Bij een synaps spelen neurotransmitters (chemische boodschappers) een cruciale rol bij het faciliteren van de communicatie tussen neuronen (zenuwcellen) door signalen over de synaptische spleet te sturen, een kleine opening die twee neuronen scheidt. Het algemene proces omvat de volgende stappen:

1. Synthese van neurotransmitters :Neuronen synthetiseren neurotransmitters. Verschillende neuronen kunnen verschillende neurotransmitters produceren op basis van hun specifieke functies en de neurale route waarbij ze betrokken zijn.

2. Opslag van neurotransmitters :Gesynthetiseerde neurotransmitters worden opgeslagen in membraangebonden blaasjes in het presynaptische neuron (het neuron dat het signaal verzendt).

3. Aankomst van actiepotentieel :Wanneer een actiepotentiaal (een elektrisch signaal) de presynaptische terminal (het uiteinde van het neuron) bereikt, veroorzaakt dit een reeks gebeurtenissen die leiden tot het vrijkomen van neurotransmitters.

4. Instroom van calciumionen :De komst van het actiepotentiaal zorgt ervoor dat spanningsafhankelijke calciumkanalen in het presynaptische membraan openen. Calciumionen stromen vanuit de extracellulaire ruimte het presynaptische neuron binnen.

5. Blaasfusie :De instroom van calciumionen veroorzaakt de fusie van neurotransmitter-dragende blaasjes met het presynaptische membraan. Deze fusie is een cruciale stap in het vrijgeven van neurotransmitters in de synaptische spleet.

6. Afgifte van neurotransmitters :Het fusieproces leidt tot de exocytose van neurotransmittermoleculen in de synaptische kloof, wat resulteert in hun diffusie over de kloof.

7. Binden aan postsynaptische receptoren :Aan de postsynaptische kant (het neuron dat het signaal ontvangt) zijn er receptormoleculen ingebed in het postsynaptische membraan. Deze receptoren zijn specifiek voor bepaalde neurotransmitters. Wanneer neurotransmittermoleculen zich binden aan hun respectievelijke receptoren, vindt er een conformationele verandering plaats.

8. Kanaal openen of sluiten :De conformationele verandering leidt gewoonlijk tot het openen van ionenkanalen die verband houden met de receptoren, waardoor bepaalde ionen (zoals natrium, kalium of chloride) in of uit het postsynaptische neuron kunnen stromen.

9. Postsynaptisch potentieel :De resulterende instroom of uitstroom van ionen als gevolg van receptorbinding genereert een elektrisch signaal in het postsynaptische neuron, bekend als een postsynaptisch potentieel (PSP).

10. Signaalintegratie :Afhankelijk van het type neurotransmitter en het remmende of prikkelende effect ervan, maken PSP's het voor het postsynaptische neuron gemakkelijker (exciterend) of moeilijker (remmend) om een ​​actiepotentiaal te genereren. Meerdere PSP's worden gecombineerd om te bepalen of het neuron het drempelpotentieel bereikt.

11. Genereren van actiepotentieel :Wanneer het cumulatieve effect van PSP's een bepaalde drempel bereikt bij het postsynaptische neuron, kan er een actiepotentiaal worden gegenereerd, waardoor het signaal verder langs het neuron wordt verspreid.

Samenvattend spelen neurotransmitters een cruciale rol door chemische signalen via synapsen over te brengen, waardoor communicatie en signaalverwerking tussen neuronen mogelijk wordt. Het samenspel van neurotransmitters, receptoren en hun impact op postsynaptische elektrische potentiëlen vormt de basis voor neuronale communicatie en informatieoverdracht in de hersenen.