Συναπτική Ολοκλήρωση & Υποδοχείς

Ένα προσυναπτικό δυναμικό ενέργειας δημιουργεί τοπικά εκπολωτικό (μείωση της ηλεκτραρνητικότητας) ή υπερπολωτικό (αύξηση της ηλεκτραρνητικότητας) δυναμικό στη μετασυναπτική μεμβράνη, εκτός και αναφερόμαστε στη νευρομυϊκή σύναψη όπου ένα δυναμικό ενέργειας του προσυναπτικού κινητικού νευρώνα συμβάλει στην ανάπτυξη δυναμικού ενέργειας στο μετασυναπτικό μυ. Η καθαρή επίδραση των ώσεων κάθε επιμέρους διεγερτικής ή ανασταλτικής σύναψης εξαρτάται από πολλούς παράγοντες: Ι) τη θέση, ΙΙ) το μέγεθος και τη μορφή της σύναψης, ΙΙΙ) την απόσταση της σύναψης από το κυτταρικό σώμα και IV) τις βιοφυσικές ιδιότητες του νευρώνα. Ο μετασυναπτικός νευρώνας επεξεργάζεται τις ώσεις που προκαλούνται από διεγερτικές και ανασταλτικές συνάψεις με μια διεργασία που ονομάζεται νευρωνική ολοκλήρωση. Η νευρωνική ολοκλήρωση, δηλαδή η απόφαση για την εκπόλωση ενός δυναμικού ενέργειας αντανακλά στο κυτταρικό επίπεδο το έργο το οποίο αντιμετωπίζει συνολικά το νευρικό σύστημα: τη λήψη αποφάσεων. Οι συνάψεις που λαμβάνουν χώρα στην ζώνη εισόδου που χαρακτηρίζεται κυρίως από τους δενδρίτες και το κυτταρικό σώμα οδηγούν στη νευρική ολοκλήρωση η οποία εξαρτάται από την άθροιση συναπτικών δυναμικών. Η άθροιση αυτή είναι χρονική, χωρική ή χωροχρονική. Μια σύναψη έχει μεγαλύτερη επίδραση στο τελικό αποτέλεσμα της νευρικής ολοκλήρωσης αν είναι πλησιέστερα στο κυτταρικό σώμα. Ο λόγος είναι ότι το δυναμικό που αναπτύσσεται τοπικά στο σημείο της σύναψης στην κυτταρική μεμβράνη «ταξιδεύει» προς τον εκφυτικό κώνο με απόσβεση. Τέλος, ένας βασικός παράγοντας είναι η σταθερά του κυττάρου. Πρόκειται για ένα βιοφυσικό μέγεθος που καθορίζεται από τις ιδιότητες του κυτταροπλάσματος. Η σταθερά αυτή καθορίζει το ρυθμό επαναπόλωσης του δυναμικού, δηλαδή πόσο γρήγορα ή αργά επανέρχεται το δυναμικό στην αρχική του τιμή. Πως διαχωρίζουμε μια ουσία ως νευροδιαβιβαστή από κάποια μη νευροδιαβιβαστική? Αρκεί η ουσία αυτή να πληρεί όλες τις εξής ιδιότητες: > Υπάρχει στον προσυναπτικό νευρώνα, > Σε ποσότητα ανάλογη του Ca++, > Απελευθερώνεται στην λόγω εκπόλωση της προσυναπτικής απόληξης, > Υπάρχει μηχανισμός αποδόμησης ή απενεργοποίησης ή επαναπρόσληψης από τον προσυναπτικό νευρώνα και > Υπάρχει μετασυναπτικός υποδοχέας υψηλής συγγένειας. Οι υποδοχείς είναι διαμεμβρανικές πρωτεϊνες που συντίθεται στα σώματα των νευρώνων, έχουν χαμηλή διάρκεια ζωής, έχουν υψηλή συγγένεια με κάποιον νευροδιαβιβαστή και χαμηλή με κάποιον άλλο. Είναι ιοντοτροπικοί ή μεταβολοτροπικοί. Ένας νευροδιαβιβαστής που αναγνωρίζεται από τον υποδοχέα λόγω υψηλής συγγένειας, λειτουργώντας ως 1ος αγγελιοφόρος δεσμεύεται σε ειδική θέση και ενεργοποιεί τη διάνοιξη του καναλιού ιόντων είτε άμεσα, είτε έμμεσα ενεργοποιώντας ένα 2ος αγγελιοφόρο. Η δέσμευση αυτή προκαλεί αλλαγές στην στερεοτακτική δομή του υποδοχέα ενεργοποιώντας αυτόν: Αν δρα σε ιοντοτροπικό υποδοχέα τότε ανοίγει άμεσα το κανάλι ιόντων.  Αν δρα έμμεσα ενεργοποιώντας 2ο αγγελιοφόρο, τότε ο υποδοχέας είναι μεταβολοτροπικός και ανοίγει έμμεσα το κανάλι ιόντων, δηλαδή με καθυστέρηση. Πράγματι, οι τύπο αυτών των υποδοχέων έχουν πολύ βραδύτερα αποτελέσματα συγκριτικά με τους ιοντοτροπικούς. Ο 2ος αγγελιοφόρος είναι μια G-protein.