நரம்பு மண்டலத்தில் சினாப்ஸ்கள்

"சினாப்ஸ்" என்ற கருத்து 19 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் சி. ஷெரிங்டனால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது, அவர் இந்த வார்த்தையின் மூலம் ஒரு ஆக்சானின் முனையிலிருந்து ஒரு செயல்திறனுக்கு - ஒரு நியூரான், தசை நார், சுரப்பு செல் - ஒரு சமிக்ஞையை கடத்துவதை மத்தியஸ்தம் செய்யும் ஒரு அமைப்பைக் குறிக்கிறார். சினாப்ஸ்களைப் படிக்கும் போக்கில், உருவவியல் வல்லுநர்கள், உடலியல் வல்லுநர்கள், உயிர் வேதியியலாளர்கள் மற்றும் மருந்தியலாளர்கள் அவற்றின் குறிப்பிடத்தக்க பன்முகத்தன்மையை வெளிப்படுத்தினர், அதே நேரத்தில் கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டில் பொதுவான அம்சங்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன; இதன் விளைவாக, சினாப்ஸ்களை வகைப்படுத்துவதற்கான கொள்கைகள் உருவாக்கப்பட்டன.

சினாப்ஸ் வகைப்பாட்டின் உருவவியல் கொள்கை, இரண்டு செல்களின் எந்தப் பகுதிகளால் அவை உருவாகின்றன மற்றும் பெறும் நியூரானின் மேற்பரப்பில் (செல் உடலில், தண்டு அல்லது டென்ட்ரைட்டின் "முதுகெலும்பில்", ஆக்சானில்) அவை எவ்வாறு அமைந்துள்ளன என்பதைக் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறது. அதன்படி, சினாப்ஸ்கள் ஆக்சோ-ஆக்சோனல், ஆக்சோ-டென்ட்ரிடிக், ஆக்சோ-சோமாடிக் என வேறுபடுகின்றன. இருப்பினும், இந்த வகைப்பாடு சினாப்ஸின் செயல்பாட்டுப் பங்கையோ அல்லது பொறிமுறையையோ விளக்கவில்லை.

சினாப்சின் உருவவியல் அமைப்பு

உருவவியல் ரீதியாக, ஒரு சினாப்ஸ் என்பது இரண்டு டிமைலினேட்டட் அமைப்புகளின் அமைப்பாகும் - ஆக்டானின் முடிவில் ஒரு தடிமனான சினாப்டிக் முடிவு (சினாப்டிக் பிளேக்) மற்றும் ப்ரிசைனாப்டிக் சவ்வுடன் தொடர்பு கொண்ட சினாப்டிக் பிளவு வழியாக, இன்டர்வேட்டட் செல்லின் சவ்வின் ஒரு பகுதி. சினாப்ஸின் முக்கிய செயல்பாடு ஒரு சமிக்ஞையை கடத்துவதாகும். சமிக்ஞை பரிமாற்ற முறையைப் பொறுத்து, வேதியியல், மின் மற்றும் கலப்பு சினாப்ஸ்கள் வேறுபடுகின்றன. அவை செயல்பாட்டுக் கொள்கையில் வேறுபடுகின்றன.

மின் சினாப்ஸில் தூண்டுதல் கடத்துதலின் வழிமுறை ஒரு நரம்பு இழையில் தூண்டுதல் கடத்துதலின் பொறிமுறையைப் போன்றது - ப்ரிசினாப்டிக் முடிவுகளின் AP போஸ்ட்சினாப்டிக் சவ்வின் டிபோலரைசேஷனை உறுதி செய்கிறது. இந்த வகை சினாப்சஸின் கட்டமைப்பு அம்சங்கள் காரணமாக இத்தகைய தூண்டுதல் பரிமாற்றம் சாத்தியமாகும் - ஒரு குறுகிய (சுமார் 5 nm) சினாப்டிக் பிளவு, சவ்வு தொடர்புகளின் பெரிய பகுதி, ப்ரிசினாப்டிக் மற்றும் போஸ்ட்சினாப்டிக் சவ்வுகளை இணைக்கும் குறுக்கு கால்வாய்கள் இருப்பது மற்றும் தொடர்பு பகுதியில் மின் எதிர்ப்பைக் குறைத்தல். முதுகெலும்பில்லாத மற்றும் கீழ் முதுகெலும்புகளில் மின் சினாப்ஸ்கள் மிகவும் பொதுவானவை. பாலூட்டிகளில், அவை நியூரான்களின் உடல்களுக்கு இடையில் முக்கோண நரம்பின் மீசென்ஸ்பாலிக் கருவில், செல் உடல்கள் மற்றும் ஆக்சன் முடிவுகளுக்கு இடையில் டீட்டர்களின் வெஸ்டிபுலர் கருவில், மற்றும் கீழ் ஆலிவில் உள்ள டென்ட்ரைட்டுகளின் "முதுகெலும்புகளுக்கு" இடையில் காணப்படுகின்றன. கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டில் ஒரே மாதிரியான நரம்பு செல்களுக்கு இடையில் மின் சினாப்ஸ்கள் உருவாகின்றன.

மின் சினாப்டிக் டிரான்ஸ்மிஷன், சினாப்டிக் தாமதம் இல்லாதது, இரு திசைகளிலும் சிக்னல் பரிமாற்றம், ப்ரிசைனாப்டிக் சவ்வு திறனில் இருந்து சிக்னல் பரிமாற்றத்தின் சுதந்திரம், Ca2+ செறிவில் ஏற்படும் மாற்றங்களுக்கு எதிர்ப்பு, குறைந்த வெப்பநிலை, சில மருந்தியல் விளைவுகள் மற்றும் குறைந்த சோர்வு ஆகியவற்றால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது, ஏனெனில் சிக்னல் பரிமாற்றத்திற்கு குறிப்பிடத்தக்க வளர்சிதை மாற்ற செலவுகள் தேவையில்லை. இதுபோன்ற பெரும்பாலான சினாப்ஸ்களில், சினாப்ஸில் உள்ள சிக்னல் ஒரே திசையில் மட்டுமே கடத்தப்படும்போது, ஒரு "சரிசெய்தல் விளைவு" காணப்படுகிறது.

நேரடி உற்சாக பரிமாற்றத்துடன் கூடிய மின் ஒத்திசைவுகளுக்கு மாறாக, முதுகெலும்புகளின் நரம்பு மண்டலத்தில் வேதியியல் ஒத்திசைவுகள் (மறைமுக சமிக்ஞை பரிமாற்றத்துடன் கூடிய ஒத்திசைவுகள்) அதிக எண்ணிக்கையில் உள்ளன. ஒரு வேதியியல் ஒத்திசைவில், ஒரு நரம்பு தூண்டுதல் ப்ரிசைனாப்டிக் முடிவுகளிலிருந்து ஒரு வேதியியல் தூதரை வெளியிடுவதற்கு காரணமாகிறது - ஒரு நரம்பியக்கடத்தி, இது சினாப்டிக் பிளவு (10-50 nm அகலம்) வழியாக பரவி போஸ்ட்சினாப்டிக் மென்படலத்தின் ஏற்பி புரதங்களுடன் தொடர்பு கொள்கிறது, இதன் விளைவாக ஒரு போஸ்ட்சினாப்டிக் ஆற்றல் உருவாகிறது. வேதியியல் பரிமாற்றம் ஒரு வழி சமிக்ஞை பரிமாற்றத்தையும் அதன் பண்பேற்றத்தின் சாத்தியத்தையும் உறுதி செய்கிறது (சிக்னல் பெருக்கம், அத்துடன் ஒரு போஸ்ட்சினாப்டிக் கலத்தில் பல சமிக்ஞைகளின் ஒருங்கிணைப்பு). வேதியியல் ஒத்திசைவுகளில் சமிக்ஞை பரிமாற்ற செயல்பாட்டில் பண்பேற்றம் சாத்தியம், அவற்றின் அடிப்படையில் சிக்கலான உடலியல் செயல்பாடுகளை உருவாக்குவதை உறுதி செய்கிறது (கற்றல், நினைவகம், முதலியன). ஒரு வேதியியல் சினாப்ஸின் உள்கட்டமைப்பு ஒரு பரந்த சினாப்டிக் பிளவு, ஒரு சமிக்ஞையை கடத்தும் ஒரு மத்தியஸ்தரால் நிரப்பப்பட்ட சினாப்டிக் பிளேக்கில் வெசிகிள்கள் இருப்பது மற்றும் போஸ்ட்சினாப்டிக் பிளேக்கில், ஏராளமான வேதியியல் உணர்திறன் சேனல்கள் (உற்சாகமூட்டும் சினாப்ஸில் - Na+ க்கு, தடுப்பு சினாப்ஸில் - Cl க்கு) ஆகியவற்றால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. இத்தகைய சினாப்ஸ்கள் சிக்னல் பரிமாற்றத்தில் தாமதம் மற்றும் மின் சினாப்ஸுடன் ஒப்பிடும்போது அதிக சோர்வு ஆகியவற்றால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவற்றின் செயல்பாட்டிற்கு குறிப்பிடத்தக்க வளர்சிதை மாற்ற செலவுகள் தேவைப்படுகின்றன.

வேதியியல் சினாப்சுகளில் இரண்டு முக்கிய துணை வகைகள் உள்ளன.

முதலாவது (சமச்சீரற்றது என்று அழைக்கப்படுவது) சுமார் 30 nm அகலமுள்ள சினாப்டிக் பிளவு, ஒப்பீட்டளவில் பெரிய தொடர்பு மண்டலம் (1-2 μm) மற்றும் போஸ்ட்சினாப்டிக் சவ்வின் கீழ் அடர்த்தியான மேட்ரிக்ஸின் குறிப்பிடத்தக்க குவிப்பு ஆகியவற்றால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. பெரிய வெசிகிள்கள் (30-60 nm விட்டம்) ப்ரிசினாப்டிக் பிளேக்கில் குவிகின்றன. இரண்டாவது துணை வகையின் வேதியியல் சினாப்ஸ்கள் சுமார் 20 nm அகலமுள்ள சினாப்டிக் பிளவு, ஒப்பீட்டளவில் சிறிய தொடர்பு மண்டலம் (1 μm க்கும் குறைவானது) மற்றும் மிதமான மற்றும் சமச்சீர் சவ்வு சுருக்கத்தைக் கொண்டுள்ளன. அவை சிறிய வெசிகிள்களால் (10-30 nm விட்டம்) வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. முதல் துணை வகை முக்கியமாக ஆக்சோடென்ட்ரிடிக், உற்சாகமூட்டும் (குளுட்டமேட்டர்ஜிக்), இரண்டாவது ஆக்சோசோமேடிக், இன்ஹிபிட்டரி (GABAergic) சினாப்ஸ்களால் குறிப்பிடப்படுகின்றன. இருப்பினும், இந்தப் பிரிவு தன்னிச்சையானது, ஏனெனில் கோலினெர்ஜிக் சினாப்ஸ்கள் எலக்ட்ரான் மைக்ரோகிராஃப்களில் 20-40 nm விட்டம் கொண்ட ஒளி வெசிகிள்களாகக் காணப்படுகின்றன, அதே நேரத்தில் மோனோஅமினெர்ஜிக் சினாப்ஸ்கள் (குறிப்பாக நோர்பைன்ப்ரைனுடன்) 50-90 nm விட்டம் கொண்ட பெரிய அடர்த்தியான வெசிகிள்களாகக் காணப்படுகின்றன.

சினாப்ஸ் வகைப்பாட்டின் மற்றொரு கொள்கை, மத்தியஸ்தராகப் பயன்படுத்தப்படும் பொருளின் அடிப்படையில் (கோலினெர்ஜிக், அட்ரினெர்ஜிக், பியூரினெர்ஜிக், பெப்டிடெர்ஜிக், முதலியன) உள்ளது. சமீபத்திய ஆண்டுகளில் வெவ்வேறு இயல்புடைய மத்தியஸ்தர்கள் ஒரு முடிவில் செயல்பட முடியும் என்பது காட்டப்பட்ட போதிலும், சினாப்ஸ்களின் இந்த வகைப்பாடு இன்னும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.