Vad är en synaps? Enkel förklaring, funktion och ny forskning

Har du någonsin undrat hur hjärnan hinner med att hantera allt från att du lyfter ett finger till att du tolkar ett skämt? Svaret ligger i de mikroskopiska kopplingarna mellan nervcellerna, så kallade synapser. Här förklarar vi vad en synaps är, hur den fungerar och vad ny forskning från Göteborgs universitet visar om hur dessa viktiga nervkopplingar bildas.

Antal synapser i hjärnan: cirka 100 biljoner ·
Synaptisk klyftas bredd: 20–40 nanometer ·
Antal signalsubstanser: över 100 olika typer ·
Signalfrekvens per synaps: upp till 1 000 impulser per sekund

Här är en översikt av synapsens viktigaste egenskaper:

Vad är en synaps i enkla ord?

Enkel definition

• En synaps är den plats där en nervcell kontaktar en annan cell, enligt Göteborgs universitet.
• Den fungerar som en brygga för informationsflödet i hjärnan där tankar, handlingar och känslor uppstår (Göteborgs universitet).
• Utan synapser skulle nervcellerna inte kunna tala med varandra – hjärnan skulle helt enkelt vara tyst.

Föreställ dig en enorm stad där varje byggnad är en nervcell. Synapserna är de gator och torg där information levereras från en byggnad till nästa. Utan dem skulle allt stå still.

Skillnad mellan kemisk och elektrisk synaps

• Kemiska synapser är vanligast och använder signalsubstanser för att överföra signalen över den synaptiska klyftan (1177 – Sveriges offentliga hälsovård).
• Elektriska synapser är snabbare och leder impulsen direkt mellan cellerna via så kallade gap junctions.
• Kemiska synapser erbjuder mer flexibilitet och kan förstärka eller försvaga signalen – därför är de dominerande i hjärnans komplexa nätverk.

Vad händer i synapsen?

Frisättning av signalsubstanser

• När nervimpulsen når axonterminalen öppnas kalciumkanaler och signalsubstanser frigörs i synapsklyftan (Göteborgs universitet, forskning av Fredrik Sterky).
• Signalsubstanserna är kemiska budbärare – över 100 olika typer har identifierats (1177 – Sveriges offentliga hälsovård).
• Exempel på signalsubstanser: dopamin (belöning), serotonin (humör) och acetylkolin (muskelrörelser).

Processen är oerhört snabb. En enda synaps kan avfyra upp till 1 000 impulser per sekund, vilket gör att hjärnan processar information i en takt som vida överstiger världens snabbaste dator.

Mottagande av signal

• Signalsubstanserna binder till receptorer på den mottagande cellens postsynaptiska membran (Göteborgs universitet).
• Varje receptor är specialiserad på en specifik signalsubstans – som ett lås som bara öppnas med rätt nyckel.
• Om tillräckligt många receptorer aktiveras, skapas en ny nervimpuls i den mottagande cellen.

Vad har synaps för funktion?

Överföring av nervsignaler

• Synapsens primära funktion är att möjliggöra kommunikation mellan nervceller (Göteborgs universitet).
• Varje nervcell kan ha tusentals synapser – en enda neuron kan ta emot signaler från 10 000 andra celler (1177 – Sveriges offentliga hälsovård).
• Kombinationen av alla synapser skapar hjärnans enorma nätverkskapacitet.

Modulering av signaler

• Synapser kan förstärka eller försvaka signaler – en egenskap som kallas synaptisk plasticitet (Göteborgs universitet).
• Plasticiteten är grundläggande för inlärning och minne: när du lär dig något nytt stärks de relevanta synapserna (Göteborgs universitet, forskning av Fredrik Sterky).
• Utan modulering skulle hjärnan vara stel och oförmögen att anpassa sig till nya situationer.

Implikationen: Hjärnan är inte statisk. Synapserna omformas varje gång du lär dig ett nytt ord, en ny färdighet eller ett nytt ansikte.

Hur bildas synapser?

Synaptogenes

• Processen där synapser bildas kallas synaptogenes och sker redan under fosterutvecklingen (Göteborgs universitet).
• Hjärnan bildar nya synapser genom hela livet och tar också bort synapser som inte längre behövs – en process som kallas pruning (Göteborgs universitet).
• Under barndomen bildas ett överskott av synapser, som sedan rensas bort under tonåren för att effektivisera hjärnans nätverk.

Ny forskning från Göteborgs universitet

• Den 2024-04-03 publicerades en studie i Nature Neuroscience av forskare vid Göteborgs universitet som visar hur mänskliga synapser bildas.
• Proteinet liprin-alfa är nödvändigt för att nervceller ska kunna bilda nya synapser – när forskarna tog bort alla former av liprin-alfa kunde cellerna inte bilda strukturella eller funktionella synapser (Göteborgs universitet).
• Neurexin och LAR-PTP behövs för att rekrytera liprin-alfa till platsen där en synaps ska bildas (Göteborgs universitet).
• Fredrik Sterky, forskare vid institutionen för biomedicin vid Göteborgs universitet, leder den forskargrupp som studerar hur molekyler reglerar synapsbildningen.

Implikationen: Att förstå hur synapser bildas är nyckeln till att förstå varför de ibland inte fungerar som de ska. Forskargruppen vid Göteborgs universitet försöker också förstå varför nedsatt funktion av synapsen leder till sjukdom (Göteborgs universitet).

Är synaps en sjukdom?

Synaptopati – sjukdomar i synapsen

• Synapsen i sig är inte en sjukdom – däremot kan felaktig synapsfunktion leda till neurologiska sjukdomar, så kallade synaptopatier (Göteborgs universitet, forskning av Fredrik Sterky).
• Exempel på sjukdomar som kopplas till synapsdysfunktion: Alzheimer, Parkinsons sjukdom och epilepsi (1177 – Sveriges offentliga hälsovård).
• Även psykiska tillstånd som depression och schizofreni har kopplingar till störningar i synapsernas signalsubstanssystem.

Vad detta innebär: Synapsforskning är inte bara akademisk nyfikenhet. Den har direkt bäring på de mest utmanande neurologiska och psykiatriska sjukdomarna i samhället.

”En synaps är den plats där en nervcell kontaktar en annan cell.”

– 1177 – Sveriges offentliga hälsovård

”Utan synapser skulle hjärnans tankar, handlingar och känslor inte vara möjliga – de är själva grunden för vår upplevelse av världen.”

– Forskare vid Göteborgs universitet

För dig som läser detta är slutsatsen tydlig: Synapsen är hjärnans minsta men mest avgörande enhet. Utan den finns ingen tanke, ingen rörelse, inget minne. Forskningen från Göteborgs universitet öppnar dörrar för framtida behandlingar av sjukdomar som idag saknar bot – men vägen dit kräver att vi fortsätter kartlägga de molekylära mekanismerna. För varje ny upptäckt om hur synapser bildas och fungerar, kommer vi ett steg närmare att förstå hjärnans mest grundläggande språk.

Vanliga frågor

Relaterad läsning

• Vad är en sociopat?
• Leukemi barn ont i benen – symtom och när du ska söka vård