Synapser

En synapse er det grunnleggende stedet for kommunikasjon mellom et nevron og en annen celle. Den andre cellen kan være et annet nevron, en muskelcelle eller en kjertelcelle. Denne intrikate kontakten muliggjør overføring av nerveimpulser. Den utgjør grunnlaget for all aktivitet i nervesystemet, fra enkle reflekser til komplekse tanker. Strukturen består av tre hoveddeler: den presynaptiske enden av det sendende nevronet, den postsynaptiske enden av den mottakende cellen, og et mikroskopisk mellomrom mellom dem som kalles synapsespalten.

Det finnes to hovedtyper synapser: kjemiske og elektriske. De aller fleste synapsene i menneskets nervesystem er kjemiske. I denne prosessen fører et elektrisk signal (et aksjonspotensial) som når den presynaptiske enden til at det frigjøres kjemiske budbringere som kalles nevrotransmittere. Disse molekylene lagres i små blærer kalt synaptiske vesikler. Vesiklene smelter sammen med cellemembranen og slipper innholdet sitt ut i synapsespalten. Nevrotransmitterne diffunderer så over spalten og binder seg til spesifikke reseptorproteiner på den postsynaptiske membranen. Dette starter en ny elektrisk eller kjemisk respons i den mottakende cellen. Responsen kan enten være eksitatorisk (fremmer et aksjonspotensial) eller inhibitorisk (hindrer et), noe som gir en nyansert kontroll av celleaktiviteten.

Elektriske synapser er sjeldnere, men gir en mer direkte og rask form for kommunikasjon. De forbinder de to cellene fysisk via kanaler som kalles gap junctions, som lar ioner strømme direkte fra én celle til den neste. Denne øyeblikkelige overføringen er avgjørende for prosesser som krever synkronisert aktivitet, som forsvarsreflekser og de rytmiske sammentrekningene i hjertemuskelen.

Synapser er byggesteinene i de nevrale kretsene som behandler informasjon gjennom hele hjernen og nervesystemet. Kompleksiteten i menneskelig kognisjon oppstår ikke bare fra antallet nevroner, men fra de billioner av synaptiske forbindelser de danner. En viktig egenskap ved disse forbindelsene er synaptisk plastisitet. Det er evnen til å endre styrke over tid som følge av aktivitet. Denne dynamiske prosessen omfatter fenomener som langtidspotensiering (LTP) og langtidsdepresjon (LTD). Den utgjør den cellulære mekanismen bak læring og hukommelse, og gjør at hjernen kan tilpasse seg og lagre informasjon.

At synapsene fungerer som de skal, er avgjørende for helsen. Feilfunksjon i synapsene er knyttet til en rekke nevrologiske og psykiatriske lidelser. Tilstander som Alzheimers sykdom, Parkinsons sykdom, epilepsi, depresjon og schizofreni er alle forbundet med avvik i synaptisk overføring eller struktur. Synapser er derfor et hovedmål for farmakologisk behandling. Mange legemidler virker ved å endre den kjemiske signaliseringen ved bestemte typer synapser for å gjenopprette balanse eller korrigere sykelig aktivitet. Dette gjelder alt fra antidepressiva (som SSRI-preparater, som modulerer serotoninnivået i synapsespalten) til anestesimidler og antipsykotika. Forståelse av synaptisk funksjon er derfor sentralt både i grunnleggende nevrovitenskap og i utviklingen av nye behandlinger for hjernesykdommer.