Sinaptik Boşluk Nedir?

· Kasım 10, 2018

Bir sinaps, iki nöronun birinden diğerine bilgi iletmek için bağlandığı yerdir. Bu sinapslar, sinirin direkt olarak başka bir sinire temas ettiği yerler değildir. Aksine, bir boşluk ya da sinaptik boşluk (sinaptik yarık olarak da adlandırılır) vardır. Bilgi değişiminin gerçekleştiği yer burasıdır. Peki bu sinaptik boşlukta ne olur? Nasıl bir çalışma şekli vardır? Bu yazıda bu soruya cevap vermeye çalışacağız.

Bir kimyasal sinaps sırasında, bilgi (presinaptik) üzerinden geçen nöron, bir madde salgılar. Bu durumda, presinaptik akson terminali aracılığıyla, sinaptik boşluğa bir nörotransmitter bırakılır. Bundan sonra, her nörotransmitter için spesifik reseptörleri olan alıcı nöron (postsinaptik), bilgiyi dendritleri aracılığıyla almaktan sorumlu olur.

Elektron mikroskobu, nöronlar arasındaki iletişimin, birbirlerine dokundukları anlamına gelmediğini, aralarında nörotransmitterleri serbest bıraktıkları bir boşluk olduğunu keşfetmemize olanak sağladı. Bu nörotransmitterlerin her biri sinir sisteminin işleyişini etkiler.

Kimyasal sinapslar

Esas olarak iki tür sinaps vardır: elektriksel ve kimyasal. Presinaptik ve postsinaptik nöronlar arasındaki yarık, elektriksel sinapslara kıyasla, kimyasal sinapslarda büyük ölçüde daha büyüktür, bu nedenle sinaptik boşluk denir. Bu boşlukların temel özelliği, presinaptik akson terminalinin içinde, sinaptik vezikül denen zarlarla sınırlanmış organellerin olmasıdır.

Kimyasal sinapslar, kimyasal maddeler (nörotransmitterler) sinaptik boşluğa salındığında meydana gelir. Bunlar postsinaptik membran üzerinde, depolarizasyon veya hiperpolarizasyon üretmektedir. Elektrik sinapslarına kıyasla, kimyasal olanlar yaşadığımız olaylara cevap olarak verdiği sinyalleri değiştirebilir.

renkli bir sinapsis görseli

Akson terminalindeki veziküller nörotransmitterleri muhafaza eder. Hareket etme potansiyeli, akson terminaline ulaşıp, depolarize olduğunda, kalsiyum kanalları açılır. Bu sitoplazmaya nüfuz eder ve vezikülleri nörotransmitterlerini çıkartan kimyasal reaksiyonlara neden olur.

Veziküller, iletişim kuran nöronlar arasında haberciler olarak hareket eden nörotransmitterlerle doludur. Sinir sistemindeki en önemli nörotransmitterlerden biri de asetilkolindir. Kalbin işleyişini düzenler ve ayrıca merkezi ve periferik sinir sisteminde farklı postsinaptik hedefler üzerinde hareket eder.

Nörotransmitterlerin özellikleri

Önceleri, her nöronun sadece belirli bir nörotransmitteri sentezleyebildiği ya da serbest bıraktığı düşünülürdü. Ama bugün, her nöronun iki veya daha fazlasını serbest bırakabileceğini biliyoruz. Bir maddenin bir nörotransmitter olarak kabul edilmesi için aşağıdaki şartları karşılaması gerekir:

  • Madde, kesecikler içinde bulunan akson terminallerindeki presinaptik nöronda mevcut olmalıdır.
  • Presinaptik hücrede maddeyi sentezlemek için yeterli enzim olmalıdır.
  • Bazı sinir uyarıları, akson terminallerine ulaştığında nörotransmiter serbest bırakılmalıdır.
  • Postsinaptik membranda büyük bir faaliyet gösteren reseptörlerin bulunması gereklidir.
  • Maddenin uygulanması postsinaptik potansiyellerde değişiklikler üretmelidir.
  • Devre dışı bırakma mekanizmaları, sinapsiste ya da etrafında mevcut olmalıdır.
  • Nörotransmiter sinaptik taklit prensibini yerine getirmelidir. Nörotransmiterin etkisini, bir maddenin eksojen bir uygulamasında yeniden üretebilmeliyiz.
sinir yapısının şeması

Nörotransmitterler, reseptörlerle etkileşerek hedeflerini etkiler. Ligandlar reseptörlere bağlanan maddelerdir ve 3 etkisi olabilir:

  • Agonist: Reseptörün normal etkilerini başlatır.
  • Antagonist: Bu, aktive olmaması için bir reseptöre bağlanan bir liganddır. Diğer ligandların aktivasyonunu engeller.
  • Ters agonist: reseptöre bağlanır ve normal fonksiyonunun tersi bir etki başlatır.

Ne tür bir nörotransmitterler vardır?

Beyinde, sinaptik iletişim çoğu 2 verici madde kullanılarak gerçekleşir. Birincisi, eksitatör etkileri olan Glutamat ve ikincisi, inhibe edici etkileri olan GABA‘dır. Vericilerin geri kalanı genelde modülatörler olarak hizmet eder. Yani, serbest bırakıldıklarında, belirli beyin fonksiyonlarında yer alan devreleri harekete geçirir veya inhibe ederler.

Her bir nörotransmitter, sinaptik boşlukta serbest bırakıldığında, birkaç tane de olsa belirli fonksiyonlara sahiptir. Belirli bir reseptöre bağlanır ve diğer nörotransmitterlerin etkilerini inhibe eden ya da güçlendiren etkileri bile olabilir. Bilim adamları 100’den fazla farklı tipte nörotransmiter tespit ettiler. Aşağıdakiler, en iyi bilinenlerden bazılarıdır:

  • Asetilkolin: Rüya görürken uyku evresini (REM) öğrenmek ve kontrol etmekle ilgilidir.
  • Serotonin: uyku, ruh hali, duygular, besin alımı ve ağrı ile ilgilidir.
  • Dopamin: Hareket, dikkat ve öğrenme duygularına ile ilgilidir. Motor kontrolünü de düzenler.
  • Epinefrin veya adrenalin: Böbrek üstü bezi ürettiği zaman bir hormon haline gelir.
  • Norepinefrin veya noradrenalin: salınımı dikkat ve uyanıklıkta bir artış sağlar. Beyinde, duygusal tepkileri etkiler.
renkli ilaç kapsülleri

Sinapslar ve ilaç

Sinaptik boşluğa salınan nörotransmiterlere ek olarak, nöron reseptörünü etkileyen, aynı ya da benzer tepkiyi oluşturabilen eksojen kimyasal maddeler vardır.

“Ekzojen maddeler” ile, ilaçlar gibi vücudumuzun dışından gelen maddeleri kastediyoruz. Bunlar agonist veya antagonist etkiler üretebilir. Kimyasal sinapsın farklı yönlerini de etkileyebilirler:

  • Bazı maddelerin, verici maddelerin sentezi üzerinde etkisi vardır. Madde sentezinin ilk aşamasında olduğunda, üretim hızını artırmak için bir prekürsör eklemek mümkündür. Bunlardan biri, bir dopamin agonisti olan L-dopa’dır.
  • Diğerleri, vericilerin depolanması ve serbest bırakılması üzerinde hareket eder. Örneğin, reserpin, sinaptik veziküllerde monoaminlerin depolanmasını bloke eder. Başka bir deyişle, bir monoaminerjik antagonist gibi davranır.
  • Ayrıca reseptörleri de etkileyebilirler. Bazı maddeler onları aktive etmek veya engellemek için reseptörlere bağlanabilir.
  • Bazıları da iletici maddenin yeniden alınmasını veya bozulmasını etkileyebilir. Bazı eksojen maddeler, iletici maddenin kokain gibi sinaptik boşlukta varlığını uzatabilir. Bu noradrenalinin yeniden alımını geciktirir.

Belirli bir ilaçla tekrarlanan tedaviler alırsanız, bu etkinliği azaltabilir. Buna ilaç toleransı denir. İlaçlar bazında tolerans, tüketimin artmasına yol açabilir ve bu da aşırı doz riskini artırır. İlaçtan bahsederken, istenen etkilerde bir düşüş meydana getirebilir, bu da bir kişinin ilacı kullanmasını engelleyebilir.

Gördüğünüz gibi, sinaptik boşlukta, vücudumuz üzerinde çeşitli etkilere sahip olan nörotransmitterlerin salınımı yoluyla pre-ve postsinaptik hücreler arasında değişimler vardır. Ayrıca, çeşitli ilaçlar bu karmaşık mekanizmayı modüle edebilir veya değiştirebilir.

Referanslar

  • Carlson, N. (1996). Fisiología de la Conducta. Barcelona: Ariel.
  • Haines, DE. (2003). Principios de Neurociencia. Madrid: Elsevier Bilim.
  • Kandel, E.R., Schwartz, J.h. Jesell, T.M. (19.996). Neurociencia y conducta. Madrid: Prentice Hall.