Il sistema nervoso contiene cellule nervose, o neuroni, che trasmettono segnali a cellule bersaglio, che possono essere neuroni o altri tipi di cellule. Il divario tra le cellule trasmittenti e riceventi è la sinapsi. I segnali stimolanti, elettrici o chimici, devono attraversare la sinapsi per raggiungere il loro obiettivo. Entrambe le celle del mittente e del ricevitore hanno elaborati macchinari biochimici per creare, trasmettere, rilevare e reagire ai segnali che attraversano la sinapsi. Un altro tipo di sinapsi si trova nel sistema immunitario del corpo e coinvolge i globuli bianchi piuttosto che i neuroni.
Anatomia della sinapsi neuronale
La giuntura o giunzione sinaptica è lo spazio che separa le membrane cellulari del presinaptico trasmettitore da cellule riceventi postsinaptiche. Il cervello e il sistema nervoso centrale sono composti da trilioni di sinapsi che trasmettono informazioni tra le cellule. La fessura è così piccola da 2 a 40 nanometri, che l'imaging richiede un microscopio elettronico. Le sinapsi del segnale chimico possono essere di due tipi, asimmetriche o simmetriche, a seconda della forma delle piccole sacche contenenti sostanze chimiche o delle vescicole che scaricano i prodotti chimici dei neurotrasmettitori attraverso lo spazio. Le vescicole di una lacuna asimmetrica sono rotonde, e la membrana postsinaptica costruisce materiale denso composto da proteine e recettori. Le sinapsi simmetriche hanno vescicole appiattite e la membrana cellulare postsinaptica non contiene un denso accumulo di materiale.
Sinapsi chimiche
Una sinapsi chimica presenta un neurone presinaptico che converte la stimolazione elettrochimica nel rilascio di sostanze chimiche dei neurotrasmettitori che, a seconda della loro composizione, eccitano o inibiscono l'attività della cellula recettrice. La cellula presinaptica stimolata accumula ioni di calcio che attraggono determinate proteine attaccate a vescicole contenenti sostanze chimiche dei neurotrasmettitori. Questo fa sì che le vescicole si fondano con la membrana cellulare presinaptica, permettendo ai prodotti chimici del neurotrasmettitore di svuotarsi nella fessura sinaptica. Alcune di queste sostanze chimiche incontrano e attivano i recettori sulla membrana cellulare postsinaptica, che fa propagare il segnale attraverso la cellula postsinaptica. I neurotrasmettitori poi rilasciano dalla cellula postsinaptica, a volte con l'aiuto di speciali proteine trasportatrici, e vengono riassorbiti dalla cellula presinaptica per il riutilizzo.
Synapses elettrici
La giunzione di gap di una sinapsi elettrica è circa 10 volte più stretto della larghezza della fenditura della sinapsi chimica. I canali chiamati connessioni collegano la giunzione gap, permettendo agli ioni di attraversare. I connexon contengono proteine che possono aprire o chiudere il canale, controllando così il flusso di ioni. Una cellula presinaptica stimolata apre i suoi connessioni, permettendo agli ioni con carica positiva di fluire e depolarizzare la cellula postsinaptica. La fisiologia della sinapsi elettrica non richiede messaggeri chimici o recettori e quindi consente velocità di trasmissione più elevate. Un'altra caratteristica unica della sinapsi elettrica è che consente la trasmissione del segnale in entrambe le direzioni.
Syndrome immunologico
Una sinapsi immunologica è lo spazio tra alcuni diversi tipi di globuli bianchi o linfociti. Su un lato della sinapsi si trova una cellula T o una cellula natural killer. La cellula postsinaptica può essere uno dei vari tipi di linfociti che presentano antigeni estranei sulla superficie. Gli antigeni causano la cellula presinaptica a secernere proteine che aiutano a distruggere batteri, virus o altre sostanze estranee ingerite dalla cellula bersaglio. La sinapsi è anche conosciuta come un complesso di adesione supramolecolare e consiste di anelli di diverse proteine. La cellula presinaptica striscia sulla cellula bersaglio, stabilisce una sinapsi e quindi rilascia proteine che rispondono alla sostanza estranea che invade.
