Synaptogenesis: jak powstają połączenia między neuronami?
Synaptogenesis to proces, w którym tworzone są synapsy to znaczy połączenia między jednym neuronem a inną komórką układu nerwowego lub pomiędzy dwoma neuronami. Chociaż synaptogeneza jest szczególnie intensywna podczas wczesnego rozwoju, wpływy środowiskowe wpływają na konsolidację i znikanie synaps przez całe życie.
Aby to zrozumieć jak tworzone są połączenia pomiędzy neuronami Ważne jest, aby najpierw zrozumieć, jakie cechy definiują ten typ komórek i czym dokładnie są synapsy. Równie ważne jest wyjaśnienie znaczenia różnych pojęć związanych z synaptogenezą, takich jak plastyczność mózgu i neurogeneza.
- Powiązany artykuł: "Rodzaje neuronów: cechy i funkcje"
Neurony i synapsy
Neurony są komórkami układu nerwowego specjalizuje się w odbiorze i przekazywaniu impulsów elektrochemicznych. Sygnały te pozwalają na bardzo różnorodne funkcje, takie jak wydzielanie neuroprzekaźników i hormonów, skurcz i rozciąganie mięśni, percepcja, myślenie lub uczenie się.
Morfologia neuronów odróżnia je od innych typów komórek. W szczególności składają się z trzy główne części: soma, dendryty i akson .
Soma, czyli ciało komórkowe, jest tam, gdzie organizowane są procesy i funkcje neuronu; dendryty są krótkimi przedłużeniami, które odbierają impulsy elektryczne; a akson jest dłuższym wypustem, który wysyła sygnały z somy do innych komórek.
Kiedy impulsy nerwowe docierają do końca aksonu (przycisku terminalowego), neuron wydziela neuroprzekaźniki, związki chemiczne, które sprzyjają lub hamują działanie komórki receptora. W przypadku neuronów, jak powiedzieliśmy, to dendryty przechwytują te sygnały.
Nazywamy "synapsami" połączenie między jednym neuronem a inną komórką , zwłaszcza jeśli jest to również neuron. Gdy dwa komórki synaptanu, błona neuronu presynaptycznego uwalnia przekaźnik nerwowy do przestrzeni synaptycznej, obszar, w którym wiąże się on z receptorem lub komórką postsynaptyczną; otrzymuje impuls, który reguluje jego działalność.
Stworzenie licznych synaps między neuronami i innymi komórkami, które występują naturalnie podczas neurorozwoju, powoduje tworzenie sieci lub obwodów neuronalny bardzo skomplikowane Sieci te mają fundamentalne znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania układu nerwowego, a więc i procesów, które od niego zależą.
- Powiązany artykuł: "Jaka jest przestrzeń synaptyczna i jak działa?"
W jaki sposób tworzone są połączenia między neuronami?
Końce aksonów i dendrytów (przed urodzeniem, w tym ostatnim przypadku) zawierają przedłużenia o stożkowym kształcie, które rozwijają się w kierunku innej komórki i powodują wzrost neuronu i zbliżają się do niego, umożliwiając połączenie synaptyczne. Nazwa, którą otrzymują te rozszerzenia, to "szyszki wzrostu nerwowego".
Szyszki wzrostu są kierowane przez czynniki neurotroficzne wydzielany przez docelowe neurony. Te związki chemiczne przyciągają lub odpychają akson neuronu presynaptycznego; w ten sposób wskazują, gdzie powinien się on rozwijać. Gdy akson łączy się z komórką postsynaptyczną, czynniki neurotroficzne sygnalizują to i przestają rosnąć.
Ten proces, który odbywa się w różnym stopniu przez całe życie, nazywa się synaptogenezą i pozwala plastyczności mózgu, to znaczy zdolności, dzięki której nasz system nerwowy rośnie, zmienia się i restrukturyzuje. Plastyczność opiera się na nauce i praktyce , które sprawiają, że połączenia między neuronami ulegają konsolidacji lub osłabieniu.
Częstotliwość synaptogenezy jest większa w niektórych etapach życia, szczególnie w czasie wczesnego rozwoju. Jednak Pobudzenie środowiskowe sprzyja synaptogenezie na każdym etapie życia.
Synaptogeneza podczas rozwoju
Na początku rozwoju embrionalnego następuje masowa proliferacja neuroblastów (prekursorów neuronów) w wewnętrznej strefie cewy nerwowej; ten moment znany jest jako "neurogeneza" , Następnie neuroblasty migrują na zewnątrz przewodu nerwowego przez glej krzyżowy, rozszerzając się przez cały układ nerwowy.
Neuroblasty stają się neuronami podczas procesu różnicowania komórek, co zależy od informacji zawartych w genach i zachodzi po zakończeniu migracji. Różnicowanie zależy również częściowo od indukcji, czyli od wpływu neuronów regionu na rozwój neuroblastów, które do niego docierają.
Synaptogeneza rozpoczyna się około piątego miesiąca rozwoju płodowego, ale okres krytyczny ma miejsce po urodzeniu.Podczas tej pierwszej synaptogenezy powstaje nadmiar neuronów i połączeń między nimi; później słabsze synapsy znikną (apoptoza), a ostateczna struktura ustabilizuje się wraz z nauką.
W okresie dojrzewania synaptogeneza i apoptoza ponownie się nasilają, chociaż zmiany nie są tak znaczące, jak te występujące we wczesnym stadium rozwoju. Błędy na którymkolwiek z tych etapów mogą sprzyjają pojawianiu się zaburzeń neurorozwojowych podobnie jak schizofrenia.
Chociaż geny w części determinują charakterystykę synaptogenezy u każdego osobnika, badania z bliźniakami i klonowanymi zwierzętami wykazały, że rozmieszczenie synaps różni się w genetycznie równych lub bardzo podobnych osobnikach. Potwierdza to znaczenie uczenia się i specyficznego środowiska w synaptogenezie.
