Fagstoff

Overføring av nervesignal

Publisert: 06.02.2013, Oppdatert: 04.08.2017
Synapser fotografert gjennom elektronmikroskop

Eit menneske blir fødd med omkring 130 milliardar hjerneceller, og kvar av desse dannar mange sambindingar med andre celler. Nokre av dei har så mange som 80 000 slike kontaktpunkt som vi kallar synapsar. I synapsane blir dei elektriske nervesignala lynraskt overførte til andre celler ved hjelp av signalmolekyler. Nervecellene formidlar millionar av elektriske signal kvart sekund.

En synapse sett gjennom et elektronmikroskop. Nervecelle er grønn, mitokondrier er blå og signalstoff er røde.Synapse – mikroskopbilete (50 000 gonger forstørra på ei 10 cm visning). Nervecellene er grøne, mitokondria som frigjer energi, er blåe, og transmitterstoffa er raude. 

To nervecelle og en forstørrelse av berøringspunkt mellom dem.Synapse – forstørring av kontaktpunkt mellom to nerveceller der signal blir overførte. 

Fleire faguttrykk som blir brukte om det same: transmitterar, transmitterstoff, transmittersubstans og signalstoff.

Synapse – signaloverføring og reabsorpsjon. (video)

Kva vil skje viss transmitterar ikkje blir brotne ned eller reabsorberte etter at ein 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: Transmitterar blir frigjorte frå vakuolar og bind seg til reseptorar i mottakarcella slik at impulsen kan gå vidare. 

Mange synapser fotografert med elektronmikroskop ("tråder med knuter"). Mikroskopbilete av nervetrådar der synapsane er viste som blæreliknande utposningar. Nerveimpulsar kan berre gå i éi retning gjennom synapsane.

Synapsar

Ein synapse er kontaktpunktet mellom ei nervecelle og ei anna nervecelle, ei muskelcelle eller ei kjertelcelle. Impulsen passerer synapsen ved hjelp av signalstoff som blir kalla transmitterar. Desse kan verke stimulerande eller hemjande.

Ein synapse består av ein akson-ende, ei mottakarcelle og ei spalte mellom desse som ikkje er meir enn 20 nm brei (1 nm = 10-9 m). Når nerveimpulsen når akson-enden, vil endring i spenninga føre til at vesiklar med transmitterar beveger seg mot cellemembranen og tømmer innhaldet sitt i synapsespalta ved eksocytose. Ved å binde seg til mottakarcella vil transmitteren utløyse ionevandring slik at membranpotensialet endrar seg. Denne overføringa av impulsar går lynraskt mellom nervecellene.

 

Signaloverføring

Overføringa av det elektriske nervesignalet går svært raskt og skjer i fleire trinn:

  1. Ein nerveimpuls går langs aksonet og når fram til akson-enden.
  2. Nerveimpulsen opnar spenningsregulerte kalsiumkanalar i cellemembranen til akson-enden slik at Ca2+ diffunderer inn i akson-enden.
  3. Når kalsiumkonsentrasjonen i akson-enden aukar, blir vesiklar med transmitterar førte mot cellemembranen, der dei tømmer innhaldet sitt (eksocytose).
  4. Tegning av synapsespalte og overføring av impuls.Signaloverføring i ein synapse.Transmitterar blir skilde ut til synapsespalta og diffunderer over til mottakarcella.
  5. Transmitterane bind seg til reseptorregulerte ionekanalar som opnar seg slik at ion (for eksempel Na+) diffunderer inn. Dette fører til at membranpotensialet i mottakarcella forandrar seg, og signalet er dermed formidla.
  6. Transmitterar blir reabsorberteÅ reabsorbere tyder å «gjenoppta» eller «ta opp på nytt». Nervecellene må kontrollere mengda av transmitterar i synapsen for å hindre at eit nervesignal spring løpsk og fører til ukontrollerte reaksjonar (mellom anna krampar).Dette gjer nervecella mellom anna ved å reabsorbere transmitterar frå synapsespalta til akson-endane og dendrittane. Transmitterar er store molekyl som ikkje kan diffundere gjennom cellemembranen, men som må bli transporterte gjennom eigne transportprotein ved aktiv transport.Det finst naturlege stoff i kroppen som hindrar at signalstoff blir reabsorberte, og som slik regulerer impulsane. Kunstige stoff, slik som nokre antidepressive medikament, kan òg hemje reabsorpsjonen av transmitterstoff. Ikkje alt transmitterstoff blir reabsorbert. Noko blir brote ned av enzym, og noko losnar frå reseptorane og forsvinn ut av synapsespalta.  til nervecellene gjennom eigne transportkanalar etter at impulsen har gått. Ein del av transmitterstoffa blir òg brotne ned av enzym og gjenbrukte seinare, mens nokre går tapt i synapsespalta.

 

Stimulerande og hemjande transmitterar

Det finst mange ulike transmitterar. I stimulerande signal blir det brukt transmitterar som gjer at natriumkanalar i cellemembranen opnar seg, slik at Na+ diffunderer inn i cella. Dette aukar membranpotensialet opp mot terskelverdien slik at ein impuls kan gå.
Molekylmodell av signalstoffet acetylkolin.Acetylkolin (modell) og glutamat er stimulerande transmitterar.Ein av dei vanlegaste stimulerande transmitterane er acetylkolin. Så lenge acetylkolin er bunde til reseptorane, kan Na+ diffundere inn i mottakarcella og impulsar blir sende. Enzymet acetylkolinesterase i synapsespalta vil spalte acetylkolin til acetyl + kolin. Når transmitteren blir broten ned, stoppar impulsen. Acetyl og kolin kan bli gjenbrukte seinare ved at stoffa blir reabsorberte og kopla saman i vesiklar i akson-enden.

Hemjande transmitterar har den motsette verknaden. Eit vanlig eksempel er GABA (gamma amino butyric acid) som får Cl- til å diffundere inn i mottakarcella, og K+ til å diffundere ut. Dermed søkk membranpotensialet under terskelverdien.

Stimulerande og hemjande transmitterar verkar oftast saman og avgjer om nervesignal skal bli sende, og kor mange som skal bli sende. Alle nerveimpulsar har same styrke, men sidan dei har ulik frekvens (talet på nerveimpulsar per sekund), blir signala opplevde forskjellig.

Oppgåver

Aktuelt stoff

Relatert innhald