Hvordan kan en besked fra hjernen nå videre fra én nervecelle til den næste? Det sker gennem synapser. En synapse er et kontaktsted, hvor en nervecelle overfører et signal til en anden celle. Det kan være en nervecelle, en muskelcelle eller en kirtelcelle.
I videoen tegner og forklarer jeg, hvordan signalet passerer en kemisk synapse. Følg beskeden fra den afsendende celle, gennem synapsespalten og ind til modtageren. Så hænger de nye fagord sammen med det, der sker.
Hvad er en synapse, og hvad er synapsespalten?
En nervecelle, også kaldet et neuron, kan sende elektriske signaler langs en lang udløber, axonet. Når signalet når axonets ende, skal det ofte videre til en anden celle. Her møder vi synapsen.
I en kemisk synapse er cellerne adskilt af et meget lille mellemrum, synapsespalten. Det elektriske signal fortsætter derfor ikke direkte over spalten. I stedet frigiver afsenderen et kemisk signalstof, som påvirker modtageren. Du kan først følge signalet langs cellen på siden om axonet og aktionspotentialet.
Vi bruger to navne for de to sider: Præsynapsen er den afsendende side før spalten. Postsynapsen er den modtagende side efter spalten. “Præ” betyder før, og “post” betyder efter.
Sådan overføres nervesignalet i en kemisk synapse
- Et elektrisk nervesignal, et aktionspotentiale, når den præsynaptiske nerveende.
- Signalet åbner spændingsstyrede calciumkanaler. Det er kanaler i membranen, som reagerer på ændret elektrisk spænding. Calciumioner, Ca²⁺, strømmer ind. En ion er et atom eller molekyle med elektrisk ladning.
- Calcium sætter processer i gang, som får små blærer, vesikler, med signalstof til at smelte sammen med cellemembranen. Signalstoffet frigives til spalten.
- Signalstoffet bevæger sig over spalten og binder til receptorer på den postsynaptiske celle. Receptorer er proteiner, som kan binde bestemte signalstoffer og sætte en reaktion i gang.
- Modtagerens ionkanaler kan nu påvirkes, så ioner strømmer over membranen. Det ændrer cellens elektriske spænding og kan gøre det lettere eller sværere at starte et nyt aktionspotentiale.
Hvad er transmitterstoffer?
Transmitterstoffer kaldes også neurotransmittere. Det er de kemiske signalstoffer, som bruges til at sende beskeden mellem cellerne. Eksempler er acetylcholin, glutamat og GABA.
Et signalstof påvirker kun celler med passende receptorer. Du kan sammenligne signalstof og receptor med en nøgle og en lås, men molekylerne er bevægelige. Det afgørende er både deres form og kemiske egenskaber.
Nogle receptorer er selv en del af en ionkanal. Andre påvirker kanaler gennem flere trin inde i cellen. Derfor afhænger virkningen af både signalstoffet og den receptor, det binder til.
Fremmende og hæmmende signaler
En nervecelle modtager ofte mange beskeder samtidig. Nogle gør det mere sandsynligt, at den sender et nyt aktionspotentiale. De kaldes fremmende eller excitatoriske signaler. Andre gør det mindre sandsynligt og kaldes hæmmende eller inhibitoriske signaler.
En fremmende ændring bringer typisk spændingen tættere på den tærskel, hvor et aktionspotentiale starter. Et hæmmende signal kan for eksempel åbne kanaler, som holder spændingen væk fra tærsklen eller dæmper virkningen af fremmende signaler.
Disse lokale spændingsændringer kaldes postsynaptiske potentialer. Nervecellen samler påvirkningerne. Derfor udløser én besked gennem én synapse ikke nødvendigvis et nyt nervesignal.
Hvordan stopper signalet igen?
Signalstoffet skal fjernes, så receptorerne ikke bliver påvirket uafbrudt. Afhængigt af stoffet kan det genoptages i celler, nedbrydes af enzymer eller bevæge sig væk fra spalten. Et enzym er et molekyle, der får en bestemt kemisk reaktion til at gå hurtigere. Se hvordan enzymer virker.
Kemiske og elektriske synapser
Forklaringen ovenfor handler om kemiske synapser. I en elektrisk synapse er cellerne forbundet gennem særlige kanaler, så elektrisk strøm kan passere direkte mellem dem. Her behøver signalet ikke først at blive overført med et transmitterstof.
Fra cellemembran til kommunikation
Synapsen viser, hvordan celler bruger cellemembranen til at modtage signaler og regulere ioners bevægelse. Kanalerne bestemmer, hvilke ioner der kan passere, mens pumper hjælper med at opretholde forskelle i ionernes koncentration. Det kan du arbejde videre med under kanaler og pumper.
Tegn og forklar synapsen
Tegn to celleender med en spalte imellem. Vis vesikler, calciumkanaler, signalstoffer og receptorer. Sæt pile på i den rækkefølge, signalet bevæger sig.
- Hvilken side er præsynaptisk, og hvilken er postsynaptisk?
- Hvad får vesiklerne til at frigive signalstof?
- Hvordan kan samme modtager få både fremmende og hæmmende beskeder?
- Hvordan bliver synapsen klar til næste signal?
