神経系におけるシナプス
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解剖生理学 34話「神経のしくみ」 (十一月 2024)
中枢神経系では、シナプスは、シグナルがあるニューロンから次のニューロンへと通過することを可能にする、ニューロンの末端の小さな隙間です。シナプスは神経細胞が他の神経細胞とつながっているところにあります。シナプスは脳の機能、特に記憶に関しては重要です。
シナプスとは
神経信号がニューロンの端に達すると、それは単純に次の細胞に進むことはできません。代わりに、それはシナプスを横切って次のニューロンにインパルスを伝えることができる神経伝達物質の放出を誘発しなければならない。
神経インパルスが神経伝達物質の放出を誘発すると、これらの化学的メッセンジャーは小さなシナプス間隙を横切り、そして次の細胞の表面上の受容体によって取り込まれる。神経伝達物質は鍵のように機能しますが、これらの受容体は鍵のように機能します。神経伝達物質は、それらが結合するニューロンを興奮させるかまたはそれを阻害する可能性がある。
神経信号は電流のように考え、ニューロンはワイヤのように考えます。シナプスは、電流をランプ(またはあなたが選んだ他の電化製品)に接続してランプを点灯させるコンセントまたは接続箱です。
シナプスの部分
シナプスは3つの主要部分で構成されています。
- 神経伝達物質を含むシナプス前終末
- 2つの神経細胞間のシナプス間隙
- 受容体部位を含むシナプス後終末
電気インパルスは、ニューロンの軸索を伝って進み、それから神経伝達物質を含む小さな小胞の放出を引き起こします。これらの小胞はシナプス前細胞の膜に結合し、神経伝達物質をシナプスに放出します。これらの化学メッセンジャーはシナプス間隙を横切り、次の神経細胞の受容体部位とつながり、活動電位として知られる電気的インパルスを引き起こします。
タイプ
シナプスには主に2つのタイプがあります。
化学シナプス: 1つ目は、シナプス前ニューロンの電気的活動が化学伝達物質である神経伝達物質の放出を引き起こすという化学シナプスです。神経伝達物質はシナプスを横切って拡散し、シナプス後細胞の特殊化された受容体に結合する。次に神経伝達物質はシナプス後ニューロンを興奮させるかまたは抑制する。興奮は活動電位の発火につながり、抑制はシグナルの伝播を防ぎます。
電気シナプス:このタイプでは、2つのニューロンがギャップ結合として知られる特殊なチャネルによって接続されています。電気シナプスは、電気信号がシナプス前細胞からシナプス後細胞へと迅速に伝わることを可能にし、信号の伝達を迅速に加速させる。電気的シナプス間のギャップは、化学的シナプスのギャップよりもはるかに小さい(20ナノメートルに対して約3.5ナノメートル)。 2つの細胞を接続する特別なタンパク質チャンネルは、シナプス前ニューロンからの正の電流がシナプス後細胞に直接流れることを可能にする。
電気シナプスは、化学シナプスよりもはるかに速く信号を伝達します。化学シナプスでの伝達速度は最大で数ミリ秒かかることがありますが、電気シナプスでの伝達はほぼ瞬間的です。化学的シナプスが興奮性または抑制性であり得る場合、電気的シナプスは興奮性のみである。
電気的シナプスは速度の利点を持っていますが、信号があるセルから次のセルに伝わるにつれて信号の強度は減少します。この信号強度の喪失のため、非常に小さいシナプス後ニューロンに影響を与えるには、非常に大きいシナプス前ニューロンが必要です。化学シナプスは遅くなるかもしれませんが、信号強度を損なうことなくメッセージを送信できます。非常に小さいシナプス前ニューロンもまた、非常に大きいシナプス後細胞にさえ影響を及ぼし得る。
歴史
シナプスという用語は、1897年に生理学者のMichael Fosterによって彼の "Textbook of Physiology"の中で最初に導入されたもので、ギリシャ語に由来します シナプス 「接続詞」を意味します。