תהליכים סינפטיים

לאחר שלמדנו בפרק הקודם על מבנה של תא עצב בודד והתהליכים העוברים עליו בחלק זה נלמד על מערכות או רשתות של נוירונים, והתקשורת הפנימית בניהם. הקישור התפקודי בין נוירונים נקרא סינפסה

סוגי סינפסות- חשמליות מול כימיות

מרבית תשומת הלב במחקר על סינפסות מופנית לסינפסות כימיות, ולכן נתחיל בסקירה קצרה של סינפסות חשמליות ואז נקדיש את שאר הפרק לסינפסות הכימיות

סינפסות חשמליות

הסינפסות מורכבות מתעלת יונים שמשותפות בין שני נוירונים. מעבר של יונים מתא לתא משנה את המתח החשמלי של התא שאליו עברו היונים והאות מתפשט באופן מלא, אמין ומהיר. לפיכך מתקבל דפוס פעילות מסונכרן וחזק. יתרון – מתבטא במקרים שבהם יש צורך בתגובה מהירה וחזקה.  חסרון – מתבטא בחוסר יכולת של הנוירון שאליו עברו יונים לבצע שיקול נוסף מאחר שהפוטנציאל החשמלי שלו משתנה באופן שאין לו שליטה. החיסרון הנוסף נובע מכך שהעירור מתפזר מתא לתא ולא תמיד נשמר תהליך חד כיווני – דבר שגורם לאובדן מתח חשמלי. ישנן סינפסות חשמליות מיושרות (rectified) כלומר בעלות כיוון יחידי של זרימה, המבנה של אותן סינפסות הוא כעין משפך- הפתח בתא המוסר (הפרה סינפטי) הוא רחב (ולכן בעל התנגדות נמוכה- להגביר את הזרימה) והפתח בתא המקבל (הפוסט סינפטי) הוא צר (לשפר התנגדות ולמנוע זליגה). ביניהם קיימת תעלה הנקראת קונקסון (connexon)המורכבת משש תת יחידות של חלבונים המגיבים למתח חשמלי בתנועה ויוצרים תנועת מניפה (בדומה לצמצם של מצלמה) המאפשרת תנועה חד כיוונית

סינפסות כימיות

סינפסות מתוחכמות ביחס לקודמות - בעקבות הדפולריזציה התא הפרה-סינפטי משחרר מולקולות אל מחוץ לגבולות התא. מולקולות אלה- הנקראות נוירוטרנסמיטרים (Neurotransmitters)- עוברות בדיפוזיה אל התא הפוסט סינפטי, שם הן נקשרות לקולטן (רצפטור) על ממברנת התא. הרצפטור גורם לפתיחה של תעלת יונים תלוית ליגאנד, ויש מעבר של יונים דרך הממברנה ושינוי מתח חשמלי שישפיע על התא הפוסטסינפטי

יתרון - תהליך המכיל שלבים רבים ומורכבים המאפשרים בקרה והשפעות מורכבות יותר. חיסרון – תהליך איטי - עיכוב של כמילישנייה בין דפולריזציה בתא הפרה סינפטי לאפקט בצד הפוסט סינפטי

רצפטורים

הגורם המשמעותי ביותר בסינפסה הוא רכיב פוסט סינפטי - הרצפטור , הרצפטור ישפיע על התא הפוסט סינפטי בהעברה של האות העצבי. רצפטורים יכולים להיות בעלי מבנה שונה: ישנם רצפטורים שהם תעלות יונים, וישנם רצפטורים שמפעילים תהליכים של שליחים שניוניים שיובילו בסופו של דבר לפתיחת תעלות יונים. רצפטורים שונים יכולים להיות בעלי תפקוד שונה: חלקם יכולים להוביל לדפולריזציה או להיפרפולריזציה בתא הפוסט סינפטי

הגורמים המשפיעים על הפעילות ברצפטור

ראשית  - רצפטורים נבדלים, על ידי הנוירוטרנסמיטר שמפעיל אותם. פעם היה נהוג להאמין ב"חוק דייל" לפיו בסינפסה אחת מופרש נוירוטרנסמיטר אחד. כיום ידוע שלאותה סינפסה מופרשים נוירוטרנסמיטרים שונים בו זמנית

שנית - מלבד נוירוטרנסמיטרים מופרשים לסינפסה גם נוירופפטידים ונוירוהורמונים, שלהם בטווח ההשפעה (במרחב ובזמן) גדול מנוירוטרנסמיטרים

שלישית - יתר על כן, לרוב הנוירוטרנסמיטרים יש משפחה של רצפטורים המגיבים להם וישנם רצפטורים שונים שיגיבו באופנים שונים לאותו נוירוטרנסמיטר

ספיגה חוזרת (Reuptake)

במרבית המקרים נוירוטרנסמיטרים שמשתחררים מהתא שפלט אותם לתוך הטווח הסינפטי נספגים חזרה לתוך תא העצב הקדם-סינפטי. בתהליך של ספיגה חוזרת, מולקולות של הנוירוטרנסמיטר מובלות חזרה לתוך תא העצב הקדם-סינפטי על ידי חלבון נשא שיושב על קרום התא.

באמצעות ספיגה חוזרת ישנה הגבלה וויסות של העברת האותות בתוך מערכת העצבים.

הספיגה החוזרת מפחיתה בהדרגה את כמות המוליך העצבי בסינפסה. בכך, הספיגה החוזרת מונעת ממולקולות המוליך העצבי להיקשר לתא הפוסט-סינפטי, ומפסיקה את השפעתן על התא הבתר-סינפטי ועל המשך ההולכה העצבית. כמו כן, תהליך זה מאפשר שימוש חוזר במולקולות המוליך העצבי שהוכנסו חזרה לתוך התא.

המוליכים העצביים אינם תמיד עוברים ספיגה חוזרת. הדוגמה הבולטת היא המוליך העצבי אצטילכולין, אשר לאחר הפרשתו לסינפסה מפורק בידי האנזים אצטילכולין אסטראז

סיכום

למדנו עד כה על עקרונות של הגורמים המשפיעים על עירור עצבי שיוביל ליצירת פוטנציאל פעולה. שמנו דגש על תא שמקבל קלט, התא הפוסט סינפטי. לכן, בפרק הבא נתייחס להשפעות פוסט סינפטיות של נוירוטרנסמיטרים שונים והרצפטורים שהם מפעילים. לאחר מכן נתייחס לאופן השיחרור של הנוירוטרנסמיטרים מהתאים הפרה סינפטיים. בפרק הבא נתייחס בפירוט לפלט הפשוט ביותר של תהליכים סינפטיים: הפעלת שריר.

טרם תמשיך/י לפרק הבא הינך מתבקש/ת לצפות בצפיה מונחית בהשפעת סמים על מערכת תגמול והפעילות בסינפסה הכימית. בצפייה זו תתרגל/י את עקרונות הפעילות הסינפסה הכימית וההשפעה של קוקאין ואמפטמין על פעילות סינפסה שבה מופרש דופאמין.

לאחר צפייה בסרטון המונחה גש/י לבוחן

Comment Stream