سیناپس

سیناپس یک ساختار زیستی در پایانه آکسون‌ها است که از راه آن یک سلول عصبی پیام خود را به دندریت یک نورون دیگر یا یاخته ماهیچه‌ای یا یک غده می‌فرستد. نورون‌ها، بنیادین ترین یاخته‌های عصبی هستند. این یاخته‌ها کار پردازش و رسانش پیام‌های عصبی را بر دوش دارند. نورون‌ها از راه رشته‌هایی بنام دندریت پیام را دریافت کرده و از راه رشته‌های دیگری بنام آکسون پیام را به یاخته دیگر رسانش می‌کنند. در سیناپس نورون‌ها به یکدیگر یا به اندام‌های بدن پیوسته نمی‌شوند بلکه تنها در نزدیک هم قرار می‌گیرند و با تراوش پیامرسان‌های عصبی  پیوند برقرار می‌گردد.
سیناپس در لغت به معنای چنگ‌ زدن و لمس كردن می‌باشد و در اصطلاح پزشکی، به محل ارتباط یك نورون با نورون دیگر "سیناپس" گفته می‌شود که این ارتباط به وسیله غشای نورون‌ها صورت می‌گیرد. بیشترین تعداد سیناپس‌ها از نوع آكسون به دندریت و یا آكسون به جسم سلولی است؛ ولی در برخی نواحی مغز و نخاع، حالت‌های آكسون به آكسون و یا دندریت به دندریت نیز وجود دارد. در هر حال ساختمان و طرز عملكرد كلی سیناپس‌ها شبیه به هم است. انتهای آكسون به شاخه‌های زیادی تقسیم می‌شود و هر شاخه به بخشی به نام "گره" یا "دكمه سیناپس" ختم می‌شود كه كمی برجسته‌تر است. این ناحیه با غشای نورون بعدی، سیناپس می‌سازد که نورون اول را پیش‌سیناپسی و نورون بعدی را پس‌سیناپسی می‌خوانند.
انواع سیناپس‌ها
  مجموعه سیناپس‌هایی كه تاكنون در دستگاه عصبی جانوران شناسایی شده‌اند به دو گروه الكتریكی و شیمیایی تقسیم می‌شوند. در سیناپس‌های الكتریكی که در دستگاه عصبی بی‌مهرگان یافت می‌شود، غشای دو نورن پیش‌سیناپسی و پس‌سیناپسی به یكدیگر می‌چسبد و فاصله‌ای بین آنها وجود ندارد. موج عصبی پس از رسیدن به این نوع سیناپس، بدون واسطه به غشای بعدی انتقال می‌یابد و این انتقال نیاز به واسطه شیمیایی ندارد. به این صورت كه جریان عصبی یا الكتریسته، توسط كانال‌های مستقیمی از یك سلول به سلول دیگر منتقل می‌شود. اكثر این كانال‌ها از ساختارهای توبولی كوچك پروتئینی به نام اتصالات شكافی ساخته شده‌اند كه این امكان را فراهم می‌آورند تا یون‌ها آزادانه از درون یك سلول به درون سلول دیگر حركت كنند.
  با توجه به عدم وجود واسطه‌های شیمیایی در سیناپس‌های الكتریكی مدت زمان عبور جریان عصبی نیز كوتاه خواهد بود. در ضمن سیناپس‌های الكتریكی همواره از نوع تحریك‌كننده هستند.
  اكثر سیناپس‌ها در دستگاه عصبی مهر‌ه‌داران و بی‌مهرگان از نوع سیناپس‌های شیمیایی هستند. بررسی با میكروسكوپ الكترونی نشان داده است كه در این سیناپس‌ها، غشا‌های دو نورون پیش‌سیناپسی و پس‌سیناپسی به یكدیگر نمی‌چسبند و در بین آنها فاصله‌ای در حدود دویست تا سیصد آنگستروم وجود دارد. این فاصله را فضا یا شكاف سیناپسی می‌نامند.
  ساختمان غشا در محل سیناپس با سایر نواحی غشای نورون متفاوت است. در درون دكمه سیناپسی، تعدادی كیسه ترشحی بسیار ریز وجود دارد كه در آنها واسطه شیمیایی سیناپس یافت می‌شود؛ علاوه بر آن برخی ضمائم سیتوپلاسم به‌خصوص تعدادی میتوكندری نیز در این ناحیه وجود دارد. میتوكندری‌ها انرژی لازم را برای كار دكمه سیناپسی فراهم می‌كنند. غشای نورون‌ها در بعضی سیناپس‌ها صاف و در برخی دیگر بسیار چین‌خورده است و بر روی آنها گیرنده‌های غشایی(receptor) خاصی وجود دارد كه در تنظیم آزاد شدن میانجی شیمیایی و اثر آن در نورون پس‌سیناپسی نقش دارند.
  میكروسكوپ الكترونی، وجود كانال‌های بسیار باریكی را در شكاف سیناپس نشان داده كه باعث ارتباط بین غشاهای دو نورون می‌شوند و بدین صورت به هدایت انتقال‌دهنده به سوی گیرنده‌های آن كمك می‌كنند. در ضمن انتقال موج عصبی در سیناپس شیمیایی حدود 5/. تا یك‌هزارم ثانیه طول می‌كشد.
  تقریبا همه سیناپس‌هایی كه برای انتقال سیگنال در دستگاه عصبی مركزی انسان وجود دارند از نوع سیناپس‌های شیمیایی هستند. در این سیناپس‌ها، اولین نورون، یك ماده شیمیایی در سیناپس‌ انتهای عصبی ترشح می‌كند كه ناقل عصبی(neurotransmitter) یا ماده ناقل نامیده می‌شود كه این ناقل به نوبه خود بر پروتئین‌های گیرنده موجود در غشای نورون بعدی اثر می‌كند و باعث تحریك یا مهار نورون یا تغییر حساسیت آن می‌شود. تاكنون بیش از 40 نوع ماده ناقل مهم شناخته شده است. برخی از ناقل‌های شناخته‌شده مهم عبارتند از: استیل كولین، نور اپی‌نفرین، اپی‌نفرین، هیستامین، اسید گاما آمینو – بوتیریك(GABA)، گلیسین، سروتونین و گلوتامات.
هدایت یك‌طرفه در سیناپس‌های شیمیایی
  سیناپس‌های شیمیایی یك خصوصیت بسیار مهم دارند كه آنها را برای انتقال اكثر سیگنال‌های دستگاه عصبی بسیار مطلوب می‌كند. این سیناپس‌ها همیشه سیگنال‌ها را در یك جهت منتقل می‌كنند؛ یعنی از نورونی كه ماده ناقل را ترشح می‌كند و نورون پیش‌سیناپسی نامیده می‌شود به سمت نورونی كه ماده ناقل بر آن اثر می‌كند و نورون پس‌سیناپسی نام دارد. این روند همان اصل "هدایت یك‌طرفه" در سیناپس‌های شیمیایی است. در حالی كه سیناپس‌های الكتریكی با هدایت دوطرفه سیگنال‌ها عمل می‌كنند. 
اهمیت مكانیسم هدایت یك‌طرفه
  این حالت باعث می‌شود كه سیگنال به سمت اهداف مشخص حركت كند. در واقع، آنچه به دستگاه عصبی اجازه می‌دهد تا اعمال بی‌شمار خود را در رابطه با حس، كنترل حركتی، حافظه و بسیاری از اعمال دیگر انجام دهد، همین هدایت خاص سیگنال‌ها به نواحی مشخص و كاملا متمركز در دستگاه عصبی و نیز در پایانه اعصاب محیطی است.
صفحه محركه عصبی – ماهیچه‌ای
  در انواع سیناپس‌های شیمیایی، آكسون‌ها به پایانه پیش‌سیناپسی ختم می‌شوند كه بر اساس تصاویر میكروسكوپی قسمت انتهایی آن كه همان دكمه سیناپسی است، قطورتر می‌باشد. آن بخش از غشای سلول كه در مقابل پایانه پیش‌سیناپسی و در طرف پس‌سیناپس و مجاور شیار سیناپسی قرار دارد، غشای زیرسیناپسی(sub synaptic membrane) می‌نامند. تصاویر الكترونی نشان می‌دهد كه این قسمت از غشا از دیگر قسمت‌های غشای پس‌سیناپسی قطورتر است، چرا كه وظیفه آن از دیگر بخش‌های غشای پس‌سیناپسی متفاوت است. همچنین در پایانه پیش‌سیناپسی، سازه‌های دایره‌ای شكلی به نام حباب سیناپسی(synaptic vesicle) وجود دارند كه قطر هر یك از آنها 500 آنگستروم است؛ این حباب‌ها ناقل‌های عصبی دارند كه به هنگام تحریك از حباب‌های سیناپسی آزاد شده و بر روی غشای زیرسیناپسی اثر تحریكی یا بازداری اعمال می‌كنند.  
گیرنده‌های تحریكی یا مهاری در غشای پس‌سیناپسی
  فعال شدن برخی گیرنده‌های پس‌سیناپسی باعث می‌شود كه نورون پس‌سیناپسی تحریك شود و برخی دیگر، نورون پس‌سیناپسی را مهار می‌كنند. وجود گیرنده‌های مهاری علاوه بر گیرنده‌های تحریكی، یك بعد دیگر به فعالیت‌های دستگاه عصبی می‌افزاید و جلوگیری از عمل نورون را علاوه بر تحریك آن امكان‌پذیر می‌كند.
اعمال ایجاد شده بر روی سلول پس‌سیناپسی در اثر تحریك
الف. باز كردن كانال‌های سدیم كه به تعداد زیادی بار الكتریكی مثبت اجازه می‌دهد تا وارد سلول پس‌سیناپسی شوند. متعاقب این امر، پتانسیل داخل سلول تا آستانه تحریك بالا می‌رود.
ب. سركوب هدایت در كانال‌های پتاسیمی یا كلری یا هر دو: این موضوع، انتشار یون‌های كلر دارای بار منفی را به درون نورون پس‌سیناپسی كاهش داده و یا اینكه از انتشار یون‌های پتاسیم دارای بار مثبت به خارج از سلول ممانعت می‌كند. در هر دو صورت پتانسیل داخل سلول مثبت شده و آماده تحریك می‌شود.
ج. تغییرات مختلف در متابولیسم داخلی نورون پس‌سیناپسی، فعالیت سلول را تحریك كرده یا در مواردی تعداد گیرنده‌های تحریكی غشا را افزایش داده و یا گیرنده‌های مهاری غشا را كاهش می‌دهد.  
اعمال ایجاد شده بر روی سلول پس‌سیناپسی در اثر مهار
الف. باز كردن كانال‌های یون كلر موجود در غشای نورون پس‌سیناپسی: كلر با بار منفی به سرعت از خارج سلول به داخل سلول پس‌سیناپسی منتشر می‌شود، در نتیجه میزان بار منفی در داخل سلول بالا رفته و اثر مهاری پیدا می‌كند.
ب. افزایش هدایت یون‌های پتاسیم به خارج از نورون، باعث افزایش بار مثبت در خارج از سلول و افزایش بار منفی در داخل نورون می‌شود كه یك امر مهاری است.
ج. فعال شدن گیرنده‌های آنزیمی، باعث مهار فعالیت‌های متابولیسمی سلول می‌شود. متعاقب این امر، تعداد گیرنده‌های مهاری سیناپس افزایش و یا تعداد گیرنده‌های تحریكی كاهش می‌یابد.