Histology · 5.2
神経組織：シナプス
Nervous tissue — Synapses
- 応用トピック
- 重症筋無力症
🧠 シナプスは「電気信号PSP, postsynaptic potential電気信号（PSP, postsynaptic potential）PSP, postsynaptic potential（電気信号）→化学信号→電気信号PSP, postsynaptic potential電気信号（PSP, postsynaptic potential）PSP, postsynaptic potential（電気信号）」という変換装置、と覚える。 軸索を伝わってきた活動電位（電気信号PSP, postsynaptic potential電気信号（PSP, postsynaptic potential）PSP, postsynaptic potential（電気信号））が、シナプス前終末presynaptic terminalシナプス前終末（presynaptic terminal）presynaptic terminal（シナプス前終末）で神経伝達物質（化学信号）の放出に変換され、シナプス後膜postsynaptic membraneシナプス後膜（postsynaptic membrane）postsynaptic membrane（シナプス後膜）の受容体がそれを再び電気信号PSP, postsynaptic potential電気信号（PSP, postsynaptic potential）PSP, postsynaptic potential（電気信号）に変換する——この2度の変換こそがシナプスの本質的な機能で、電気シナプスelectrical synapse電気シナプス（electrical synapse）electrical synapse（電気シナプス）（ギャップ結合gap junctionギャップ結合（gap junction）gap junction（ギャップ結合））はこの変換ステップを省略した例外として位置づける。
化学シナプスの構造
ほとんどのシナプスは化学シナプスchemical synapse化学シナプス（chemical synapse）chemical synapse（化学シナプス）で、神経伝達物質を介して情報を伝達する。
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='presynaptic terminal'>シナプス前終末</span>：<span class='jp-term jp-term-diagram' title='axon terminal'>軸索終末</span>の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ampulla'>膨大部</span>"]
A --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='synaptic vesicle'>シナプス小胞</span>に神経伝達物質を貯蔵"]
B --> C["活動電位到達→Ca²⁺流入→<span class='jp-term jp-term-diagram' title='exocytosis'>開口分泌</span>で神経伝達物質を放出"]
C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='synaptic cleft'>シナプス間隙</span>を拡散"]
D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='postsynaptic membrane'>シナプス後膜</span>の受容体に結合"]
E --> F["postsynaptic細胞に新たな<span class='jp-term jp-term-diagram' title='PSP, postsynaptic potential'>電気信号</span>（興奮性/抑制性）を生成"]| 構成要素 | 特徴 |
|---|---|
| シナプス前終末presynaptic terminalシナプス前終末（presynaptic terminal）presynaptic terminal（シナプス前終末） | 軸索終末axon terminal軸索終末（axon terminal）axon terminal（軸索終末）が膨らんだ構造、多数のシナプス小胞synaptic vesicleシナプス小胞（synaptic vesicle）synaptic vesicle（シナプス小胞）とミトコンドリアを含む |
| シナプス小胞synaptic vesicleシナプス小胞（synaptic vesicle）synaptic vesicle（シナプス小胞） | 神経伝達物質を貯蔵する膜性小胞、開口分泌exocytosis開口分泌（exocytosis）exocytosis（開口分泌）により内容物を放出（01-2-membranous-organellesの分泌経路secretory pathway分泌経路（secretory pathway）secretory pathway（分泌経路）と同じ原理） |
| シナプス間隙synaptic cleftシナプス間隙（synaptic cleft）synaptic cleft（シナプス間隙） | シナプス前膜presynaptic membraneシナプス前膜（presynaptic membrane）presynaptic membrane（シナプス前膜）・後膜の間の狭い間隙（約20nm） |
| シナプス後膜postsynaptic membraneシナプス後膜（postsynaptic membrane）postsynaptic membrane（シナプス後膜） | 神経伝達物質受容体が密に存在し、電気的あるいは代謝的な応答を惹起する |
電気シナプス
一部のシナプスはギャップ結合gap junctionギャップ結合（gap junction）gap junction（ギャップ結合）（02-3-cell-junctions）を介した電気シナプスelectrical synapse電気シナプス（electrical synapse）electrical synapse（電気シナプス）で、化学伝達物質を介さず活動電位が直接隣接ニューロンへ伝わる。化学シナプスchemical synapse化学シナプス（chemical synapse）chemical synapse（化学シナプス）より伝達速度が速いが、信号の増幅・調節はできない。
⭐ 化学シナプスchemical synapse化学シナプス（chemical synapse）chemical synapse（化学シナプス）＝一方向性unidirectional一方向性（unidirectional）unidirectional（一方向性）・遅延あり・修飾可能／電気シナプスelectrical synapse電気シナプス（electrical synapse）electrical synapse（電気シナプス）＝双方向性bidirectional双方向性（bidirectional）bidirectional（双方向性）・遅延なし・修飾困難という対比は頻出。心筋・平滑筋のギャップ結合gap junctionギャップ結合（gap junction）gap junction（ギャップ結合）による興奮伝播（04-2-cardiac-muscle）と、ニューロン間の電気シナプスelectrical synapse電気シナプス（electrical synapse）electrical synapse（電気シナプス）は同じ「ギャップ結合gap junctionギャップ結合（gap junction）gap junction（ギャップ結合）を介した電気的結合」という共通原理に立脚している。
シナプスの分類：接続部位による分類
| 分類 | 接続の相手 |
|---|---|
| 軸索樹状突起シナプスaxodendritic synapse軸索樹状突起シナプス（axodendritic synapse）axodendritic synapse（軸索樹状突起シナプス） | 軸索終末axon terminal軸索終末（axon terminal）axon terminal（軸索終末）→樹状突起dendrite樹状突起（dendrite）dendrite（樹状突起） |
| 軸索細胞体シナプスaxosomatic synapse軸索細胞体シナプス（axosomatic synapse）axosomatic synapse（軸索細胞体シナプス） | 軸索終末axon terminal軸索終末（axon terminal）axon terminal（軸索終末）→細胞体 |
| 軸索軸索シナプスaxoaxonic synapse軸索軸索シナプス（axoaxonic synapse）axoaxonic synapse（軸索軸索シナプス） | 軸索終末axon terminal軸索終末（axon terminal）axon terminal（軸索終末）→他の軸索（シナプス前抑制presynaptic inhibitionシナプス前抑制（presynaptic inhibition）presynaptic inhibition（シナプス前抑制）などに関与） |
💡 神経筋接合部neuromuscular junction (NMJ)神経筋接合部（neuromuscular junction (NMJ)）neuromuscular junction (NMJ)（神経筋接合部）は骨格筋線維とニューロンの軸索終末axon terminal軸索終末（axon terminal）axon terminal（軸索終末）との間に形成される特殊な化学シナプスchemical synapse化学シナプス（chemical synapse）chemical synapse（化学シナプス）で、神経伝達物質にはアセチルコリンが用いられる——シナプスの基本構造basic structure基本構造（basic structure）basic structure（基本構造）（前終末・間隙・後膜）は神経間だけでなく神経-筋間の伝達にも共通して当てはまる。
まとめ
- 化学シナプスchemical synapse化学シナプス（chemical synapse）chemical synapse（化学シナプス）は活動電位→神経伝達物質の開口分泌exocytosis開口分泌（exocytosis）exocytosis（開口分泌）→受容体結合receptor binding受容体結合（receptor binding）receptor binding（受容体結合）という2段階の信号変換を行う。
- 電気シナプスelectrical synapse電気シナプス（electrical synapse）electrical synapse（電気シナプス）はギャップ結合gap junctionギャップ結合（gap junction）gap junction（ギャップ結合）を介して活動電位を直接伝え、速いが修飾は困難。
- シナプスは接続部位により軸索樹状突起dendrite樹状突起（dendrite）dendrite（樹状突起）・軸索細胞体・軸索軸索シナプスaxoaxonic synapse軸索軸索シナプス（axoaxonic synapse）axoaxonic synapse（軸索軸索シナプス）に分類される。
- 神経筋接合部neuromuscular junction (NMJ)神経筋接合部（neuromuscular junction (NMJ)）neuromuscular junction (NMJ)（神経筋接合部）は神経-筋間の化学シナプスchemical synapse化学シナプス（chemical synapse）chemical synapse（化学シナプス）で、アセチルコリンを神経伝達物質とする。