Synaptogenéza: ako sú vytvorené spojenia medzi neurónmi?

Synaptogenéza je proces, pomocou ktorého sú vytvorené synapsie , tj spojenia medzi jedným neurónom a inou bunkou nervového systému alebo medzi dvoma neurónmi. Hoci synaptogenéza je počas intenzívneho vývoja obzvlášť intenzívna, vplyvy prostredia ovplyvňujú konsolidáciu a vymiznutie synapsií v priebehu života.

Chápať ako sa vytvoria spojenia medzi neurónmi Je dôležité najprv pochopiť, aké vlastnosti definujú tento typ buniek a aké sú presne synapsí. Rovnako dôležité je objasniť význam rôznych pojmov týkajúcich sa synaptogenézy, ako je plasticita mozgu a neurogenéza.

• Súvisiaci článok: "Typy neurónov: vlastnosti a funkcie"

Neuróny a synapsí

Neuróny sú bunky nervového systému špecializované na prijímanie a vysielanie elektrochemických impulzov. Tieto signály umožňujú vykonať veľmi rozmanité funkcie, ako je sekrécia neurotransmiterov a hormónov, kontrakcia a rozťahovanie svalov, vnímanie, myšlienka alebo učenie.

Morfológia neurónov ich odlišuje od iných typov buniek. Konkrétne pozostávajú z tri hlavné časti: soma, dendrity a axon .

Sómom alebo bunkovým telom je miesto, kde sú organizované procesy a funkcie neurónu; dendriti sú krátke rozšírenia, ktoré prijímajú elektrické impulzy; a axón je dlhší prívesok, ktorý vysiela signály zo sómy do iných buniek.

Keď nervové impulzy dosiahnu koniec axónu (terminálne tlačidlo), neurón vylučuje neurotransmitery, chemické zlúčeniny, ktoré uprednostňujú alebo inhibujú účinok receptorovej bunky. V prípade neurónov, ako sme už povedali, dendrity zachytia tieto signály.

Teraz nazývame synapsí spojenie medzi jedným neurónom a druhou bunkou , najmä ak je to aj neurón. Keď dva synaptánové bunky uvoľnia membránu presynaptického neurónu neurotransmiter do synaptického priestoru, oblasť, v ktorej sa viaže s receptorom alebo postsynaptickou bunkou; dostáva impulz, ktorý reguluje jeho činnosť.

Vytvorenie mnohých synapsií medzi neurónmi a inými bunkami, ktoré sa vyskytujú prirodzene počas neurodevelopmentu, spôsobuje vytváranie sietí alebo obvodov neurónov veľmi zložité Tieto siete sú základom správneho fungovania nervového systému, a teda aj procesov, ktoré na ňom závisia.

• Súvisiaci článok: "Čo je synaptický priestor a ako to funguje?"

Ako sú vytvorené spojenia medzi neurónmi?

Konce axónov a dendritov (pred narodením, v druhom prípade) obsahujú rozšírenia s kužeľovitým tvarom, ktoré sa vyvíjajú v smere ďalšej bunky a spôsobujú, že neuróny rastú a pristupujú k nemu, čo umožňuje synaptické spojenie. Názov, ktorý tieto rozšírenia obdrží, je "kužele nervového rastu".

Rastové kužele sú riadené neurotrofickými faktormi vylučované cieľovými neurónmi. Tieto chemické zlúčeniny priťahujú alebo odpudzujú axón presynaptického neurónu; týmto spôsobom uvádzajú, kde by mala rásť. Akonáhle sa axón spojí s postsynaptickou bunkou, signalizujú neurotrofické faktory a prestávajú rásť.

Tento proces, ktorý prebieha v rôznych štádiách počas celého života, sa nazýva synaptogenéza a umožňuje plastickej mozog, teda schopnosť, ktorou náš nervový systém rastie, mení a reštrukturalizuje. Plasticita je založená na učení a praxi , ktoré spájajú alebo oslabujú spojenia medzi neurónmi.

Frekvencia synaptogenézy je väčšia v niektorých štádiách života, najmä počas skorého vývoja. Avšak, Environmentálna stimulácia podporuje synaptogenézu v ktorejkoľvek etape života.

Synaptogenéza počas vývoja

Na začiatku embryonálneho vývoja dochádza k masívnej proliferácii neuroblastov (prekurzorov neurónov) vo vnútornej zóne nervovej trubice; tento moment je známy ako "neurogenéza" , Následne neuroblasty migrujú na vonkajšiu stranu neurónovej trubice cez radiálnu gliu a tak sa rozprestierajú v celom nervovom systéme.

Neuroblasty sa stávajú neurónmi počas procesu diferenciácie buniek, čo závisí od informácií obsiahnutých v génoch a nastane po ukončení migrácie. Diferenciácia závisí čiastočne na indukcii, to znamená na vplyve neurónov oblasti na vývoj neuroblastov, ktoré ju dosiahnu.

Synaptogenéza začína okolo piateho mesiaca vývoja plodu, ale kritické obdobie sa uskutočňuje po narodení.Počas tejto prvej synaptogenézy vzniká prebytok neurónov a spojenia medzi nimi; neskôr zmiznú menej silné synapzy (apoptóza) a definitívna štruktúra sa ustáli spolu s učením.

V období dospievania sa synaptogenéza a apoptóza opäť zintenzívňujú, hoci zmeny nie sú také významné ako zmeny, ktoré sa vyskytujú v počiatočnom vývoji. Chyby v ktorejkoľvek z týchto fáz môžu podporujú výskyt porúch neurodevelopmentu , ako je schizofrénia.

Aj keď gény čiastočne určujú charakteristiky synaptogenézy u každého jedinca, štúdie s dvojčatami a klonovanými zvieratami ukázali, že rozdelenie synapsií sa mení u geneticky rovnakých alebo veľmi podobných jedincov. To potvrdzuje dôležitosť učenia a špecifického prostredia v synaptogenéze.