시냅스

Synapse
이 기사는 신경계의 시냅스에 관한 것이다.다른 용도는 Synapse(동음이의)를 참조하십시오.
화학적 시냅스 연결도입니다.

신경계에서 시냅스는[1] 뉴런(또는 신경세포)이 다른 뉴런이나 표적 이펙터 세포에 전기적 또는 화학적 신호를 전달할 수 있도록 하는 구조이다.

시냅스는 신경 자극을 한 뉴런에서 다른 뉴런으로 전달하는 데 필수적이다.뉴런은 각각의 표적 세포에 신호를 전달하도록 특화되어 있으며, 시냅스는 그들이 그렇게 하는 수단이다.시냅스에서 신호전달뉴런(시냅스전뉴런)의 혈장막은 표적(시냅스후)세포막과 밀접하게 일치한다.시냅스 전 부위와 시냅스 후 부위는 모두 두 막을 서로 연결하고 신호 전달 과정을 수행하는 광범위한 분자 기계 어레이를 포함합니다.많은 시냅스에서 시냅스 전부는 축삭상에 위치하고 시냅스 후부는 수상돌기 또는 소마상에 위치한다.성상세포는 또한 시냅스 활동에 반응하여 신경 [2]전달을 조절하면서 시냅스 뉴런과 정보를 교환합니다.시냅스(적어도 화학적 시냅스)는 시냅스 전 및 시냅스 후 뉴런 양쪽에서 돌출되어 그것들이 겹치는 곳에 서로 붙음으로써 제 위치에 안정화된다.SAM은 시냅스의 [3]생성과 기능을 도울 수도 있다.

역사

산티아고 라몬 이 카할은 뉴런이 몸 전체에 걸쳐 연속적인 것은 아니지만 여전히 서로 소통할 수 있다고 제안했는데, 이는 뉴런 [4]교리로 알려져 있다."시냅스"라는 단어는 1897년 영국의 신경생리학자인 찰스 셔링턴에 의해 마이클 포스터의 생리학 [1]교과서에 소개되었습니다.셰링턴은 두 원소의 결합을 강조하는 좋은 용어를 찾기 위해 고군분투했고,[5][6] 실제 시냅스라는 용어는 포스터의 친구인 영국 고전학자 아서 울가 버럴이 제안했다.The word was derived from the Greek synapsis (συνάψις), meaning "conjunction", which in turn derives from συνάπτεὶν (συν ("together") and ἅπτειν ("to fasten"))

그러나 시냅스 간극은 이론적인 구성으로 남아있고 때때로 연속된 축삭종단과 수상돌기 또는 세포체 사이의 불연속이라고 보고되는 반면, 오늘날 최고의 광현미경을 사용하는 조직학적 방법으로는 현재 약 20nm로 알려진 이들의 분리를 시각적으로 해결할 수 없었다.1950년대에 시냅스 전후의 분리된 평행한 막과 과정, 그리고 [7][8][9]둘 사이의 갈라진 틈으로 시냅스의 미세한 구조를 보여주기 위해 전자 현미경이 필요했다.

화학 및 전기적 시냅스

아세틸콜린이나 글루탐산과 같은 신경전달물질의 방출에 의한 화학적 시냅스의 예.

시냅스에는 기본적으로 두 가지 유형이 있습니다.

  • 화학적 시냅스에서, 시냅스 전 뉴런의 전기적 활동은 (전압 게이트 칼슘 채널의 활성화를 통해) 시냅스 후 세포의 혈장 막에 위치한 수용체에 결합하는 신경 전달 물질이라고 불리는 화학 물질의 방출로 변환됩니다.신경전달물질은 전기반응 또는 시냅스 후 뉴런을 자극하거나 억제할 수 있는 2차 메신저 경로를 시작할 수 있다.화학적 시냅스는 방출되는 신경전달물질에 따라 분류될 수 있다: 글루탐산염(종종 흥분성), GABAergic(종종 억제성), 콜린 작동성(예: 척추동물 신경근접합) 및 아드레날린 작동성(노레피네프린 방출)수용체 신호 전달의 복잡성 때문에 화학적 시냅스는 시냅스 후 세포에 복잡한 영향을 미칠 수 있습니다.
  • 전기적 시냅스에서, 시냅스 전 세포막과 시냅스 후 세포막은 전류를 통과할 수 있는 갭 접합이라고 불리는 특별한 채널에 의해 연결되며, 시냅스 전 세포의 전압 변화를 유발하여 시냅스 후 세포에 전압 변화를 유발합니다.전기적 시냅스의 주요 장점은 한 셀에서 다음 [10]셀로 신호가 빠르게 전달된다는 것입니다.

시냅스 통신은 간접적인 전기장을 통해 뉴런 사이의 통신이 일어나는 에팹스 결합과는 구별된다.

자동시냅스는 하나의 뉴런 축삭이 같은 뉴런의 수상돌기에 시냅스할 때 형성되는 화학적 또는 전기적 시냅스이다.

인터페이스의 종류

시냅스는 시냅스 전 및 후 구성요소 역할을 하는 세포 구조의 유형에 따라 분류될 수 있다.포유류의 신경계에 있는 대부분의 시냅스는 고전적인 축지체 시냅스이지만, 다양한 다른 배열이 존재한다.이러한 시냅스에는 축삭, 덴드로 덴드리틱, 축삭 분비물, 소마토 덴드리틱, 덴드로 체질 및 소마토 체질 시냅스가 포함되지만 이에 국한되지는 않습니다.

축삭은 수지상, 세포체, 다른 축삭 또는 축삭 말단, 혈류 또는 인접 신경 조직으로 확산될 수 있습니다.

다양한 유형의 시냅스

메모리에서의 역할

주요 기사:헤비안 이론

시냅스가 기억 형성에 역할을 한다는 것은 널리 받아들여지고 있다.신경전달물질이 시냅스 균열을 통해 수용체를 활성화함에 따라 수용체의 신호 메커니즘의 결과로 두 뉴런이 동시에 활성화될 때 두 뉴런 사이의 연결이 강화된다.두 개의 연결된 신경 경로의 강도는 정보의 저장으로 이어져 기억을 낳는 것으로 생각됩니다.시냅스 강화의 이 과정은 장기 [11]증강으로 알려져 있다.

신경전달물질의 방출을 변화시킴으로써 시냅스 전의 세포에서 시냅스의 가소성을 제어할 수 있다.시냅스 후 세포는 수용체의 기능과 수를 변경함으로써 조절될 수 있다.시냅스 후 시그널링의 변화는 N-메틸-d-아스파르트산 수용체(NMDAR)의존성 장기강화(LTP) 및 시냅스 [12]후 세포로의 칼슘 유입으로 인한 장기강화(LTD)와 가장 일반적으로 관련된다.

연구 모델

기술적 이유로, 시냅스 구조와 기능은 역사적으로 비정상적으로 큰 모델 시냅스에서 연구되어 왔다. 예를 들면 다음과 같다.

시냅스 편파

뉴런의 기능은 세포 극성에 따라 달라진다.신경 세포의 독특한 구조는 활동 전위가 (수목돌기에서 축삭을 따라 세포 몸체로) 방향으로 이동하고, 그리고 나서 이러한 신호가 시냅스 후 뉴런에 의해 수신되고 전달되거나 이펙터 세포에 의해 수신됩니다.신경 세포는 세포 분극의 모델로 오랫동안 사용되어 왔으며, 특히 관심이 있는 것은 시냅스 분자의 분극 국재화의 기초가 되는 메커니즘이다.IMPase에 의해 조절되는 PIP2 시그널링은 시냅스 극성에 필수적인 역할을 합니다.

포스포이노시티드(PIP, PIP2, PIP3)는 신경 [14]극성에 영향을 미치는 것으로 밝혀진 분자입니다.카이노하브디션 엘레강스에서 이노시톨 인산염을 탈인산화하여 이노시톨을 생성하는 효소인 마이오이노시톨 모노포스파타아제(IMPase)를 코드하는 유전자(ttx-7)가 확인되었다.돌연변이 ttx-7 유전자를 가진 유기체는 IMPase 발현에 의해 구조된 행동 및 국부적 결함을 보였다.이는 IMPase가 시냅스 단백질 [15][16]성분의 정확한 국재화를 위해 필요하다는 결론으로 이어졌다.egl-8 유전자는 PIP2를 분해하는 효소인 포스포리파아제 Cβ(PLCβ)의 상동성을 암호화한다.ttx-7 돌연변이 또한 돌연변이 egl-8 유전자를 가지고 있을 때, 결함 ttx-7 유전자에 의해 야기된 결함은 크게 역전되었다.이러한 결과는 PIP2 시그널링이 살아있는 [15]뉴런에서 시냅스 성분의 편파적 국소화를 확립한다는 것을 시사한다.

시냅스 전 변조

G-단백질결합수용체(GPCR)에 의한 신경전달물질 방출의 조절은 시냅스 전달 조절을 위한 두드러진 시냅스 전 메커니즘이다.시냅스 전 말단에 위치한 GPCR의 활성화는 신경전달물질 방출 확률을 낮출 수 있다.이 시냅스 전 억제에는 전압 개폐 칼슘 채널의 억제, 칼륨 채널의 활성화 및 소포 융합 과정의 직접적인 억제를 포함한 다른 억제 메커니즘을 매개하는 Gi/o형 G단백질의 활성화가 포함됩니다.시냅스 후 신경 요소에서 합성 및 방출되는 엔도카나비노이드 및 시냅스 전 말단에 위치한 (GPCR) CB1 수용체를 포함한 그 동족 수용체는 시냅스 후 신경 요소에서 합성 및 방출되는 역행 시그널링 프로세스에 의해 이 변조에 관여한다.시냅스 전 말단으로 돌아가 단기(STD) 또는 장기 시냅스 우울증(LTD)에 대한 CB1 수용체에 작용하여 신경전달물질 [17]방출의 단기 또는 장기 감소를 일으킨다.

기타 이미지

  • Diagram of the synapse. Please see learnbio.org for interactive version

    시냅스 다이어그램입니다.인터랙티브 버전에 대해서는, learnbio.org

  • A typical central nervous system synapse

    전형적인 중추신경계 시냅스

  • The synapse and synaptic vesicle cycle

    시냅스 및 시냅스 소포 사이클

  • Major elements in chemical synaptic transmission

    화학적 시냅스 전달의 주요 요소

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b Foster, M.; Sherrington, C.S. (1897). Textbook of Physiology, volume 3 (7th ed.). London: Macmillan. p. 929.
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