Hur genererar signalsubstanser en nervimpuls i intilliggande neuron?

Signalsubstanser (neurotransmittorer) genererar en impuls i en intilliggande neuron genom en process som kallas synaptisk signalöverföring. Här följer en översikt över de steg som ingår i processen:

1. Aktionspotentialen når synapsen

En aktionspotential som färdas ner längs den presynaptiska neuronen (neuronet som skickar signalen) når den synaptiska terminalen – den knoppliknande strukturen i änden av neuronet.

2. Kalcium strömmar in

Depolariseringen av den presynaptiska terminalen gör att spänningskänsliga kalciumkanaler öppnas. Kalciumjoner (Ca²⁺) strömmar då in i neuronet från det extracellulära rummet.

3. Frisättning av signalsubstanser

Inflödet av kalciumjoner utlöser att vesiklar fyllda med signalsubstanser smälter samman med det presynaptiska membranet.

Vid denna sammansmältning frisätts signalsubstanserna i synapsklyftan – det smala gapet mellan den presynaptiska och den postsynaptiska neuronen.

4. Bindning till receptorer

Signalsubstanserna som frisatts i synapsklyftan diffunderar över klyftan och binder till specifika receptorer på det postsynaptiska membranet (membranet hos neuronet som tar emot signalen).

5. Jonkanaler öppnas

När signalsubstanser binder till sina receptorer öppnas jonkanaler i det postsynaptiska membranet. Dessa kanaler kan vara antingen exciterande (vilket låter positivt laddade joner som natrium strömma in) eller hämmande (vilket låter negativt laddade joner som klorid strömma in, eller positiva joner som kalium strömma ut).

6. Postsynaptisk potential bildas

Jonflödet in i eller ut ur den postsynaptiska neuronen skapar en förändring i membranpotentialen som kallas postsynaptisk potential (PSP). En exciterande postsynaptisk potential (EPSP) gör membranet mer positivt (depolariserat), medan en hämmande postsynaptisk potential (IPSP) gör det mer negativt (hyperpolariserat).

7. Ny aktionspotential genereras

Om EPSP:n är tillräckligt stark når det postsynaptiska membranet tröskelpotentialen. Detta leder till att spänningskänsliga natriumkanaler öppnas och att en aktionspotential genereras i den postsynaptiska neuronen. Denna aktionspotential fortplantar sig sedan vidare längs hela neuronet.

Det är viktigt att komma ihåg att flera EPSP:er och IPSP:er kan integreras i den postsynaptiska neuronen för att avgöra om membranpotentialen når tröskelvärdet och därmed utlösa en aktionspotential. Dessutom kan signalsubstanser påverka ett brett spektrum av cellulära processer och modulera neuronal aktivitet långt bortom sina omedelbara effekter på jonotropa och metabotropa receptorer.