Ingerületátvitel

A XIX. század végére bizonyos fokú visszalépést jelent a "kontinuitás" tana, tehát hogy az idegsejtek egy komplex hálószerű struktúrát képeznek (Gerlach, 1871; Golgi, 1885; Apáthy, 1900, 1907; Held, 1905; Boeke, 1932, 1940).

Az egyetlen hálózatot feltételező elmélet, amely főleg Apáthy István kolozsvári neuroanatómus nevéhez fűződik, nagyon sokáig tartotta magát és komoly ellentétben állt az először His (1886) és Forel (1887) által leírt, majd Ramón-y-Cajal (1911) által bizonyított "neuron" elmélettel.

Ezen utóbbi lényege, hogy az idegsejtek önálló egységek, amelyek egymástól elválasztva, de egymással bizonyos fokú összhangban működnek. Ramon-y-Cajal és Sherrington, majd Szentágothai munkássága, de főleg a kémiai ingerületátvivő anyagok (acetilkolin, noradrenalin) felfedezése után vált a neuronelmélet teljes mértékben elfogadottá.

A szinapszis elnevezés egyébként Sherringtontól származik, aki így nevezte el a neuronok közötti "surface separation"-t, a rést, amelynek tágassága 10-30 nm azaz a milliméter majd milliomod része. A szinaptikus rést azóta az információáramlás legfontosabb, kivételezett színhelyének fogadjuk el. A mozgató ideg és a harántcsíkolt izom között az ingerület átvitelét, tehát az információ továbbítását a csomagocskákból felszabaduló kémiai anyag, az acetilkolin biztosítja. Ennek felfedezéséhez az elektronmikroszkóp, az elektrofiziológiai méréstechnika alkalmazása, az acetilkolin mint üzenetközvetítő kémiai anyag, valamint a neurokémiai preparálás-technika közel egyidejű felismerése vezetett. Ennek a kommunikációs lehetőségnek az a lényege, hogy az idegsejtek egymással vagy más sejtekkel paritásos (1:1) alapon, kémiai anyagok segítségével szinaptikus, intim kapcsolatot létesítenek.

A szinaptikus résben az ingerületátvivő anyag koncentrációja nagyon magas (0.1-10 mM). Az ingerületet fogadó sejt, amely az ingerületátvivő kémiai anyagra érzékeny, de alacsony affinitású receptorokkal van felszerelve, időben, térben és funkcióban pontosan csatlakozik a preszinaptikus axon terminálhoz. A szinapszisban az ingerület áramlása egyirányú, és a kémiai jellé vált elektromos jel ismételten elektromos jellé változik, ezzel biztosítva az ingerület 10-50 km/h sebességű tovaterjedését. Ez azt jelenti, hogy Descartes reflexmodelljének (lsd. az ábra), amely az érző- és mozgatópályákra ad példát, kb.50-100 msec kellett, amíg észlelte, hogy a tűz fájdalmat okozott neki, és még egyszer ennyi idő, azaz összesen 100-200 msec, vagyis 0.1-0.2 másodperc kellett ahhoz, hogy a mozgató idegen keresztül az ingerület a harántcsíkolt izomzathoz elérjen, és segítségével a személy a kezét elrántsa. Ma már tudjuk, hogy az idegmozgató végkészülékéből felszabaduló kémiai anyag, az acetilkolin (Otto Loewi) az izom felszínén a szinapszisban jelenlévő receptorok izgatása révén Na⁺ és Ca²⁺ belépést okoz, és ezzel depolarizálja az izomzatot, amely összehúzódik. Hasonló a szinaptikus ingerület-átvitel az agyban is, de itt vannak extraszinaptikusan elhelyezkedő, magas affinitású receptorok is, amelyek az agy 12-25%-át kitevő extracelluláris térben diffúzióval terjedő, endogén anyagokra érzékenyek.