Cerebro: trabajo de Synapses

El fisiólogo dice sobre el trabajo de neurotransmitters, la actividad cerebral y los principios químicos de la operación de synapses.

Cerebro - esto es una máquina muy compleja, que se localiza en nuestro cráneo. Dentro del cerebro puede distinguir muchos departamentos: el tálamo, hypothalamus, cerebelo, corteza. Pero si cavamos más profundo, vemos que allí, dentro, hay neuronas que arreglan la red. Para neuronas (o neuronas) son muy característicos de la presencia de procesos, los llaman axons y dendritas. Dendritas - éstos son procesos que absorben la información. Tienden a ser bastante, y forman algo como una pequeña antena de platos. Más de estos procesos, mayor el flujo de información toma y trata la siguiente neurona. Un axon - es el proceso de transmitir la señal de la neurona las células siguientes: neuronas y células del músculo o células de órganos internos. Esto es la parte de la neurona, que se localiza en la salida.

En consecuencia, las neuronas no funcionan solas. Trabajan, juntándose en cadenas y redes. Ya que tal red se formó, es necesario que el axon de adquisición a la siguiente célula y entrara en contacto. Estos contactos se llaman synapses, que en griego significa 'la conexión'. Y synapses - una unidad funcional y estructural del sistema nervioso. Es decir de hecho, la unidad básica del cerebro no es una neurona y synapse. Ocurre en los procesos de información básica synapse y las señales se transmiten. En consecuencia, mientras la información hace circular la neurona, cuando se mueve en pulsos eléctricos. Estos impulsos llamaron potenciales de acción y el potencial de acción - un estallido corto de la corriente eléctrica, volviéndose, entonces, lo que se llama positivo. Y el potencial de acción dura en algún sitio milésimoo de un segundo. Y este potencial de acción pasa la membrana de la neurona, a través de la membrana del axon, alcanza el synapse, y más principio de transmisión eléctrico es reemplazado por un principio químico. Es decir en vez del pulso brincado directamente a la siguiente neurona, el agente químico se suelta de los finales axon, y la sustancia tiene el efecto siguiente en la célula.

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Así, la información se transmite dentro de neuronas en la forma eléctrica, y entre neuronas - las sustancias químicas. Esta sustancia, que transmite la señal de la célula a la siguiente célula, desempeña un gran papel en el cerebro en nuestro cuerpo. Las sustancias en esta categoría se llaman neurotransmitters. La palabra «mediador» significa 'el mediador'. Esto es la sustancia - el mediador entre la neurona y alguna siguiente célula. En consecuencia, muy hablan activamente de la idea que hay synapses, los contactos entre neuronas y células después de aparecido en el tardío XIX siglo y temprano XX siglo. Había dos de mayores histologist - Santiago Ramón y Cajal, españoles, y Camillo Golgi, un italiano. Arreglaron una discusión muy acalorada. Golgi creyó que las neuronas directamente conectaron a la neurona, enciende el sistema como si tiene un enchufe, la inserta en la ranura, la señal continuamente se transmite. Cajal y creyó que todavía hay un hueco entre neuronas, y al final tenía razón. Aunque synapses sólo se vean en medio del XX siglo, cuando inventado el microscopio de electrones.

Al mismo tiempo había una idea que las señales en el synapses transmitido a la forma química - en la forma de un mediador, y, otra vez, hay dos grandes científicos del fisiólogo, dos grandes nombres - es Otto Loewi y Henry Dale, que recibió el Premio Nobel por sus estudios de principios químicos synapses trabajo. Ahora presentamos el funcionamiento del synapse es bastante detalle, y realmente comienza con el hecho que el impulso eléctrico «centro de vacaciones» al final del axon. Este final se llama los terminales presynaptic. Esto es ya el final del listo es un neurotransmitter que es envasado en unas vesículas de la membrana especiales. Estas burbujas llamaron vesículas. A se puso allí, por supuesto, tiene que sintetizar primero. Por lo tanto, el primer paso lo que se llama el ciclo vital de un mediador, es la síntesis. Es decir haga necesita a un mediador. Típicamente, el mediador ocurre sintetizado directamente en terminales presynaptic, estos terminales axon y a ello se levantaron, es necesario, en primer lugar, un precursor de la sustancia y, en segundo lugar, cierta enzima, que es una sustancia para transformar a un mediador de la molécula.

Había un mediador, luego como en las vesículas de la burbuja que no puede conseguir allí, porque la membrana que rodea la vesícula, aunque delgado (haya dos capas del lípido), pero bastante denso. Y a la sustancia entra las vesículas necesitan una proteína de transporte especial. Las proteínas tales grupos se llaman bombas de proteínas. Y la bomba de la proteína toma del cytoplasm del terminal presynaptic y el mediador lleva dentro de las vesículas. Las vesículas pueden ser comparado con un embalaje para almacenamiento y liberación posterior de mediadores. Además, este paquete tiene una talla bastante estándar, es decir vesículas presynaptic a cada final, generalmente han fijado más o menos el diámetro, y cada uno es un promedio de 7.8, quizás miles del mediador de moléculas 10. Acumulamos estas vesículas, y están en el terminal presynaptic en el listo, a fin de transmitir una señal, si viene el potencial de acción. Viene el potencial de acción y la necesidad de seguir el fenómeno eléctrico, el movimiento del pulso eléctrico para convertirse en un movimiento del mediador.

El mediador en este proceso es iones de calcio. Cuando viene a la acción canales de calcio potenciales, especiales abiertos en la membrana del terminal presynaptic. Esto es otra categoría de la proteína - comidas de la proteína. Los canales parecen a tales moléculas de la proteína cilíndricas para pasar dentro. Y este paso, esta puerta se abre en el terminal presynaptic en el momento de la llegada de un potencial de acción. Hay una válvula especial, se abre y una cantidad de iones de calcio se incluye en el terminal presynaptic, conectado a las proteínas de motor y específicas que proporcionan el movimiento de las vesículas. Las vesículas se mueven al final del axon y se revientan, y el mediador está en un espacio intercelular muy estrecho entre el axon y la siguiente célula. Este espacio estrecho llamó la hendidura de synaptic.

Es muy pequeño, porque el mediador es tan pronto como sea posible para alcanzar la siguiente célula para transmitir la información tan pronto como sea posible. Como cualquier pensamiento insignificante que se levante en nuestro cerebro - es una secuencia de operación de decenas de synapses. E imagine si cada synapse trabajó mucho tiempo, mucho tiempo para transmitir una señal. Entonces habríamos pensado aún más despacio que pensamos ahora mismo, por tanto la velocidad en todos estos procesos es muy importante. Y calcio importante. A propósito, uno de los modos de activar el cerebro - añade el calcio en el ambiente extracelular. Por lo tanto, probablemente, muchas personas saben que un poco más calcio en la dieta - es útil para muchos sistemas diferentes del cuerpo: para inmunidad, y para el corazón, y el sistema nervioso y función cerebral. Aquí, por ejemplo, magnesio, el calcio en el sistema interfiere con, por tanto el magnesio sala, por ejemplo el magnesio, a la inversa, inhibe el cerebro y el funcionamiento de synapses tienen un efecto inhibitorio claro.

Así, el mediador se destacó a partir del final del axon del terminal presynaptic, entonces alcanza la siguiente membrana de la célula después de célula. Esta membrana se llama la membrana postsynaptic. Esto es la segunda parte del synapse. El axon, synaptic hendidura, postsynaptic membrana. En la membrana postsynaptic del protagonista - receptores de la proteína. Las proteínas sensibles de este tren especial, que se ajustan a la molécula del mediador. Esto es una otra categoría de proteínas. En general, las proteínas son esenciales para el cerebro para trabajar synapse. He mencionado ya bombas de proteínas, comidas de la proteína, pero hasta proteínas del receptor. En consecuencia, el receptor de la proteína - es un rollo molecular, que en la estructura 3D tiene un hoyuelo. Este agujero se llama el sitio web activo, y el mediador se incluye en el sitio web activo, como una llave en una cerradura. Se llama - «llave - cerradura - la interacción».

En consecuencia, cuando el mediador se incluye en el centro activo del receptor, comprende un receptor y un receptor en la señal transduction ya proporciona la siguiente célula. Por regla general, esto es debido a la síntesis de moléculas adicionales. Esto se llama la segunda molécula del mensajero, otro jugador en el sistema. ¿Por qué es el secundario? Como el intermediario primario es un mediador. Un segundo mensajero - una molécula que ocurre en la célula postsynaptic del cytoplasm. Y es dentro del cytoplasm de la señalización de la célula postsynaptic sigue. Son segundos mensajeros importantes: pueden transmitir una señal en enzimas, hasta en el ADN. Pero en términos de rendimiento del synapse es importante que transmitan los canales de la señal a proteínas y a los canales no ya para el calcio y, por ejemplo, sodio. Allí el axon, menciona a la siguiente célula, transmite una señal provocó receptores y se abrió alrededor de los canales de synapse para el sodio.

A través de estos canales incluyen el sodio, el sodio postsynaptic entrada a través de la célula se excita y tiene sobre eso un pulso eléctrico y una señal se puede transmitir adelante. Es el resultado más favorable. Si algún bit de la información con éxito pasara el synapse y se pasa, por regla general, su acontecimiento tiene que ver sólo con la entrada de sodio. Entonces decimos que la siguiente célula se excita, llamamos esta excitación synapse y un neurotransmitter que causa la apertura de canales de sodio, también llamamos excitatory neurotransmitter. Pero esto es sólo un de dos resultados posibles. El hecho que el sistema nervioso es importante para la información, pero es igualmente importante no realizar la información innecesaria. Por lo tanto, aproximadamente la mitad de las neuronas y synapses no usa la mitad de excitatory neurotransmitters y el freno.

Esto mediadores que, al contrario, hacen que la célula pierda el precio y reduzca la probabilidad de generar el potencial de acción, generando un impulso eléctrico. Para hacer esto, un receptor, que interpretó al mediador se abre en su vecindad, o para canales del potasio o canales para el cloro. A través de salidas del potasio de canales del potasio el cytoplasm, la célula pierde su precio positivo, causar el precio total en ello es más pequeño, la probabilidad de generación de caídas de pulsos, que es señales innecesarias no se conduce. A través de canales para el cloro incluye iones del cloro negativamente se cobran, otra vez, la célula pierde su precio, y la probabilidad de acontecimiento del pulso se cae también. Por regla general, cada neurona axon es conveniente no un, pero cientos y hasta miles de, y axons contiguo puede trabajar con excitatory y neurotransmitters inhibitorio. Por regla general, cada axon individual, cada synapse individual excitación o frenado. Y en consecuencia, la transferencia de la información es debido al concurso constante de excitatory e ingresos inhibitorios. Resulta que la neurona - esto es un ordenador complejo, que compara las señales en cientos y miles de canales.

Y finalmente, la última etapa del trabajo de un mediador. Después seguido neurotransmitter proteína del receptor, se debe borrar de allí. Por otra parte, la señal se transmitirá demasiado mucho tiempo y con fuerza. Para esto para pasar, hay un sistema especial, los llaman el mediador de inactivation del sistema, y borran al mediador del receptor. Las dos opciones principales: hace una enzima de la proteína especial que literalmente «toma una mordedura» mediador con las proteínas del receptor o tenga bombas que devuelven un neurotransmitter en el terminal presynaptic, entonces un mediador se puede recargar en vesículas y reutilizarse. Y resulta que el inactivation del sistema - un sistema que apaga la transmisión de la señal en el synapse, y si lo hacemos con, por ejemplo, algunas medicinas se rompe, entonces trabajaremos synapse más difícil, y también es uno de los enfoques farmacológicos más importantes. En general, el estudio de synapse permite seleccionar medicinas que hacen partes específicas del cerebro para transmitir la información más difícil de transmitir la información más débil, por qué estudio el synapses - la fundación de psychopharmacology moderno.