Sinapsna plastičnost

U neuronauci, **sinapsna plastičnost** je sposobnost sinapsi da jačaju ili oslabe tokom vremena, kao odgovor na povećanje ili smanjenje njihove aktivnosti. Budući da se pretpostavlja da su sjećanja predstavljena u velikoj mjeri međusobno povezanim nervnim krugovima u mozgu, sinapsna plastičnost je jedna od važnih neurohemijskih osnova učenja i pamćenja .

Promjene plastičnosti često su posljedica promjene broja neurotransmiterskih receptora smještenih na sinapsama. Postoji nekoliko temeljnih mehanizama koji sarađuju, kako bi se postigla sinaptička plastičnost, uključujući promjene u količini neurotransmitera ispuštenih u sinapsu i promjene u tome koliko učinkovito ćelije reagiraju na te neurotransmitere. Utvrđeno je da sinapsna plastičnost i u nadražljivosti i inhibicija sinapsi zavise od postsinapsnog oslobađanja kalcij.

Ove aktivirane protein kinaze služe za fosforilaciju postsinapsnih ekscitatornih receptora (npr. AMPA-receptori), poboljšavajući provodljivost kationa i time potencirajući sinapse. Takođe, ovi signali regrutuju dodatne receptore u postsinapsnu membranu, stimulišući proizvodnju modifikovanog tipa receptora, čime se olakšava priliv kalcija. Ovo zauzvrat povećava postsinapsnu ekscitaciju datim predsinapsnim stimulusom. Taj proces može se preokrenuti djelovanjem proteinskih fosfataza, koje djeluju na defosforilaciju ovih kationskih kanala.

Drugi mehanizam zavisi od drugoglasničke kaskade koja regulira transkripciju gena i promjene nivoa ključnih proteina u sinapsnima vrhovima kao što su CaMKII i PKAII. Aktivacija puta drugog glasnika dovodi do povećanja nivoa CaMKII i PKAII unutar dendritske kičme. Ove protein-kinaze povezane su s rastom dendritskog volumena te kičme i LTP procesima, kao što su dodavanje AMPA receptora plazmamembrani i fosforilacija ionskih kanala za poboljšanu permeabilnost. Lokalizacija ili kompartmentalizacija aktiviranih proteina događa se u prisustvu njihovog datog stimulusa koji stvara lokalne efekte u dendritskoj kičmi. Priliv kalcija iz NMDA-receptora neophodan je za aktivaciju CaMKII. Ova aktivacija je lokalizirana na bodlje uz fokusnu stimulaciju i inaktivira se prije nego što se proširi na susjedne bodlje ili osovinu, što ukazuje na važan mehanizam LTP-a u tome da se određene promjene u aktivaciji proteina mogu lokalizirati ili podijeliti kako bi se poboljšala reakcija pojedinačnih dendritskih bodlji. Pojedinačne dendritske bodlje sposobne su da formiraju jedinstvene odgovore na presinapsne ćelije. Ovaj drugi mehanizam može biti pokrenut fosforilacijom proteina, ali traje duže, pružajući mehanizam za dugotrajnu memoriju. Trajanje LTP-a može se regulisati kvarom ovih dugih glasnika. Fosfodiesteraza, naprimjer, razgrađuje sekundarnog glasnika cAMPa, koji je uključen u povećanu sintezu AMPA-receptora u postsinapsnom neuronu Dugotrajne promjene u efikasnosti sinapsnih veza (dugotrajno potenciranje, ili LTP) između dva neurona mogu uključivati stvaranje i prekid sinapsnih kontakata. Geni kao što je onaj za aktivin ß-A, koji kodira podjedinicu aktivina A, regulisani su naviše tokom ranog stadija LTP. Molekula aktivina modulira dinamiku aktina u dendritskim bodljama preko MAP-kinaznog puta. Promjenom F-aktina citoskeletne strukture dendritskih bodlji, vratovi kičme produžavaju se tako da proizvode povećanu električnu izolaciju. Krajnji rezultat je dugotrajno održavanje LTP-a.

Broj ionskih kanala na postsinapsnoj membrani utiče na snagu sinapse. Istraživanja sugeriraju da se gustoća receptora na postsinapsnim membranama mijenja, utičući na ekscitabilnost neurona, kao odgovor na podražaje. U dinamičkom procesu koji se odvija u ravnoteži, N-metil D-aspartat receptoru (NMDA receptor) i AMPA receptori se dodaju na membranu egzocitozom i uklanjaju endocitozom. Ovi procesi, a time i broj receptora na membrani, mogu se promijeniti sinapsnom aktivnošću.

Kada postoji visokofrekventna aktivacija NMDA receptora, dolazi do povećanja ekspresije proteina PSD-95 koji povećava sinapsni kapacitet za AMPA receptore. To je ono što dovodi do dugoročnog povećanja AMPA-receptora, a time i sinapsne snage i plastičnosti.

Ako se snaga sinapse samo pojača stimulacijom ili oslabi njenim nedostatkom, razviti će se petlja pozitivne povratne informacije, uzrokujući da se neke ćelije nikada ne aktiviraju, a neke previše. Ali dva regulatorna oblika plastičnosti, nazvana skaliranje i metaplastičnost, također postoje da bi obezbijedili negativnu povratnu informaciju.
 
Sinapsno skaliranje služi za održavanje međusobne jačine sinapsi, smanjujući amplitude malih ekscitacijski postsinapsnih potencijala, kao odgovor na kontinuiranu ekscitaciju i podižući ih nakon produžene blokade ili inhibicije. Sinapsno skaliranje je primarni mehanizam pomoću kojeg neuron mora biti selektivan na svoje različite ulaze.

Neuronsko kolo na koje utiče LTP/LTD i modificirano skaliranjem i metaplastičnosti dovodi do razvoja i regulacije reverberacijskih neuronskih kola na hebovski način, što se manifestira kao pamćenje, dok su promjene u neuronskim krugovima, koje počinju na nivou sinapse, sastavni dio sposobnosti organizma za učenje.

Postoji i element specifičnosti biohemijskih interakcija za stvaranje sinaptičke plastičnosti, odnosno važnost lokacije. Procesi se dešavaju na mikrodomenima – kao što je egzocitoza AMPA receptora prostorno regulisana preko t-SNARE STX4. Specifičnost je također važan aspekt CAMKII signalizacije koja uključuje nanodomen kalcija.

## Također pogledajte 
* Homeostatska plastičnost
* Sinapsa
* Neuroplastičnost
* Postsinapsni potencijal
* Nesinapsna plastičnost

## Reference 
## Dopunska literatura 
* 
* 
* 
* 

## Vanjski linkovi
* Overview 
* Finnerty lab, MRC Centre for Neurodegeneration Research, London
*Brain Basics Synaptic Plasticity Synaptic transmission is plastic
* Synaptic Plasticity, *Neuroscience Online* (electronic neuroscience textbook by UT Houston Medical School)

### Videa i potkasti 
* Synaptic plasticity: Multiple mechanisms and functions - a lecture by Robert Malenka, M.D., Ph.D., Stanford University. Video podcast, trajanje: 01:05:17.

Kategorija:Memorijski procesi
Kategorija:Neuroplastičnost
Kategorija:Neurologija
Kategorija:Nervna sinapsa
Kategorija:Nervni krugovi