Hva er den synaptiske kløften?

I nervesystemet flyter informasjon fra nerveceller, kalt nevroner, til andre nerveceller eller ikke-nevronale celler ved hjelp av et spesialisert kryss som kalles en synapse. Komponentene i en synapse inkluderer den presynaptiske avslutningen, den postsynaptiske enden og den synaptiske spalte, et 20-nanometer (7,874015748 X 10-7 tomme) gap mellom cellene. Når en nerveimpuls reiser seg til den presynaptiske avslutningen, frigjør den presynaptiske nevronen små pakker eller vesikler med nevrotransmitterkjemikalier i synaptisk spalte. Kjemikaliene diffunderer over synaptisk spalte og binder seg til den postsynaptiske enden, hvorpå reseptorer for signalkjemikaliet ligger. Nervesignalet kan ikke fortsette direkte over den synaptiske spalte; snarere skaper binding av nevrotransmitteren til den postsynaptiske cellen en tilstrømning av natrium inn i cellen, som initierer et annet nervesignal.

Det er flere årsaker til det synaptiske spalte. For det første sikrer gapet at informasjonssignalet bare beveger seg i en retning. For det andre tillater den synaptiske spalte en nevron å kommunisere med flere postsynaptiske celler, eller omvendt flere nevroner for å konvergere et signal til en postsynaptisk celle. Dette lar kroppen distribuere et signal raskt eller legge dem sammen for å skape en gradert respons. Til slutt kan repeterende bakgrunnsstimuleringer, som kontakten mellom klær og hud, bruke tilførselen av nevrotransmitter i det presynaptiske nevronet, og hindre at det unødvendige signalet passerer gjennom kløven.

Synapser inneholder en av to viktige nevrotransmittere. I både det sentrale og perifere nervesystemet fungerer acetylkolin som hovedsignalmolekylet i synaptisk spalte. Acetylkolinreseptorer aktiverer skjelettmuskulatur og forskjellige nerveceller i det parasympatiske nervesystemet. Noradrenalin, den andre viktige nevrotransmitteren, fungerer først og fremst i det sympatiske nervesystemet, og er involvert i formidling av "fight or flight" -reaksjoner.

Menneskekroppen inneholder fem typer synapse, hver med en annen nevro-reseptor og nevrotransmitter i synaptisk spalte. Neuromuskulære forbindelser mellom nerveceller og muskelceller stimulerer muskelen og induserer sammentrekning av muskelen ved frigjøring av acetylkolin i synaptisk spalte. Eksitatoriske og hemmende ionekanalsynapser stimulerer til henholdsvis nerveimpuls. Ikke-kanals synapser resulterer i produksjon av messenger-kjemikalier i den postsynaptiske cellen. En sjelden synapse, kalt en elektrisk synapse, deler noen proteiner med tilstøtende celler ved direkte kontakt.

Legemidler, både medisinske og rekreasjonsmessige, gir sine virkninger ved å slå synapser på eller av i menneskekroppen. For eksempel fungerer amfetamin, ecstasy, kokain og koffein ved å fremme frigjøring av noradrenalin i synapser i hele kroppen, med en stimulerende effekt. På den annen side fremmer alkohol, marihuana og benzodiazepiner, som Valium, frigjøring av gamma-aminobutyric acid (GABA), som har en beroligende effekt. Legemidler virker ved å etterligne virkningen av nevrotransmittere, blokkere bindingen av nevrotransmittere, eller stenge av ionekanaler som vanligvis påvirkes av nevrotransmittere.