神经元的信使动作电位沿着轴突一路披荆斩棘,最终到达轴突末端时,却遇到了一条鸿沟。单凭它的无形身躯,这条鸿沟无论如何也无法跨越。动作电位在细胞膜的疆场上可以风驰电掣,但一旦离开膜,它便寸步难行。
那么,如何将信息传递给下一个神经元呢?进化早已为此找到了解决办法。
一种方式是通过化学突触,利用有形的信使跨越鸿沟;另一种方式则是电突触,在两个神经元之间建立直接的通道。
今天,我们将重点探讨化学突触。
化学突触的结构
化学突触由突触前、突触后和突触间隙组成。
突触前是前一个神经元的轴突末端,而突触后是下一个神经元的胞体或树突。通常,下一神经元的树突会在某处伸出一隆起,与另一神经元的轴突末端接触,从而形成突触结构。这一隆起称为突棘,如果位于树突上则称为树突棘。
突触传递过程
在这种传递方式中,信使是一种微小的囊状物,称为突触小泡。突触小泡位于突触前神经元的轴突末端,直径仅为几十纳米。尽管它们个头小,但内部装有重要的物质。如果没有突触小泡及其内容物,大脑将无法正常运作。
突触小泡内含有高浓度的小分子,如乙酰胆碱、多巴胺和五羟色胺等,这些小分子被称为神经递质。
在平常情况下,突触小泡在突触前神经元的轴突末端静静待命。一旦动作电位到来,它们便立即准备释放内容物。
突触小泡并不能直接感知动作电位的到来,它们依赖钙离子作为信使。当动作电位引起膜电位变化时,突触末端的钙离子通道打开,钙离子迅速流入细胞内,导致突触膜内钙离子浓度急剧上升。此时,突触小泡会与突触前膜融合,释放神经递质到突触间隙。
这些神经递质会扩散到下一个神经元的突触后膜,并与突触后膜上的受体结合。突触后膜上的受体不仅是信号接收者,有些还具备离子通道的功能,能够调节离子流动。
根据突触前神经递质的类型和突触后受体的性质,突触可以分为兴奋性突触和抑制性突触。
兴奋性突触
烟碱型乙酰胆碱受体是乙酰胆碱受体的一种,能够被乙酰胆碱和尼古丁激活。尼古丁是香烟的主要成分,也是导致成瘾的原因之一。
在正常情况下,乙酰胆碱-多巴胺奖励系统会激活多巴胺神经元,释放多巴胺,从而带来愉悦感。
抑制性突触
并非所有突触前神经元都希望将信号传递给下一个神经元,抑制性中间神经元则会抑制突触后神经元的兴奋。GABA神经元是中枢神经系统中最常见的抑制性神经元,通过释放GABA与受体结合,导致神经元膜电位超极化,从而抑制其活动。
总结
化学突触的传递过程虽然耗时且耗能,但却是神经元之间信息传递的重要方式。尽管其速度远不及动作电位,但在神经系统中发挥着不可或缺的作用。