シナプスとは
- 情報の送り手となる軸索の終端(『シナプス前細胞』)と、受け手となる神経細胞(『神経後細胞』)の間にはわずかな隙間があり、この隙間を『シナプス間隙(かんげき)』と呼ぶ。(20～50㎚ナノメートル)
- シナプス前細胞には、化学物質(神経伝達物質)の詰まった『シナプス小胞』と『カルシウムイオン』が通るチャンネルがある。
- 活動電位(スパイク)がここ(シナプス前細胞のチャンネル)に到達すると、『カルシウムチャネル』(チャネルとはイオンを通す微小な穴のことで、神経細胞の表面にある)が開いてカルシウムイオンが流入する。
- これをきっかけにシナプス小胞からシナプス間隙に神経伝達物質が吐き出される。(電気信号が化学信号に変換される)
- 一方、シナプス後細胞には神経伝達物質をキャッチする『受容体(レセプター)』がある。
- 受容体に神経伝達物質が結合すると、そこからイオンの流出入が起こり、電位差が生じる。
- 化学信号へと変えられた情報は、こうして再び電気信号へと変わり、次の神経細胞へと伝わっていく。
- シナプスには、興奮性シナプス(神経興奮や伝達に促進的)・抑制性シナプス・シナプス前抑制の三種類があるが、いずれのシナプスにおいても↑で書いた過程は変わらない。
神経伝達物質
情報は電気信号で伝わる
- 細胞体が刺激を受けて興奮状態になると、軸索の付け根にある軸索小丘を出発点に、軸索のナトリウムチャネルが開く。
- ココからナトリウムイオンが一気に細胞内に流入すると、細胞内外の電位差が弱まる(※細胞内外を移動しているのはナトリウムイオン自体ではなく、電位差が崩れた部分で、この部位を活動電位(スパイク)と呼ぶ)。
- すると、これを感知した隣のナトリウムチャネルも開き、更にナトリウムイオンが流入する。こうした反応がドミノ倒しのように連鎖することによって、情報が伝わる。
ナトリウムチャネルと麻痺
- 手術の時に使われる局所麻酔の作用にはナトリウムチャネルが関係している。
- 局所麻酔は神経細胞を活動電位が伝わる仕組みを利用したもので、体内に入った麻酔は神経細胞の軸索上にあるナトリウムチャネルと結合する。結合したチャネルは開口が阻害されてイオンが行き来出来なくなってしまう。
- すると活動電位が発生しなくなり、痛みの信号が伝達されなくなってしまう。
参考文献：岩田誠監修『脳のすべてがわかる本』/アイメディスン4：神経脳神経外科/第三版・絵でみる脳と神経 しくみと障害のメカニズム
