Uvolňování neurotransmiterů O tom, jak se neurotransmitery uvolňují do synaptické štěrbiny, se dozvíte v tomto videu.

V tomto videu se budeme bavit o tom, jak je neurotransmiter uvolňován do synapse. V minulém díle jsme ukázali strukturu typické chemické synapse. Je složená z axonálního zakončení, které jsem zde nakreslil zeleně, a ze synaptických váčků plných neurotransmiteru. Dále jsou na postsynaptické membráně cílové buňky přítomny receptory pro dané neurotransmitery. Otázka je, jak se tyto neurotransmitery dostanou z váčků v axonálním zakončení, aby mohly překročit synaptickou štěrbinu a navázat se na příslušné receptory. Abychom porozuměli uvolňování neurotransmiterů, musíme si povědět o tomto novém typu iontových kanálů. Je to napětím řízený vápníkový kanál. Už jsme mluvili o napětím řízených sodíkových a draslíkových kanálech, když jsme mluvili o akčním potenciálu, ale na axonálním zakončení jsou napětím řízené vápníkové kanály, které hrají klíčovou roli v uvolňování neurotransmiterů. Když po axonu přichází akční potenciál a dosáhne axonálního zakončení, změní membránový potenciál axonálního zakončení, což způsobí otevření těchto napětím řízených vápníkových kanálů. Když se tyto kanály otevřou, vápníkové ionty začnou vtékat do axonálního zakončení, neboť jejich koncentrace je vně zakončení vyšší než uvnitř. Vápníkové ionty tedy budou vtékat dovnitř a zvyšovat svou koncentraci uvnitř. Nakreslím tu jen dva, ale samozřejmě je jich tu mnoho. Zvýšená koncentrace vápníkových iontů uvnitř axonálního zakončení díky otevření těchto napětím řízených vápníkových kanálů způsobí změny v proteinech přítomných na synaptických váčcích a v proteinech na presynaptické membráně axonálního zakončení. To způsobí, že oba typy proteinů spolu začnou interagovat a splývat. Jen tu odmažu kousek obou membrán, abych nakreslil, jak začnou splývat. Nyní je tedy prostor uvnitř váčku volně propojen s vnějškem neuronu a synaptickou štěrbinou. Prostřednictvím difúze se molekuly neurotransmiteru uvolní ze zakončení a volně pokračují do synaptické štěrbiny. V synaptické štěrbině se tak nyní nachází mnoho molekul neurotransmiteru. Pamatujte, že jsem to nakreslil s příliš výraznou mezerou, ve skutečnosti je ta vzdálenost velmi malá, aby molekuly mohly bez problémů difundovat synaptickou štěrbinou a navázat se na příslušné receptory na postsynaptické membráně cílové buňky. Vzpomeňte si, jak jsme si říkali o tom, že informace nesená akčními potenciály je reálně obsažená ve frekvenci a trvání série akčních potenciálů, které jsou vysílány po axonu. Tato informace je nyní převedena na množství molekul a délce jejich přítomnosti v synaptické štěrbině. Stane se to tak, že zvýšená frekvence akčních potenciálů, které dorazí k axonálnímu zakončení, způsobí otevření více těchto napětím řizených vápníkových kanálů, což umožní vstup více vápníkovým iontům do zakončení. Zvýšená koncentrace vápníkových iontů způsobí, že více synaptických váčků splývá s presynaptickou membránou, což zvyšuje počet molekul neurotransmiteru uvolněných do synaptické štěrbiny. Delší působení série akčních potenciálů zase prodlužuje dobu, po kterou se neurotransmiter uvolňuje, takže molekuly neurotransmiteru jsou v synaptické štěrbině přítomny po delší dobu. Tak se tedy informace nesená ve frekvenci a délce trvání série akčních potenciálů převádí na množství a délku přítomnosti neurotransmiteru v synaptické štěrbině. Tato informace je následně přenesena na cílovou buňku prostřednictvím vazby neurotransmiterů na receptory. Počet aktivovaných receptorů a délka jejich aktivace souvisí s množstvím a délkou přítomnosti neurotransmiteru v synaptické štěrbině. Když akční potenciály přestanou působit, napětím řízené vápníkové kanály se uzavřou, vápníkové ionty přestanou vtékat do zakončení a aktivují se procesy, které rychle sníží koncentraci vápníkových iontů v axonálním zakončení. Synaptické váčky přestanou splývat s presynaptickou membránou a zastaví se uvolňování neurotransmiteru.