Synaps = platsen där ett neuron med hjälp av ett nervändslut (boutong, axonterminal) bildar en funktionell informationsförmedlande kontakt med ett annat neuron.
I synapsen förmedlas elektro-kemisk information enkelriktat (vissa undantag finns, ex.vis i NMDA-synapserna) från en kontaktande nervcell, det presynaptiska neuronet, till en mottagande nervcell, det postsynaptiska neuronet.
Den synaptiska informationsöverföringen sker lokalt och riktas till det postsynaptiska membranet (se nedan). Effekten är kortvarig och försvinner redan efter någon/några millisekunder (1 millisekund = 1 tusendels sekund).
Beroende på var en synaps är belägen talar man om
* axo-dendritiska synapser, på dendriterna
* axo-somatiska synapser, på cellkroppen
* axo-axonala synapser; på initiala axonsegmentet,IS
* presynaptiska synapser, synaps på synaps
* dendro-dendritiska synapser
Synapser förekommer inte bara mellan axonterminaler och mottagande neuron, utan påträffas också mellan dendriter (dendro-dendritiska synapser) på vissa ställen i CNS, ex.vis i ryggmärgens bakhorn och i luktknölarna.
Det finns två huvudtyper av synapser:
1/ pådrivande/excitatoriska synapser
2/ bromsande/inhibitoriska synapser.
Två faktorer avgör om en synaps är excitatorisk eller inhibitorisk.
1/ Viktigast är egenskaperna hos det post-synaptiska membranet. Beroende på vilka olika sorters speciella proteiner (receptorproteiner, kanalproteiner, pumpproteiner, G-proteiner, m.fl.) som finns inbyggda i membranet så ger synapsaktiviteten upphov till antingen en excitatorisk eller en inhibitorisk postsynaptisk potential.
2. Den andra avgörande faktorn är neurotransmittorn (transmittorsubstansen). Det finns en rad olika sorters neurotransmittorer.
Synapsens huvuddelar. Det synaptiska komplexet.
1. Den presynaptiska regionen, där synapsblåsorna ligger särskilt tätt packade. Regionen gränsar till
2. det presynaptiska membranet. Detta är den del av boutongens cellmembran som ligger tätt an mot det post-synaptiska neuronets cellmembran, men är skilt från detta av
3. synaps-klyftan, en ca. 20 nanometer (1 nanometer=1 miljondels mm.) bred spalt som alltså ligger mellan det presynaptiska membranet och
4. det postsynaptiska membranet, som gränsar mot
5. den postsynaptiska regionen i det kontaktade neuronet.
Synapsfunktionen
1. Ett presynaptiskt neuron har aktiverats och sänder ut en nervimpuls, en aktionspotential, i sitt axon.
2. Aktionspotentialen sprids ut i alla axonförgreningar.
3. Aktionspotentialen når fram till en boutong.
4. Aktionspotentialen förändrar boutongens elektriska spänning och utlöser på så sätt en serie invecklade kemiska reaktioner.
5. Dessa reaktioner resulterar i att boutongen släpper ut en viss mängd s.k. transmittorsubstans/ neurotransmittor (transmittor = överförare). Utsläppet sker genom det presynaptiska membranet ut i synapsklyftan.
6. Transmittorn fäster sig på det postsynaptiska membranets speciella receptorermolekyler.
7. Det postsynaptiska membranet reagerar då genom att kortvarigt ändra på sina elektriska egenskaper. Det uppstår en lokal "postsynaptisk spännings-/potential- förändring" och en lokal elektrisk ström börjar flyta genom det postsynaptiska membranet.
8. Transmittorn försvinner snabbt genom enzymatisk nedbrytning eller undanskaffas på annat sätt (sugs upp av kringliggande astrocytutskott; pumpas tillbaka in i ändslutet).
9. Den postsynaptiska potentialför-ändringen tonar bort från synapsen och sprids med hög hastighet ut över det postsynaptiska neuronets yta samtidigt som den blir allt svagare och till sist försvinner.
10. Det postsynaptiska membranet återgår till sitt normalläge. Observera att den postsynaptiska potentialen inte är någon aktionspotential.
Den synaptiska transmissionen/överföringen sker blixtsnabbt och är lokalt begränsad. Det dröjer mindre än 1 millisekund (millisekund=tusendels sekund) från det att nervimpulsen når boutongen till dess att den postsynaptiska potentialen börjar tona bort. Jämför med volym transmission!
Ett neuron är ständigt och jämt utstt för ett varierat inflöde av excitatorisk och inhibitorisk synaptisk påverkan. I varje ögonblick uppstår således en stor mängd lokala excitatoriska och inhibitoriska post- synaptiska potentialer och strömkretsar.
Med sjunkande styrka sprider sig de postsynaptiska potentialerna blixtsnabbt ut över det post-synaptiska neuronet och sveper fram mot det initiala axon-segmentet.
Excitatoriska och inhibitoriska potentialer blandas med varandra och summeras. Är nu den här summan av synaptiska aktiviteter i ett visst tidsögonblick tillräckligt stor när den når fram till initiala axonsegmentet, ja då utlöses en aktionspotential i IS och fortleds med bibehållen styrka ut i hela axonet.
Chang-Lu Tao, et al. 2018, Differentiation and Characterization of Excitatory and Inhibitory Synapses by Cryo-electron Tomography and Correlative Microscopy. The Journal of Neuroscience, 38:1493-1510; doi:10.1523/JNEUROSCI.1548-17.2017