذب و طولانی تر کردن اثربخشی پیک های عصبی ،افسردگی را کاهش می دهند. برخی از مولکولهای سرتونین و کته کولامین ،قبل یا بعد از بازجذب ،خاصیت شیمیایی خود را از دست می دهند و نمی توانند گیرنده های خود را تحریک کنند. آنزیمهایی که پیک های کته کولامینی راتبدیل به مولکولهای غیرفعال می کنندبه آنزیمهای COMT (کته کولامین ترانسفراز catechol-o-methyltransferase)و MAO( مونوآمین اکسیداز monoaminoxidas) که برمیزان سرتونین وکته کولامین ها در مغز اثر می گذارند ،معروفند.
سیناپس هاو اثرات دارو
تمامی داروهایی که اثرات مهمی بررفتار دارند در سیناپس ها اثر می گذارند.
به داروهایی که اثرات یک پیک عصبی را کاهش می دهند ،داروی آنتاگونیست antagonist(ناسازگار)می گویند. به داروهایی که اثرات یک پیک عصبی را افزایش می دهند ،داروی آگونیست agonist(سازگار)می گویند. دارویی که آگونیست – آنتاگونیست محسوب می شود ،در برخی دیگر نقش آنتاگونیست را ایفا می کند ،که بایک دوز (مقدار) مشخص آگونیست و با دوزهای دیگر آنتاگونیست است.
داروها به شکل های گوناگون فعالیت سیناپس را تحت تاثیر قرار می دهند
۱-دارو می تواند در سیناپس ساخت پیک عصبی را افزایش یا کاهش دهد.
۲-موجب پاره شدن کیسه های سیناپسی (دزیگول ها ) گردد.
۳- ترشح یک پیک عصبی را افزایش یا باز جذب آن را کاهش دهد.
۴- پیک عصبی را تجزیه کند
۵-مستقیما گیرنده های پس سیناپسی را تحریک یا مهارکند.
اگر یک دارو برروی گیرنده ای بنشیند و با آن مثل قفل و کلید جفت شود میل به ترکیب با آن گیرنده پیدامی کند. البته این میل ترکیبی Affinityشدت وضعف دارد. اثر بخشی یک دارو بستگی به تمایل آن دارو برای فعال کردن گیرنده ها دارد. بنابراین اگر دارویی به راحتی روی گیرنده ای بنشیند ،اما نتواند آن را تحریک کند ،می گوییم این دارو میل ترکیبی بالا ولی اثر بخشی پایینی دارد. چنین دارویی آنتاگونیست محسوب می شود ،چون بااینکه گیرنده را اشغال می کند ،اما فعالیت آن را افزایش نمی دهد. استیل کولین حداقل چهارنوع گیرنده نیکوتینی و پنج نوع گیرنده موسکارینی دارد.
دوپامین پنج نوع گیرنده، سروتونین حداقل ۱۵نوع گیرنده ، گلوتامات شانزده گیرنده و دستگاه عصبی برای ایجاد یک رفتار پیچیده ،عناصر شیمیایی بسیاری را باید با هم ترکیب کند . انتقال دهنده های گوناگون (پیک های عصبی ) و گیرنده های مختلف نقش های متفاوت و متمایزی را در عملکرد مغز و رفتار ایفا می کنند. راز اصلی تفاوت شخصیت افراد با یکدیگر در گیرنده های گوناگون پیک های عصبی آنها نهفته است .
پیمان دوستی
۲۵ اردیبهشت ۹۴
