シナプス間隙とは

神経系では、シナプスと呼ばれる特殊な接合部を介して、ニューロンと呼ばれる神経細胞から他の神経細胞または非神経細胞に情報が流れます。 シナプスの構成要素には、シナプス前終末、シナプス後終末、およびシナプス間隙、セル間の20ナノメートル（7.874015748 X 10-7インチ）のギャップが含まれます。 神経インパルスがシナプス前終末に移動すると、シナプス前ニューロンは、神経伝達物質の小さなパケットまたは小胞をシナプス間隙に放出します。 化学物質はシナプスの裂け目を横切って拡散し、シグナル伝達化学物質の受容体が存在するシナプス後終末に結合します。 神経信号はシナプス間隙を直接通過できません。 むしろ、神経伝達物質のシナプス後細胞への結合により、細胞へのナトリウムの流入が生じ、これが別の神経信号を開始します。

シナプス間隙にはいくつかの理由があります。 まず、ギャップにより、情報信号が一方向にのみ移動することが保証されます。 第二に、シナプス間隙により、1つのニューロンが複数のシナプス後細胞と通信できるようになり、逆に、複数のニューロンが1つのシナプス後細胞に信号を収束できるようになります。 これにより、ボディは信号を迅速に配信したり、それらを合算して段階的な応答を作成したりできます。 最後に、衣服と皮膚の接触などの繰り返しの背景刺激は、シナプス前ニューロンで神経伝達物質の供給を費やし、裂け目を通る不要な信号の通過を防ぎます。

シナプスには、2つの重要な神経伝達物質のいずれかが含まれています。 中枢および末梢神経系の両方で、アセチルコリンはシナプス間隙の主なシグナル分子として機能します。 アセチルコリン受容体は、副交感神経系の骨格筋とさまざまな神経細胞を活性化します。 もう1つの重要な神経伝達物質であるノルアドレナリンは、主に交感神経系内で機能し、「闘争または逃走」反応の媒介に関与します。

人体には5種類のシナプスがあり、それぞれがシナプス間隙に異なる神経受容体と神経伝達物質を持っています。 神経細胞と筋肉細胞の間の神経筋接合部は、筋肉を刺激し、シナプス間隙でのアセチルコリンの放出により筋肉の収縮を誘発します。 興奮性および抑制性イオンチャネルシナプスは、それぞれ神経インパルスを誘発または妨害します。 非チャネルシナプスにより、シナプス後細胞内でメッセンジャー化学物質が生成されます。 電気シナプスと呼ばれるまれなシナプスは、直接接触することでいくつかのタンパク質を隣接する細胞と共有します。

薬物は、薬用および娯楽用の両方で、人体内でシナプスのオンとオフを切り替えることで効果を発揮します。 たとえば、アンフェタミン、エクスタシー、コカイン、およびカフェインはすべて、刺激作用により、体全体のシナプスへのノルアドレナリンの放出を促進することにより機能します。 一方、アルコール、マリファナ、およびバリウムなどのベンゾジアゼピンは、鎮静作用のあるガンマアミノ酪酸（GABA）の放出を促進します。 薬物は、神経伝達物質の作用を模倣したり、神経伝達物質の結合をブロックしたり、通常は神経伝達物質の影響を受けるイオンチャネルをシャットダウンしたりすることで機能します。