KlasIk bir glutamaterjik sinaps, dendritik omurga agacinin en ustunde yer alir. Omurga, dendritik safttan cikinti yapan bir boyun ve bilginin gercekten alindigi bir kafadan olusur. Glutamaterjik sinapsin genel bir aciklamasi, postsinaptik omurgaya sahip bir yariktan bakan bir presinaptik dugme icerir. Postsinaptik omurganin karsisindaki presinaptik dugmenin alani, glutamatla dolu vezikuller icerir ve aktif bolge (AZ) olarak adlandirilir. Salinmaya hazir vezikulleri yerlestiren bir protein kompleksi olan SNARE kompleksi (cozunur NSF baglanma proteinleri) tarafindan presinaptik membrana 10-20 arasinda degisen bir dizi vezikul tutturulur.
Bir presinaptik sivri ucun gelisi, Ca2 + akisini takiben SNARE kompleksi tarafindan aktive edilen vezikulun fuzyonunu ve gozenek olusumunu aktive eder. Tek temel bilgi bitinin transferinin ilk adimi, daha sonra bir presinaptik dikenin gelmesinin ardindan SNARE kompleksi tarafindan duzenlenen bir glutamat vezikulunun salinmasidir. Spike’i tasinan noronal bilginin temel biti olarak dusunuldugunde, EPSP’yi sinaptik olarak kodlanmis bilginin temel biti olarak dusunulebilir.


Sinaptik Yapi ve MekanizmalarYerlestirilmis vezikulleri iceren presinaptik yuzey, postsinaptik olandan 20 nm’lik bir mesafe (yarik) ile ayrilir. Sinaptik yarik, presinaptik vezikul tarafindan salinan glutamat molekullerinin Brown hareketi ile yayildigi bir hacimdir. Ca 2+ ve SNARE kompleksi sayesinde presinaptik sivri uclarin gelisi, bir vezikul ile presinaptik membran arasinda bir gozenek olusumuna neden olur. Bu gozenek, glutamat molekullerinin vezikulden sinaptik yariga gecerken izledigi yoldur.
Genel bir yatay kesit varsayarsak, kortikal veya hipokampal glutamaterjik sinapsin capi 0.2-1 m arasinda degisir. AZ dairesel uzay ve 20 nm’lik yarik varsayarsak, bircok yazarin bilgisayar modelleme yaklasimi ile sinaptik iletimi incelemek icin kullandigi silindirik bir alan hacmi elde edilir. Glutamatin difuzyonu icin tum sinaptik “silindir” serbest degildir. AZ, tum sinapsin sadece bir kismini kaplarken (ortalama yaricap 0.11 m), cevreleyen kisim ise pre- ve postsinaptik noronu sabitleyen fibriller tarafindan isgal edilmistir.


Postsinaptik tarafta, iki tip glutamat reseptoru, neredeyse AZ ile ayni boyutta olan ve dairesel bir sekil olarak kabul edilen bir alanda kolokalize edilir (silindirin alt kismi). Bu alan postsinaptik yogunluk (PSD) olarak adlandirilir ve -amino-3-hidroksi-5-metil-4-izoksazolpropiyonik aside duyarli reseptorler (AMPA reseptorleri) ve siteleri iceren N-metil-d-aspartata duyarli reseptorler (NMDA reseptorleri) icerir. glutamat molekullerini baglamak icin (ayni zamanda sinaptik aktivite icin gerekli olan glisin icin). Bu iki tip reseptor, daha sonra detayli olarak tartisacagimiz sinaptik bilginin transferinde farkli rollere sahiptir. Her iki tip de dimerlerden olusan tetramerlerdir ve reseptorun dimerik bilesimi postsinaptik tepkiyi sekillendirmede onemli bir rol oynar.
Gorunuse gore, bilgi aktarim sureci prensip olarak cok basittir. Presinaptik bir basagin gelisi, bir vezikulun, postsinaptik reseptorleri aktive eden ve dendritik dallardan yayilan EPSP adi verilen postsinaptik membran potansiyelinin bir varyasyonuna neden olan bir depolarize edici akim (EPSC) ureten glutamat salinimi ile fuzyonunu uretir. (soma, postsinaptik basak olusumuna) Bununla birlikte, presinaptikten postsinaptik tarafa gecislerden herhangi biri, tum sureci hem calismak hem de yorumlamak icin son derece karmasIk hale getiren bir dizi bilgi yeniden duzenlenmesine ugrar.


Esasen, farkli modulasyon sistemleri postsinaptik yanitin bir tur karmasIk dogrusal olmayan degiskenligini uretir. EPSP’nin degiskenligine hem pre- sinaptik hem de postsinaptik kontrol mekanizmalari neden olur ve bu degiskenligin bir kismi stokastik dogaya sahip gibi gorunmektedir. Postsinaptik tepkinin degiskenliginin ve bunlarin olasi stokastik veya deterministik dogasinin degistirilmesini ima eden bazi (ancak hepsini degil) duzenleyici mekanizmalar vardir. Bu mekanizmalar sunlardir;
Sinaptik Yapi ve MekanizmalarEPSP degiskenliginin ekstra sinaptik faktorleri
Sinirli sinaptik boslugun hemen disina bakildiginda, birkac baska faktor EPSP olusumunu etkileyebilir. Kisaca Denklemlere gore bunu soyleyenebilir. Sinapsin yakinligindaki zar potansiyelini etkileyebilecek herhangi bir faktor EPSP’yi sekillendirmede rol oynayabilir. Sinaptik boslugun disinda buldugumuz ilk onemli yapi, omurganin boynu. Sinaps ve dendrit arasindaki iletisim yoludur ve elektrik direnci, hucreye (dendrit) gecen bilgi miktarini belirler. O halde boyun direncinin degeri, dendritlerin ve somanin farkli alanlari arasindaki bilgi akisi icin cok onemlidir. Omurga morfolojisi degiskendir ve dolayisiyla biyoelektrik ozellikleri ve voltaj kapili kanallarin varligi, sinaptik bilgiyi transfer etme yetenegini daha da etkileyebilir.


Bazi arastirmacilara gore, boyun capi ve direnci tek bir sinaptik olay sirasinda da module edilir. Boyun direncinin modulasyonu, sonuc olarak, soma’ya iletilen EPSP’nin bir modulasyonunu uretir. Ancak boyun sadece sinaptik bilgiyi dendrite tasimaz. Dendrit durumu hakkindaki bilgileri PSD’ye tasiyarak da ters yonde hareket eder. Baska bir deyisle, PSD, yakinlarda bulunan diger sinapslardan gelen bilgilerden haberdar edilir. Dendritik aktivite, aslinda, dendrit ile omurganin basi arasinda bir potansiyel farki yaratarak, yonu iki yapi arasindaki potansiyel farkina bagli olan net bir akim uretir. Dendritten gelen akim, esasen toplam EPSP’yi ve NMDA reseptorlerinin toplanmasini guclu bir sekilde etkileyen PSD’nin yuksek giris empedansi tarafindan yukseltilir. O halde omurganin boynu, dendritlerdeki zar potansiyelinin uyarilma (depolarizasyon) seviyesine bagli olarak sinaptik bilgi aktariminin guclu bir modulatorudur.
Cok sayida girdiyi dikkate alarak ( 3×1033×103 -e 3×1043×104) alindiginda, dendritik arborizasyon elektriksel bir izopotansiyel bolme degildir. Farkli branslar arasindaki potansiyel farkliliklari, farkli girdi faaliyetlerinden ve meydana gelebildigi alanlarda geri yayilimin artmasindan kaynaklanabilir. Spike geri yayilimi, dendritlerdeki Na + ve / veya Ca2 + voltaj kapili kanallarin varligina baglidir. Bu kanallarin varligi ve yogunlugu hem noronlar arasinda hem de ayni noronda farkli dendritik bolgeler arasinda farklilik gosterir. Ve sonuc olarak potansiyel farkliliklari dendritlerden gecen karmasIk potansiyel dalgalar uretebilir ve bu dalga, tek sinaptik olayi etkileyen boyun direnci yoluyla PSD’ye ulasabilir.


Sinaptik Yapi ve MekanizmalarEn son arastirmalarda, uyarici sinaptik aktivite tarafindan uretilen potansiyel dalgalarin, tekrar yayilmadan bagimsiz olarak tek sinaptik yanit uzerindeki olasi bir etkisini incelenmistir. Aktif sinaps sayisina ve bunlarin ortalama atesleme frekansina bagli olarak, tepkinin genligi, tepe seviyesi ve tepeye kadar gecen surenin karmasIk dogrusal olmayan bir sekilde degistigini tespit edilmistir. Aktif sinapslarin sayisi, bir sekilde, ornegin, bir grup aktif noronun, ayni noron uzerinde ayni noron uzerinde az cok senkronize bir sekilde (bir uyarana yanit olarak) ateslendigi beynin bir bolgesinden alinan girdiyi simule eder. (dendritik alan)
Daha once bahsedilen durum icin, ornegin, bir hipokampal alt sahanin bir noronu, dentat girusun genis bir alanindan (bircok noron) ve ayrica dendritik dallarin ayri bolgelerindeki Entorhinal korteksin alanlarindan senkronize girdiler alabilir. Bu iki alandan birinden gelen noronlar, senkronizasyonlarinin derecesine bagli olarak ortalama bir frekans ve standart sapma ile ateslenir. Boyle bir durum, ayni zaman araliginda aktif olan herhangi bir tek sinapsi dogrudan etkileyen uyarimla ilgilenen dendritik alana dalgalar uretir.


Alici noronun membran potansiyeli, bir voltaj “bandi” olusturan iki seviye arasinda salinir. Bu voltaj “bandinin” genligi, aktif sinapslarin sayisina ve bunlarin ortalama atesleme frekansina baglidir. Belirli bir sinapsin EPSP’si, “bant” icinde herhangi bir seviyede meydana gelebilir. Denklemlere gore, belirli bir sinapsin EPSP’sinin basladigi seviyeye bagli olarak, ozellikleri (genlik, tepe seviyesi, NMDA katkisi, vb.) degisecektir. Bu bantta, maksimum olasilik seviyesi olarak kabul edilebilecek bir ortalama deger belirlemek mumkundur.VmVmEPSP’nin meydana gelebilecegi.
Bu ortalama seviye, aktif sinapslarin sayisini veya atesleme frekanslarini artirarak artar (daha depolarize) Bu voltaj “bandinin” varligi, olasi seviyelerde buyuk bir gama saglar. VmVmEPSP’nin meydana gelebilecegi ve sonuc olarak meydana gelme zamanina (bant icindeki salinimin fazi) bagli olarak tek EPSP’nin cok guclu bir duzenleyicisini temsil eder. Farkli bir sekilde soylenirse, EPSP’nin belirli bir seviye ile cakismasi, sinapsin aktardigi bilginin turunu ve miktarini belirler. Aktiviteleri icin membran voltajina bagli olan NMDA reseptorleri ozellikle bu tur bir duzenlemeye duyarlidir ve aslinda EPSP’nin diger sinapslarin aktivitesiyle “cakismasi”, LTP ve hafiza gibi fenomenler icin cok onemli kabul edilir.
(NMDA’ya baglidir) Bunlar, noronlarin, cogunlukla LTP ve hafiza fenomenlerini uretmede tesaduf dedektorleri olarak hareket ettigini one suren temel mekanizmalardirTek bir bit sinaptik bilginin aktarimi uzerindeki dendritik aktivite duzenleyici etki, esas olarak zardaki potansiyel varyasyonuna baglidir ve su sekilde ozetlenebilir: Artis geri yayilimi ve Dendritik agacta aktif sinaptik girdiler.



alıntı