Vilken roll spelar neurotransmittorer vid en kemisk synaps?

Neurotransmittorns roll vid kemisk signalöverföring

I en synaps spelar neurotransmittorer – kemiska budbärare – en avgörande roll för kommunikationen mellan nervceller. De överför signaler över synapsspalten, det mikroskopiska mellanrum som skiljer två neuroner åt. Utan denna kemiska överföring skulle hjärnans och nervsystemets informationsflöde helt enkelt inte fungera.

Processen kan delas in i följande steg:

1. Syntes av neurotransmittorer

Nervcellerna tillverkar själva sina neurotransmittorer. Olika neuron producerar olika transmittorer beroende på sin specifika funktion och vilken neural ban de ingår i.

2. Lagring i vesiklar

De nybildade neurotransmittorerna packas in och lagras i membranbundna vesiklar inne i den presynaptiska nervcellen – alltså den cell som ska skicka signalen.

3. Aktionspotentialen når terminalen

När en aktionspotential, en elektrisk signal, når den presynaptiska terminalen utlöses en kedja av händelser som leder fram till att transmittorerna frisätts.

4. Inflöde av kalciumjoner

Aktionspotentialens ankomst får spänningskänsliga kalciumkanaler i det presynaptiska membranet att öppna sig. Kalciumjoner strömmar då in i nervcellen från det extracellulära rummet.

5. Vesiklarna smälter samman med membranet

Kalciuminflödet får de transmittorfyllda vesiklarna att fusionera med det presynaptiska membranet. Denna fusion är ett helt kritiskt steg i frisättningsprocessen.

6. Frisättning av neurotransmittorer

Gennom fusionen sker en exocytos: neurotransmittormolekyler släpps ut i synapsspalten och diffunderar över den mot den mottagande cellen.

7. Bindning till postsynaptiska receptorer

På postsynaptiska sidan – den nervcell som tar emot signalen – sitter receptormolekyler inbäddade i membranet. Varje receptor passar endast vissa neurotransmittorer, ungefär som en nyckel i ett lås. När transmittormolekylerna binder till sina receptorer sker en konformationsförändring.

8. Jonkanaler öppnas eller stängs

Konformationsförändringen leder oftast till att jonkanaler kopplade till receptorerna öppnas, så att joner som natrium, kalium eller klorid kan strömma in i eller ut ur den postsynaptiska nervcellen.

9. Postsynaptisk potential uppstår

Jonrörelserna som utlöses av receptorbindningen genererar en elektrisk signal i den mottagande nervcellen, en så kallad postsynaptisk potential (PSP).

10. Signalintegration

Beroende på om neurotransmittorn är exciterande eller hämmande gör PSP:erna det antingen lättare (excitatoriskt) eller svårare (inhibitoriskt) för nervcellen att bilda en egen aktionspotential. Flera PSP:er summeras för att avgöra om cellen når sitt tröskelvärde.

11. Ny aktionspotential bildas

När PSP:ernas samlade effekt når tröskelnivån i den postsynaptiska nervcellen kan en ny aktionspotential utlösas, som för signalen vidare längs nervcellen – och processen kan upprepas i nästa synaps.

Vanliga neurotransmittorer

Bland de mest kända neurotransmittorerna finns glutamat (den viktigaste exciterande transmittorn), GABA (den främsta hämmande), acetylkolin, dopamin, serotonins samt noradrenalin. Var och en har specifika roller i bland annat rörelsestyrning, minne, humör och stressreaktioner.

Sammanfattning

Neurotransmittorerna är nyckeln till den kemiska signalöverföringen i synapserna. Samspelet mellan transmittorer, receptorer och deras inverkan på de postsynaptiska potentialerna utgör grunden för hur nervceller kommunicerar, hur information bearbetas och hur signaler färdas genom hjärnan och resten av nervsystemet.