Fagstoff

Overføring av nervesignaler

Publisert: 06.02.2013, Oppdatert: 05.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut
Synapser fotografert gjennom elektronmikroskop

Et menneske blir født med omkring 130 milliarder hjerneceller. Hver av disse danner mange forbindelser med andre celler. Noen av dem har så mange som 80 000 slike kontaktpunkt som kalles synapser. I synapsene overføres de elektriske nervesignalene lynhurtig til andre celler vedhjelp av signalmolekyler. Nervecellene formidler millioner av elektriske signaler hvert sekund.

En synapse sett gjennom et elektronmikroskop. Nervecelle er grønn, mitokondrier er blå og signalstoff er røde.Synapse – mikroskopbilde (50 000 gangers forstørrelse på en 10 cm visning). Nervecellene er grønne, mitokondriene som frigjør energi, er blåe, og transmitterstoffene er røde.   

 

To nervecelle og en forstørrelse av berøringspunkt mellom dem.Synapse – forstørrelse av kontaktpunkt mellom to nerveceller hvor signaler blir overført.     

Flere faguttrykk som brukes om det samme: transmittere, transmitterstoff, transmittersubstans og signalstoff.

 

Synapse – signaloverføring og reabsorpsjon.

 

Hva vil skje hvis transmittere ikke blir brutt ned eller reabsorbert etter at en impuls har gått?

 

 

Aksonenden av en nerveutløper møter en dendritt til en annen nervecelle. Dette kalles en synapse og her skjer overføringen av nerveimpulser.Synapse: Transmittere frigjøres fra vakuoler og binder seg til reseptorer i mottakercella slik at impulsen kan gå videre.    

 

Mange synapser fotografert med elektronmikroskop ("tråder med knuter"). Mikroskopbilde av nervetråder hvor synapsene vises som blærelignende utposninger. Nerveimpulser kan bare gå i én retning gjennom synapsene.    

Synapser

En synapse er kontaktpunktet mellom en nervecelle og en annen nervecelle, en muskelcelle eller en kjertelcelle. Impulsen passerer synapsen ved hjelp av signalstoff som kalles transmittere. Disse kan virke stimulerende eller hemmende.

En synapse består av en akson-ende, en mottakercelle og en spalte mellom disse som ikke er mer enn 20 nm bred (1 nm = 10-9 m). Når nerveimpulsen når akson-enden, vil endring i spenningen føre til at vesikler med transmittere beveger seg mot cellemembranen og tømmer innholdet sitt i synapsespalten ved eksocytose. Ved å binde seg til mottakercella vil transmitteren utløse ionevandring slik at membranpotensialet endrer seg. Denne overføringen av impulser går lynraskt mellom nervecellene.

 

Signaloverføring

Overføringen av det elektriske nervesignalet går svært raskt og skjer i flere trinn:

  1. En nerveimpuls løper langs aksonet og når fram til akson-enden.
  2. Nerveimpulsen åpner spenningsregulerte kalsiumkanaler i akson-endens cellemembran slik at Ca2+ diffunderer inn i akson-enden.
  3. Når kalsiumkonsentrasjonen i aksonenden øker, føres vesikler med transmittere mot cellemembranen, hvor de tømmer innholdet sitt (eksocytose).
  4. Tegning av synapsespalte og overføring av impuls.Signaloverføring i en synapse.Transmittere blir skilt ut til synapsespalten og diffunderer over til mottakercella.
  5. Transmitterne binder seg til reseptorregulerte ionekanaler som åpner seg slik at ioner (for eksempel Na+) diffunderer inn. Dette fører til at membranpotensialet i mottakercella forandrer seg, og signalet er dermed formidlet.
  6. Transmittere reabsorberesÅ reabsorbere betyr å «gjenoppta» eller «ta opp på nytt». Nervecellene må kontrollere mengden av transmittere i synapsen for å hindre at et nervesignal løper løpsk og fører til ukontrollerte reaksjoner (blant annet kramper).Dette gjør nervecella blant annet ved å reabsorbere transmittere fra synapsespalten til akson-endene og dendrittene. Transmittere er store molekyler som ikke kan diffundere gjennom cellemembranen, men som må transporteres gjennom egne transportproteiner ved aktiv transport.Det finnes naturlige stoffer i kroppen som hindrer at signalstoffer blir reabsorbert, og som slik regulerer impulsene. Kunstige stoffer, slik som noen antidepressive medikamenter, kan også hemme reabsorpsjonen av transmitterstoffer. Ikke alt transmitterstoff blir reabsorbert. Noe brytes ned av enzymer, og noe løsner fra reseptorene og forsvinner ut av synapsespalten.  til nervecellene gjennom egne transportkanaler etter at impulsen har gått. En del av transmitterstoffene blir også brutt ned av enzymer og gjenbrukt senere, mens noen går tapt i synapsespalten.

 

Stimulerende og hemmende transmittere

Det finnes mange ulike transmittere. I stimulerende signaler brukes transmittere som gjør at natriumkanaler i cellemembranen åpnes slik at Na+ diffunderer inn i cella. Dette øker membranpotensialet opp mot terskelverdien slik at en impuls kan gå.

Molekylmodell av signalstoffet acetylkolin.Acetylkolin (modell) og glutamat er stimulerende transmittere.En av de vanligste stimulerende transmitterne er acetylkolin. Så lenge acetylkolin er bundet til reseptorene, kan Na+ diffundere inn i mottakercella og impulser sendes. Enzymet acetylkolinesterase i synapsespalten vil spalte acetylkolin til acetyl + kolin. Når transmittereren brytes ned, stopper impulsen. Acetyl og kolin kan senere gjenbrukes ved at stoffene reabsorberes og kobles sammen i vesikler i akson-enden.

Hemmende transmittere har den motsatte virkningen. Et vanlig eksempel er GABA (gamma amino butyric acid) som får Cl- til å diffundere inn i mottakercella, og K+ til å diffundere ut. Dermed synker membranpotensialet under terskelverdien.

Stimulerende og hemmende transmittere virker oftest sammen og avgjør om nervesignaler skal bli sendt, og hvor mange som skal sendes. Alle nerveimpulser har samme styrke, men siden de har ulik frekvens (antall nerveimpulser per sekund), vil signalene oppleves forskjellig.

Oppgaver

Aktuelt stoff

Relatert innhold