Vad är den synaptiska klyftan?

I nervsystemet flyter information från nervceller, kallad neuroner, till andra nervceller eller icke-neuronala celler med hjälp av ett specialiserat korsning som kallas en synapse. Komponenterna i en synapse inkluderar den presynaptiska slutningen, den postsynaptiska slutningen och den synaptiska klyftan, en 20-nanometer (7,874015748 X 10-7 tum) mellanrummet mellan cellerna. När en nervimpuls reser till det presynaptiska slutet, frigör den presynaptiska nervcellen små paket eller vesiklar av neurotransmitterkemikalier i det synaptiska klyftan. Kemikalierna diffunderar över den synaptiska klyftan och binder till den postsynaptiska slutningen, på vilken receptorer för signaleringskemikalien finns. Nervsignalen kan inte fortsätta direkt över den synaptiska klyftan; snarare skapar bindningen av neurotransmitteren till den postsynaptiska cellen ett tillströmning av natrium till cellen, vilket initierar en annan nervsignal.

Det finns flera orsaker till den synaptiska klyftan. Först säkerställer gapet att informationssignalen rör sig endast i en riktning. För det andra tillåter den synaptiska klyftan en neuron att kommunicera med flera postsynaptiska celler, eller omvänt flera neuroner för att konvergera en signal till en postsynaptisk cell. Detta gör att kroppen snabbt kan distribuera en signal eller lägga till dem för att skapa ett graderat svar. Slutligen kan repetitiva bakgrundsstimulier, såsom kontakten mellan kläder och hud, spendera tillförseln av neurotransmitter i det presynaptiska neuronet, vilket förhindrar att den onödiga signalen passerar genom klyven.

Synapser innehåller en av två viktiga neurotransmittorer. I både centrala och perifera nervsystemet fungerar acetylkolin som den viktigaste signalmolekylen i det synaptiska klyftan. Acetylkolinreceptorer aktiverar skelettmuskler och olika nervceller i det parasympatiska nervsystemet. Noradrenalin, den andra viktiga neurotransmitteren, fungerar främst inom det sympatiska nervsystemet och är involverat i medling av "fight or flight" -reaktioner.

Den mänskliga kroppen innehåller fem typer av synapse, var och en med en annan neuroreceptor och neurotransmitter i synaptiska klyftan. Neuromuskulära korsningar mellan nervceller och muskelceller stimulerar musklerna och inducerar muskelsammandragning genom frisättning av acetylkolin i det synaptiska klyftan. Excitatoriska och hämmande jonkanalsynapser stimulerar respektive hindrar en nervimpuls. Icke-kanals synapser resulterar i produktion av messenger-kemikalier i den postsynaptiska cellen. En sällsynt synapse, kallad elektrisk synapse, delar några proteiner med angränsande celler genom direktkontakt.

Läkemedel, både medicinska och rekreativa, ger sina effekter genom att slå på eller av synapser i människokroppen. Till exempel fungerar amfetaminer, ecstasy, kokain och koffein genom att främja frigörandet av noradrenalin i synapser i hela kroppen, med en stimulerande effekt. Å andra sidan främjar alkohol, marijuana och bensodiazepiner, såsom Valium, frisättningen av gamma-aminobutyric acid (GABA), som har en lugnande effekt. Läkemedel fungerar genom att efterlikna verkan av neurotransmittorer, blockera bindningen av neurotransmittorer eller stänga av jonkanaler som normalt påverkas av neurotransmitters.