Soorten synapsen: neurale communicatie

oktober 16, 2019
Een chemische synaps heeft zeer specifieke eigenschappen, zoals een hoge plasticiteit. Met andere woorden, synapsen die actiever zijn geweest, kunnen makkelijker informatie overbrengen.

Onze hersenen hebben neuronen nodig om te communiceren zodat het goed kan werken. Deze interacties staan bekend als synapsen. Hoe komen ze precies met elkaar in contact en hoeveel soorten synapsen bestaan er?

Er zijn in principe twee hoofdvormen van synaptische transmissie:

  • elektrische
  • chemische

De meeste communicatie via synapsen vindt plaats tussen het einde van het axon (het langste deel) van het neuron dat een bericht stuurt en het soma van het neuron dat het ontvangt.

Wat mensen het meest verbaast, is dat er eigenlijk geen direct contact is binnen een synaps. Er is een kleine kloof tussen de neuronen, ook wel bekend als de synaptische spleet. Blijf lezen om meer te weten te komen over beide soorten synapsen. Het zijn beide neuron-tot-neuron verbindingen met specifieke kenmerken.

Afbeelding van een synaptische kloof

Een van de twee soorten synapsen: chemische

In een chemische synaps wordt informatie verzonden via neurotransmitters. Ze hebben de naam “chemische synaps” gekregen, omdat de neurotransmitters chemische stoffen zijn die berichten versturen.

Een interessant aspect van deze synapsen is dat ze asymmetrisch zijn. Dit betekent dat ze niet op precies dezelfde manier voorkomen tussen het ene neuron en het andere. Ze hebben ook eenrichtingsverkeer: het postsynaptische neuron, dat het bericht ontvangt, kan geen informatie naar het presynaptische neuron sturen, dat het bericht stuurt.

Een chemische synaps heeft ook zeer specifieke eigenschappen, zoals een hoge plasticiteit. Wat dat betekent, is dat synapsen die actiever zijn geweest, makkelijker informatie kunnen overbrengen.

Die plasticiteit betekent ook dat de synapsen zich kunnen aanpassen aan veranderingen in hun omgeving. Ons zenuwstelsel is intelligent en richt zich op de paden die we het vaakst gebruiken.

Dit soort synaps heeft het voordeel dat het de impulsoverdracht kan moduleren. Maar hoe? Nou, het kan dit doen omdat het in staat is om de niveaus van de volgende stoffen te reguleren:

  • neurotransmitters
  • afvuursnelheid
  • impulsintensiteit

Chemische overdracht tussen neuronen vindt plaats via aanpasbare neurotransmitters. Voordat we overgaan tot elektrische synapsen, laten we eerst eens goed kijken naar de processen die betrokken zijn bij een chemische synaps.

Het proces van chemische synapsen

  • Eerst synthetiseert je brein de neurotransmitter en slaat deze op in een vesikel.
  • Vervolgens overstroomt het presynaptische membraan.
  • Dan zorgt de depolarisatie van de presynaptische axon ervoor dat de calciumkanalen opengaan (hoe breed is afhankelijk van de spanning).
  • Calcium begint door de kanalen te stromen.
  • Dat calcium zorgt ervoor dat het vesikel versmelt met het presynaptische membraan.
  • Vervolgens komt de neurotransmitter vrij in de synaptische spleet door middel van exocytose.
  • De neurotransmitter bindt zich aan de receptoren in het postsynaptische membraan.
  • Vervolgens worden de postsynaptische potentialen geopend of gesloten.
  • Daarna veroorzaakt de postsynaptische stroom ofwel een remmend of prikkelend postsynaptisch potentieel, waardoor het prikkelbaarheidsniveau van de postsynaptische cel verandert.
  • Ten slotte sluit het vesikulaire membraan in het plasmamembraan van het neuron zich opnieuw af.
Afbeelding van een synaps

Elektrische synapsen

Een elektrische synaps zendt informatie door middel van lokale stromen. Dit soort synaps heeft ook geen synaptische vertraging (hoe lang het duurt om een synaptische verbinding te vormen).

Dit soort synaps is precies het tegenovergestelde van een chemische synaps. Dat betekent dat elektrische synapsen symmetrisch zijn, en beschikken over tweerichtingsverkeer en een lage plasticiteit.

Dat laatste kenmerk betekent dat ze altijd op precies dezelfde manier informatie versturen. Dus wanneer een actiepotentiaal zich in een neuron activeert, repliceert het zich in het volgende neuron.

Bestaan beide soorten naast elkaar?

Nu weten we dat zowel chemische als elektrische synapsen naast elkaar bestaan in de meeste levende wezens en hersenstructuren. We hebben echter nog veel te leren over hun eigenschappen en hersenverdeling.

Het meeste onderzoek heeft zich gericht op het verkennen van de werking van chemische synapsen. We weten veel minder over elektrische synapsen. Vroeger dacht men dat alleen ongewervelde en koudbloedige gewervelde dieren elektrische synapsen hadden. Dat veranderde toen werd ontdekt dat er heel veel van in de hersenen van zoogdieren zitten.

Huidig onderzoek suggereert dat beide soorten synapsen (chemische en elektrische) voortdurend samenwerken en op elkaar inwerken.

Het lijkt er ook op dat er momenten zijn dat de snelheid van elektrische synapsen gecombineerd wordt met de plasticiteit van chemische synapsen, waardoor we beslissingen kunnen nemen of op verschillende momenten op dezelfde prikkels verschillend kunnen reageren.

  1. Pereda, A. E. (2014). Electrical synapses and their functional interactions with chemical synapses. Nature Reviews Neuroscience, 15(4), 250.
  2. Connors, B. W., & Long, M. A. (2004). Electrical synapses in the mammalian brain. Annu. Rev. Neurosci., 27, 393-418.
  3. Faber, D. S., & Korn, H. E. N. R. I. (1989). Electrical field effects: their relevance in central neural networks. Physiological reviews, 69(3), 821-863.