Sinaptik boşluk

Sinaptik boşluk (veya sinaptik aralık), bir nöronun akson terminali (presinaptik uç) ile hedef hücrenin (postsinaptik membran) zarı arasında bulunan, yaklaşık 20 ila 40 nanometre genişliğindeki mikroskobik ekstraselüler alandır. Kimyasal sinapsların en kritik bileşeni olan bu boşluk, elektriksel sinyallerin (aksiyon potansiyeli) kimyasal sinyallere (nörotransmitterler) dönüştürülerek iletildiği, sinir sistemindeki bilgi akışının modüle edildiği birincil bölgedir.

Sinaptik boşluk, sanılanın aksine sadece boş bir alan değil; hücre yapışma molekülleri (CAM), enzimler ve yapısal proteinlerle dolu, sinapsın bütünlüğünü koruyan ve sinyal iletimini düzenleyen dinamik bir biyokimyasal ortamdır.

 Anatomik Yapı ve Ultrastrüktür 
Elektron mikroskobu altında incelendiğinde sinaptik boşluk, presinaptik ve postsinaptik membranları ayıran elektronca yoğun bir şerit olarak görülür. Bu yapı, elektriksel sinapslarda (gap junction) bulunan 3.5 nm'lik mesafeden çok daha geniştir ve kimyasal iletim için gerekli difüzyon alanını sağlar.

 Boyutlar ve Sınırlar 
Standart bir kimyasal sinapsta boşluğun genişliği ortalama 20-40 nm (milimetrenin milyonda biri) arasında değişir. Bu mesafe, nörotransmitterlerin milisaniyeler içinde karşıya geçmesine olanak tanırken, iki hücrenin elektriksel olarak birbirinden yalıtılmasını sağlar.

 Sinaptik Matriks 
Boşluk, "sinaptik matriks" adı verilen elektronca yoğun bir materyal içerir. Bu materyal şunlardan oluşur:
 Hücre Yapışma Molekülleri (CAMs): İki nöronu birbirine "fermuar" gibi bağlayan kadherinler, nöroksinler ve nöroliginler. Bu proteinler, sinaptik boşluğun genişliğini sabit tutar ve sinaps oluşumunu (sinaptogenez) yönetir.
 Ekstraselüler Matriks Proteinleri: Laminin ve fibronektin gibi proteinler, reseptörlerin postsinaptik membranda kümelenmesini sağlar.

 Fizyoloji ve İşleyiş Mekanizması 
Sinaptik boşluğun temel işlevi, presinaptik nörondan salınan kimyasal habercilerin difüzyon yoluyla postsinaptik reseptörlere ulaşmasını sağlamaktır. Bu süreç "sinaptik gecikme" (synaptic delay) adı verilen, yaklaşık 0.3 ila 5 milisaniyelik bir süreye mal olur.

 Nörotransmitter Yayılımı 
 Ekzositoz: Aksiyon potansiyeli presinaptik uca ulaştığında, voltaj kapılı kalsiyum kanalları açılır ve hücre içine $Ca^{2+}$ girişi olur. Bu, sinaptik veziküllerin hücre zarıyla kaynaşarak içeriklerini sinaptik boşluğa boşaltmasını sağlar.
 Difüzyon: Salınan nörotransmitterler (örn. Asetilkolin, Glutamat, GABA) sinaptik boşluktaki sıvı içerisinde yoğunluk farkına dayalı olarak karşı tarafa yayılır.
 Bağlanma: Nörotransmitterler, postsinaptik membrandaki iyonotropik veya metabotropik reseptörlere bağlanarak iyon kanallarını açar veya kapatır.

 Sinyal Sonlandırma 
Sürekli uyarımı engellemek için sinaptik boşluktaki nörotransmitterlerin hızla temizlenmesi gerekir. Bu, üç yolla gerçekleşir:
 Enzimatik Yıkım: Örneğin, asetilkolin molekülü, sinaptik boşluktaki bazal laminaya tutunmuş Asetilkolinesteraz enzimi tarafından parçalanır.
 Geri Alım (Reuptake): Serotonin veya dopamin gibi moleküller, presinaptik membrandaki taşıyıcı proteinler (transporter) tarafından tekrar hücre içine alınır.
 Difüzyon: Moleküllerin bir kısmı boşluktan dışarı sızarak glial hücreler tarafından emilir.

 Biyokimyasal Ortam 
Sinaptik boşluk, iyon konsantrasyonu açısından ekstraselüler sıvıya benzer özellikler gösterir (yüksek $Na^{+}$ ve $Cl^{-}$, düşük $K^{+}$). Ancak, nörotransmisyon sırasında bu mikro-ortamdaki iyon dengesi ve pH seviyesi anlık olarak değişebilir. Ayrıca, sinaptik plastisite (öğrenme ve hafıza) süreçlerinde, boşluğa salınan büyüme faktörleri (BDNF) ve retrograd haberciler (örn. Nitrik oksit) de bu alanda bulunur.

 Klinik Önem ve Farmakoloji 
Sinaptik boşluk, modern tıpta kullanılan pek çok ilacın ve toksinin birincil etki sahasıdır.

 Antidepresanlar: SSRI grubu ilaçlar (örn. Fluoksetin), serotoninin sinaptik boşluktan geri emilimini engelleyerek, boşluktaki serotonin miktarını ve kalış süresini artırır. Bu sayede depresyon tedavisinde kullanılır.
 Myasthenia Gravis: Bu otoimmün hastalıkta, vücut postsinaptik membrandaki asetilkolin reseptörlerine karşı antikor üretir. Sinaptik boşluktaki iletim bozulur ve kas güçsüzlüğü ortaya çıkar.
 Sinir Gazları: Sarin ve VX gibi kimyasal silahlar, sinaptik boşluktaki asetilkolinesteraz enzimini inhibe eder. Sonuç olarak asetilkolin parçalanamaz, birikir ve sürekli kas kasılmasına (tetani) ve solunum felcine yol açar.
 Toksinler: Clostridium botulinum toksini (Botoks), veziküllerin sinaptik boşluğa boşalmasını engelleyerek kas felci yaratır.

 Tarihçe 
Sinaps ve sinaptik boşluk kavramı, 19. yüzyılın sonlarında nörobilimin en büyük tartışması olan "Retiküler Teori" ile "Nöron Doktrini" arasındaki çatışmanın merkezindeydi.
 **Camillo Golgi:** Sinir sisteminin kesintisiz bir ağ (retikulum) olduğunu savundu.
 **Santiago Ramón y Cajal:** Nöronların birbirine temas etmediğini, aralarında mikroskobik bir boşluk olduğunu (bitişiklik) savundu.
Elektron mikroskobunun 1950'lerde geliştirilmesiyle, Cajal'ın haklı olduğu ve 20-40 nm'lik bu boşluğun varlığı kesin olarak kanıtlandı. "Sinaps" terimi ise 1897'de Sir Charles Scott Sherrington tarafından türetilmiştir.

 Ayrıca bakınız 

 Sinaps

 Kaynakça 

Kategori:Nörobilim
Kategori:Sinir sistemi fizyolojisi
Kategori:Hücresel nörobilim
Kategori:Nöroanatomi