SİNAPTİK POTANSİYEL ( SYNAPTİC POTENTİAL )
Sinaptik potansiyel, nöronal bir sinapstaki nörotransmiterlerin etkisinden kaynaklanan postsinaptik membrandaki potansiyel farkı ifade eder. [1] Başka bir deyişle, bir nöronun aldığı "gelen" sinyaldir. Sinaptik potansiyelin iki biçimi vardır: uyarıcı ve engelleyici. Üretilen potansiyelin türü hem postsinaptik reseptöre, daha spesifik olarak sinaptik sonrası membrandaki iyon kanallarının iletkenliğindeki değişikliklere hem de salınan nörotransmiterin doğasına bağlıdır. Uyarıcı post-sinaptik potansiyeller (EPSP'ler), membranı depolarize eder ve potansiyeli, üretilecek bir aksiyon potansiyeli için eşiğe yaklaştırır. İnhibitör postsinaptik potansiyeller (IPSP'ler), zarı hiperpolarize eder ve potansiyeli eşikten daha uzağa hareket ettirerek bir aksiyon potansiyelinin oluşma olasılığını azaltır. [2] Uyarıcı Post Sinaptik potansiyel büyük olasılıkla nörotransmiterler glutamat ve asetilkolin tarafından gerçekleştirilecekken, İnhibitör post sinaptik potansiyel büyük olasılıkla nörotransmiterler gama-aminobütirik asit (GABA) ve glisin tarafından gerçekleştirilecektir. [3] Bir nöronu bir aksiyon potansiyeline neden olacak kadar depolarize etmek için, postsinaptik membranı hem dinlenme membran potansiyelinden eşiğine depolarize etmek hem de membranı hiperpolarize eden eşzamanlı IPSP'leri dengelemek için yeterli EPSP'nin olması gerekir. Örnek olarak, dinlenme zarı potansiyeli -70 mV (milivolt) ve eşiği -50 mV olan bir nöronu düşünün. Eşiği geçmek ve aksiyon potansiyelini ateşlemek için 20 mV yükseltilmesi gerekecektir. Nöron, özetleyici nöral entegrasyon yoluyla gelen birçok uyarıcı ve engelleyici sinyalin tümünü açıklayacak ve sonuç 20 mV veya daha fazla bir artışsa, bir aksiyon potansiyeli ortaya çıkacaktır
Hem EPSP hem de IPSP üretimi, nörotransmiterlerin presinaptik nöronun bir terminal düğmesinden salınmasına bağlıdır. Sinaptik potansiyel oluşumunun ilk aşaması hem uyarıcı hem de inhibe edici potansiyeller için aynıdır. Bir aksiyon potansiyeli presinaptik nöron boyunca ilerlerken, membran depolarizasyonu voltaj kapılı kalsiyum kanallarının açılmasına neden olur. Sonuç olarak, kalsiyum iyonları hücreye akar ve nörotransmiter ile doldurulmuş veziküllerin terminal düğmesine gitmesini teşvik eder. Bu veziküller zarla birleşerek nörotransmitteri sinaptik yarığa bırakır. Salınan nörotransmiter daha sonra postsinaptik nöron üzerindeki reseptörüne bağlanarak uyarıcı veya inhibe edici bir tepkiye neden olur. Postsinaptik nöron üzerindeki EPSP'ler, ana uyarıcı nörotransmiter olan glutamatın postsinaptik membrandaki karşılık gelen reseptörlerine bağlanmasından kaynaklanır. Aksine, IPSP'ler GABA (gama-aminobütirik asit) veya glisin bağlanmasıyla indüklenir. [4]
Sinaptik potansiyeller küçüktür ve eşiğe ulaşmak için çoğunun toplanması gerekir. Bu, tek bir EPSP / IPSP'nin tipik olarak bir eylem potansiyelini tetiklemek için yeterli olmadığı anlamına gelir. Sinaptik potansiyellerin potansiyel olarak bir aksiyon potansiyeli oluşturmak için toplanabileceği iki yol, uzamsal toplama ve zamansal toplamadır. [5] Mekansal toplama, bir aksiyon potansiyeline ulaşmak için gerekli eşiğe ulaşmak için aynı anda aynı postsinaptik nöron üzerinde birleşen farklı sinapslardan gelen birkaç uyarıcı uyarıcıyı ifade eder. Zamansal toplama, postsinaptik nöronun aynı konumunda ardışık uyarıcı uyaranları ifade eder. Her iki toplama türü de birçok uyarıcı potansiyelin bir araya getirilmesinin sonucudur; Aradaki fark, çoklu uyaranın aynı anda farklı konumlardan (uzaysal) veya aynı konumdan farklı zamanlarda (zamansal) gelip gelmemesidir. Toplama, uyarıcı ve inhibe edici uyaranlar arasında "nörotransmiter kaynaklı çekişme" olarak adlandırılır. Etkiler ister uzayda ister zamanda birleştirilsin, her ikisi de eşiğe ulaşmak için birlikte hareket eden birçok uyaranı gerektiren ek özelliklerdir. Sinaptik potansiyeller, aksiyon potansiyellerinin aksine, sinapstan uzaklaştıkça hızla bozulur. Bu, hem uyarıcı hem de inhibe edici postsinaptik potansiyeller için geçerlidir
Sinaptik potansiyeller statik değildir. Sinaptik plastisite kavramı, sinaptik potansiyeldeki değişiklikleri ifade eder. [6] Sinaptik potansiyel, birkaç faktöre bağlı olarak zamanla güçlenebilir veya zayıflayabilir. Salınan nörotransmiterlerin miktarı, bu sinapsın potansiyelinin gelecekteki gücünde büyük bir rol oynayabilir. Ek olarak, sinaptik sonrası taraftaki reseptörler, hem sayılarında, hem kompozisyonlarında hem de fiziksel yönelimlerinde rol oynarlar. Bu mekanizmalardan bazıları hem presinaptik hem de postsinaptik nöronlardaki değişikliklere dayanır ve bu da sinaptik potansiyelde uzun süreli bir modifikasyona neden olur. [7] Birden fazla sinaps boyunca sinaptik potansiyellerdeki değişikliklerin gücü uygun şekilde düzenlenmelidir. Aksi takdirde, tüm sinir devresindeki aktivite kontrol edilemez hale gelirdi. [8]
Son yıllarda, bir sinaptik potansiyelin etkilerinin nasıl uzatılacağı ve daha da önemlisi, genliğinin nasıl artırılacağı veya azaltılacağı konusunda çok sayıda araştırma yapılmıştır. Sinaptik potansiyelin artması, aynı veya daha büyük etkiye sahip olmak için daha azına ihtiyaç duyulacağı anlamına gelir ve bu da geniş kapsamlı tıbbi kullanımlara sahip olabilir. Araştırma, bu uzun vadeli kuvvetlenmenin veya inhibitör sinaps durumunda, sinapsın uzun süreli depresyonunun, aynı anda iki nöronun uzun süreli uyarılmasından sonra meydana geldiğini göstermektedir. Uzun vadeli kuvvetlendirmenin, Alzheimer gibi hastalıkların tedavisinde faydalı olabilecek hafıza ve öğrenmede bir rolü olduğu bilinmektedir.
Queensland Brain Institute - University of QueenslandAction potentials and synapses - Queensland Brain Institute ...
Sinaptik Potansiyel Mekanizması
Sinaptik potansiyelin yaratılma şekli, bir iletken aracılığıyla potansiyel farkın ve akımın arkasındaki teorileri içerir. Aksiyon potansiyelinin presinaptik terminalden post sinaptik terminale başlatıldığı dendritik omurgada bir aksiyon potansiyeli ateşlendiğinde. Bu aksiyon potansiyeli daha sonra dendritin uzunluğu boyunca taşınır ve daha sonra işlemi devam ettirmek için presinaptik terminali elde etmek için akson hanın uzunluğu boyunca yayılır. [9] Bu sürecin gerçekte oluşma şekli, ilk bakışta göründüğünden daha karmaşıktır. Aksiyon potansiyeli aslında nöronun zarı boyunca sinaptik potansiyel nedeniyle oluşur. Nöronun içi ile nöronun dışı arasındaki potansiyel fark, bu sürecin başladıktan sonra gerçekleşmesine neden olacak şeydir. [3]
İlk olarak, gerçek nöronun zarı boyunca bu farkı nasıl yarattığını anlamalıyız. Bunu ilk önce hem hücredeki hem de hücrenin dışındaki iyonlara güçlü bir şekilde bağımlı olarak yapar. İyon potasyum (K +), nöronun iç ve dış kısımlarındaki potansiyel farkı olan zar potansiyelini ayarlama işlemi için en önemli iyondur. [10] İkinci en önemli iyon sodyumdur (Na +) ve bu iyon en çok hücre dışında belirgindir. Hücrenin dışında daha fazla sodyum iyonu konsantrasyonu ve hücrenin içinde daha fazla potasyum iyonu konsantrasyonu olduğunda, bu, hücre içinde hafif bir negatif yük olmasına neden olur. Membran üzerindeki bu fark, nöronun aslında nöronun akson tepesinden presinaptik terminale kadar tüm yol boyunca ve ardından nörotransmiterin sinaptik boşluğa salınması nedeniyle postsinaptik terminale mesaj gönderme işini yapmak için kullandığı şeydir. . [3]
ResearchGateMechanisms of synaptic communication between neurons. (A) Neurons ...
Kaynakça
- ^ "synaptic potential". TheFreeDictionary.com. Retrieved 2019-10-23.
- ^ Purves, Dale; Augustine, George J.; Fitzpatrick, David; Katz, Lawrence C.; LaMantia, Anthony-Samuel; McNamara, James O.; Williams, S. Mark (2001). "Excitatory and Inhibitory Postsynaptic Potentials". Neuroscience. 2nd Edition.
- ^ a b c Alberts, Bruce, author. (2018-11-19). Essential cell biology. ISBN 9780393680393. OCLC 1105823850.
- ^ Mel, B. W. (2001-01-01), "Neurons and Dendrites: Integration of Information", in Smelser, Neil J.; Baltes, Paul B. (eds.), International Encyclopedia of the Social & Behavioral Sciences, Pergamon, pp. 10600–10605, ISBN 9780080430768, retrieved 2019-09-24
- ^ "Synapses".
- ^ Zucker, Robert S.; Regehr, Wade G. (March 2002). "Short-Term Synaptic Plasticity". Annual Review of Physiology. 64 (1): 355–405. doi:10.1146/annurev.physiol.64.092501.114547. ISSN 0066-4278. PMID 11826273.
- ^ Lüscher, Christian; Malenka, Robert C. (2012). "NMDA Receptor-Dependent Long-Term Potentiation and Long-Term Depression (LTP/LTD)". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 4 (6): a005710. doi:10.1101/cshperspect.a005710. ISSN 1943-0264. PMC 3367554. PMID 22510460.
- ^ Abbott, L. F.; Nelson, Sacha B. (2000). "Synaptic plasticity: taming the beast". Nature Neuroscience. 3(11): 1178–1183. doi:10.1038/81453. ISSN 1546-1726. PMID 11127835.
- ^ KANDEL, ERIC R. (2020). DISORDERED MIND : what unusual brains tell us about ourselves. ROBINSON. ISBN 978-1472140869. OCLC 1089435075.
- ^ Ling, G.; Gerard, R. W. (December 1949). "The normal membrane potential of frog sartorius fibers". Journal of Cellular and Comparative Physiology. 34 (3): 383–396. doi:10.1002/jcp.1030340304. ISSN 0095-9898. PMID 15410483.