रासायनिक सिनैप्स

रासायनिक अंतर्ग्रथन जैविक संधि हैं जिनके माध्यम से न्यूरॉन्स के संकेत एक दूसरे को और गैर-न्यूरोनल कोशिकाओं जैसे कि न्यूरोमस्क्यूलर संधि या ग्रंथियों में भेजे जा सकते हैं। रासायनिक अन्तर्ग्रथन न्यूरॉन्स को केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के अन्दर जैविक तंत्रिका नेटवर्क बनाने की अनुमति देते हैं। वे जैविक संगणना के लिए महत्वपूर्ण हैं जो धारणा और विचार को रेखांकित करते हैं। वे तंत्रिका तंत्र को शरीर की अन्य प्रणालियों से जुड़ने और नियंत्रित करने की अनुमति देते हैं।

रासायनिक अन्तर्ग्रथन पर, न्यूरॉन न्यूरोट्रांसमीटर अणुओं को एक छोटी सी जगह (अन्तर्ग्रथनी फांक) में छोड़ता है जो दूसरे न्यूरॉन के निकट है। न्यूरोट्रांसमीटर सूत्रयुग्मक पुटिकों नामक छोटी थैलियों के अन्दर समाहित होते हैं, और एक्सोसाइटोसिस द्वारा सूत्रयुग्मक फांक में छोड़े जाते हैं। ये अणु तब अंतर्ग्रथनपश्च कोशिका पर न्यूरोट्रांसमीटर रिसेप्टर्स से जुड़ते हैं। अंत में, न्यूरोट्रांसमीटर को न्यूरोट्रांसमीटर की कार्रवाई को समाप्त करने के लिए या तो प्रीसानेप्टिक कोशिका पर या किसी अन्य न्यूरोग्लिया पर न्यूरोट्रांसमीटर ट्रांसपोर्टर द्वारा एंजाइमैटिक डिग्रेडेशन या री-अपटेक सहित कई एक्शन पोटेंशिअल में से के माध्यम से सिनैप्स से साफ किया जाता है।

वयस्क मानव मस्तिष्क में 1014 से 5 × 1014 (100-500 ट्रिलियन) सिनैप्स होने का अनुमान है। प्रमस्तिष्कीय आवरण के प्रत्येक घन मिलीमीटर में लगभग एक बिलियन (लघु पैमाने, अर्थात् 109) होते हैं। मानव प्रमस्तिष्कीय आवरण में सिनैप्स की संख्या का अनुमान अलग से 0.15 क्वाड्रिलियन (150 ट्रिलियन) लगाया गया है।

सिनैप्स शब्द की प्रारंभ 1897 में सर चार्ल्स स्कॉट शेरिंगटन ने की थी। रासायनिक अन्तर्ग्रथन केवल जैविक अन्तर्ग्रथन का प्रकार नहीं हैं: विद्युत अन्तर्ग्रथन और प्रतिरक्षाविज्ञानी अन्तर्ग्रथन भी उपस्थित हैं। क्वालीफायर के बिना, चूँकि, सिनैप्स सामान्यतः रासायनिक सिनैप्स को संदर्भित करता है।

संरचना


सिनैप्स न्यूरॉन्स के बीच या न्यूरॉन्स और अन्य प्रकार की कोशिकाओं के बीच कार्यात्मक संबंध हैं। विशिष्ट न्यूरॉन कई हजार सिनैप्स को जन्म देता है, चूँकि कुछ प्रकार ऐसे हैं जो बहुत कम बनाते हैं। अधिकांश सिनैप्स अक्षतंतु को पार्श्वतन्तु  से जोड़ते हैं, किन्तु अन्य प्रकार के संबंध भी हैं, जिसमें अक्षतंतु-से-कोशिका-पिण्ड,  अक्षतंतु-से-अक्षतंतु,  और डेंड्रोडेंड्रिटिक सिनैप्स सम्मिलित है। सिनैप्स सामान्यतः प्रकाश सूक्ष्मदर्शी का उपयोग करके पहचानने योग्य होने के लिए बहुत छोटे होते हैं, सिवाय उन बिंदुओं के जहां दो कोशिकाओं की झिल्लियां स्पर्श करती दिखाई देती हैं, किन्तु इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी का उपयोग करके उनके कोशिकाुलर तत्वों को स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है।

रासायनिक सिनैप्स प्रीसानेप्टिक कोशिका से अंतर्ग्रथनपश्च कोशिका में सीधे जानकारी पास करते हैं और इसलिए संरचना और कार्य में असममित होते हैं। प्रीसानेप्टिक अक्षतंतु का अंत, या सूत्रयुग्मक बाउटन, प्रीसानेप्टिक कोशिका के अक्षतंतु के अन्दर विशेष क्षेत्र है जिसमें सूत्रयुग्मक पुटिकाओं (साथ ही कई अन्य सहायक संरचनाएं और ऑर्गेनेल, जैसे माइटोकॉन्ड्रिया और अन्तः प्रदव्ययी जलिका) नामक छोटे झिल्ली-बाउंड क्षेत्रों में संलग्न न्यूरोट्रांसमीटर होते हैं। सक्रिय क्षेत्र कहे जाने वाले क्षेत्रों में सूत्रयुग्मक पुटिकाओं को प्रीसानेप्टिक प्लाज्मा झिल्ली में एकत्र किया जाता है।

इसके तुरंत विपरीत अंतर्ग्रथनपश्च कोशिका का क्षेत्र है जिसमें न्यूरोट्रांसमीटर रिसेप्टर (जैव रसायन) है; दो न्यूरॉन्स के बीच सिनैप्स के लिए अंतर्ग्रथनपश्च क्षेत्र पार्श्वतन्तु या कोशिका पिण्ड पर पाया जा सकता है। अंतर्ग्रथनपश्च झिल्ली के ठीक पीछे आपस में जुड़े प्रोटीनों का विस्तृत परिसर होता है जिसे अंतर्ग्रथनपश्च संघनता (पीएसडी) कहा जाता है।

पीएसडी में प्रोटीन न्यूरोट्रांसमीटर रिसेप्टर्स को संलागी और तस्करी करने और इन रिसेप्टर्स की गतिविधि को संशोधित करने में सम्मिलित हैं। रिसेप्टर्स और पीएसडी अधिकांश मुख्य डेंड्राइटिक शाफ्ट से विशेष प्रोट्रेशन्स में पाए जाते हैं जिन्हें वृक्ष के समान रीढ़ कहा जाता है।

सिनैप्स को सममित या असममित के रूप में वर्णित किया जा सकता है। जब इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के अनुसार जांच की जाती है, तो असममित सिनैप्स को प्रीसानेप्टिक कोशिका में गोल पुटिकाओं और प्रमुख अंतर्ग्रथनपश्च घनत्व की विशेषता होती है। असममित सिनैप्स सामान्यतः उत्तेजक होते हैं। इसके विपरीत सममित अन्तर्ग्रथनों में चपटे या लम्बी पुटिकाएँ होती हैं, और इनमें प्रमुख पश्च-अन्तर्ग्रथनी घनत्व नहीं होता है। सममित सिनैप्स सामान्यतः निरोधात्मक होते हैं। सिनैप्टिक फांक-जिसे सिनैप्टिक गैप भी कहा जाता है- प्री- और पोस्टसिनेप्टिक कोशिकाओं के बीच का अंतर है जो लगभग 20 एनएम (0.02 μ) चौड़ा है। फांक की छोटी मात्रा न्यूरोट्रांसमीटर एकाग्रता को तेजी से बढ़ाने और कम करने की अनुमति देती है। फांक की छोटी मात्रा न्यूरोट्रांसमीटर एकाग्रता को तेजी से बढ़ाने और कम करने की अनुमति देती है। रेफरी नाम = कंडेलप्रिन>

एक उलझन में होना एक रासायनिक (या विद्युत) अन्तर्ग्रथन है जो तब बनता है जब एक न्यूरॉन का अक्षतंतु अपने स्वयं के डेन्ड्राइट के साथ समन्वयित होता है।

सिंहावलोकन
यहाँ उन घटनाओं के अनुक्रम का सारांश दिया गया है जो एक प्रीसानेप्टिक न्यूरॉन से एक पोस्टसिनेप्टिक सेल में सिनैप्टिक ट्रांसमिशन में होते हैं। प्रत्येक चरण को नीचे और अधिक विस्तार से समझाया गया है। ध्यान दें कि अंतिम चरण के अपवाद के साथ, पूरी प्रक्रिया सबसे तेज़ सिनैप्स में केवल कुछ सौ माइक्रोसेकंड चल सकती है।

रासायनिक सिनैप्स में सिग्नलिंग

अवलोकन

यहाँ उन घटनाओं के अनुक्रम का सारांश दिया गया है जो एक प्रीसानेप्टिक न्यूरॉन से एक पोस्टसिनेप्टिक सेल में सिनैप्टिक संचरण अंतरापृष्ठ में होते हैं। प्रत्येक चरण को नीचे और अधिक विस्तार से समझाया गया है। ध्यान दें कि अंतिम चरण के अपवाद के साथ, पूरी प्रक्रिया सबसे तेज़ सिनैप्स में केवल कुछ सौ माइक्रोसेकंड चल सकती है।
 * 1) अन्तर्ग्रथन पर झिल्ली का विद्युत विध्रुवण उन चैनलों को खोलने का कारण बनता है जो कैल्शियम आयनों के लिए पारगम्य हैं।
 * 2) कैल्शियम आयन प्रीसानेप्टिक झिल्ली के माध्यम से प्रवाहित होते हैं, जिससे अन्दर में कैल्शियम की मात्रा तेजी से बढ़ती है।
 * 3) उच्च कैल्शियम सांद्रता सूत्रयुग्मक पुटिका से जुड़े कैल्शियम-संवेदनशील प्रोटीन के समूह को सक्रिय करती है जिसमें न्यूरोट्रांसमीटर रसायन होता है।
 * 4) ये प्रोटीन आकार बदलते हैं, जिससे कुछ "डॉक किए गए" पुटिकाओं की झिल्लियां प्रीसानेप्टिक कोशिका की झिल्ली के साथ फ्यूज हो जाती हैं, जिससे पुटिकाएं खुल जाती हैं और अपने न्यूरोट्रांसमीटर सामग्री को सिनैप्टिक फांक में डंप कर देती हैं, जो प्री- और पोस्टसिनेप्टिक कोशिकाओं की झिल्लियों के बीच की संकरी जगह होती है।.
 * 5) न्यूरोट्रांसमीटर फांक के अन्दर फैलता है। इसमें से कुछ निकल जाता है, किन्तु इसमें से कुछ अंतर्ग्रथनपश्च कोशिका की झिल्ली पर स्थित रासायनिक रिसेप्टर अणुओं को बांधता है।
 * 6) न्यूरोट्रांसमीटर के बंधन से रिसेप्टर अणु किसी प्रकार से सक्रिय हो जाता है। कई प्रकार के सक्रियण संभव हैं, जैसा कि नीचे और अधिक विवरण में वर्णित है। किसी भी स्थितियां में, यह महत्वपूर्ण कदम है जिसके द्वारा सूत्रयुग्मक प्रक्रिया अंतर्ग्रथनपश्च कोशिका के व्यवहार को प्रभावित करती है।
 * 7) जॉनसन-निक्विस्ट ध्वनी के कारण, परमाणुओं की गति, क्रिस्टलीय ठोस में उनके संतुलन की स्थिति के बारे में कंपन, न्यूरोट्रांसमीटर अणु अंततः रिसेप्टर्स से ढीले हो जाते हैं और दूर चले जाते हैं।
 * 8) न्यूरोट्रांसमीटर को या तो प्रीसानेप्टिक कोशिका द्वारा पुन: अवशोषित किया जाता है, और फिर भविष्य में निवारण के लिए रीपैकेज किया जाता है, या फिर यह मेटाबोलिक रूप से टूट जाता है।

न्यूरोट्रांसमीटर निवारण
न्यूरोट्रांसमीटर की रिहाई तंत्रिका आवेग (या क्रिया क्षमता) के आगमन से प्रारंभ होती है और कोशिकाुलर स्राव (एक्सोसाइटोसिस) की असामान्य रूप से तीव्र प्रक्रिया के माध्यम से होती है। प्रीसानेप्टिक तंत्रिका टर्मिनल के अन्दर, न्यूरोट्रांसमीटर युक्त पुटिका (जीव विज्ञान) सूत्रयुग्मक झिल्ली के पास स्थानीयकृत होते हैं। ऐक्शन पोटेंशिअल वोल्टेज-निर्भर, कैल्शियम-चयनात्मक आयन चैनलों के माध्यम से एक्शन पोटेंशिअल (टेल करंट) के डाउन स्ट्रोक पर दूसरे संदेशवाहक का प्रवाह उत्पन्न करता है।  कैल्शियम आयन तब सिनैप्टिक पुटिकाओं की झिल्लियों के भीतर पाए जाने वाले सिनैप्टोटैगमिन प्रोटीन से बंध जाते हैं, जिससे पुटिकाओं को प्रीसानेप्टिक झिल्ली के साथ फ्यूज करने की अनुमति मिलती है। रेफरी> एक पुटिका का संलयन एक स्टोकेस्टिक प्रक्रिया है, जो केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के लिए विशिष्ट बहुत छोटे सिनैप्स पर सिनैप्टिक ट्रांसमिशन की लगातार विफलता का कारण बनती है। दूसरी ओर, बड़े रासायनिक सिनैप्स (जैसे न्यूरोमस्कुलर जंक्शन), एक सिनैप्टिक रिलीज संभावना है, वास्तव में, 1. पुटिका संलयन प्रीसानेप्टिक टर्मिनल में प्रोटीन के एक सेट की क्रिया द्वारा संचालित होता है जिसे SNARE (प्रोटीन) के रूप में जाना जाता है। समग्र रूप से, प्रोटीन कॉम्प्लेक्स या संरचना जो प्रीसानेप्टिक पुटिकाओं के डॉकिंग और संलयन की मध्यस्थता करती है, सक्रिय क्षेत्र कहलाती है। रेफरी>क्रेग सी. गार्नर और कांग शेन। कशेरुकी और अकशेरूकीय सक्रिय क्षेत्रों की संरचना और कार्य। सिनैप्स की संरचना और कार्यात्मक संगठन। एड: जोहान्स हेल और माइकल एहलर्स। स्प्रिंगर, 2008।

वेसिकुलर फ्यूजन द्वारा न्यूरोट्रांसमीटर रिलीज की सामान्य प्रवृत्ति का अपवाद स्तनधारी स्वाद कलियों के टाइप II रिसेप्टर कोशिकाओं में पाया जाता है। यहां न्यूरोट्रांसमीटर एडेनोसाइन ट्रायफ़ोस्फेट को साइटोप्लाज्म से सीधे वोल्टेज गेटेड चैनलों के माध्यम से सिनैप्टिक फांक में छोड़ा जाता है। रेफरी नाम = रोमानोव लैशर2018>

रिसेप्टर बाइंडिंग
सिनैप्टिक गैप के विपरीत दिशा में रिसेप्टर्स न्यूरोट्रांसमीटर अणुओं को बांधते हैं। रिसेप्टर्स दो सामान्य तरीकों में से किसी एक में प्रतिक्रिया कर सकते हैं। सबसे पहले, रिसेप्टर्स सीधे पोस्टसिनेप्टिक सेल मेम्ब्रेन में लिगैंड-गेटेड आयन चैनल खोल सकते हैं, जिससे आयन सेल में प्रवेश या बाहर निकल सकते हैं और स्थानीय ट्रांसमेम्ब्रेन क्षमता को बदल सकते हैं।वोल्टेज में परिणामी परिवर्तन को पोस्टसिनेप्टिक क्षमता कहा जाता है। सामान्य तौर पर, परिणाम विध्रुवण धाराओं के मामले में उत्तेजक है, और हाइपरपोलराइजेशन (जीव विज्ञान) धाराओं के मामले में निरोधात्मक है। सिनेप्स उत्तेजक या निरोधात्मक है या नहीं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि किस प्रकार के आयन चैनल पोस्टसिनेप्टिक करंट का संचालन करते हैं, जो बदले में सिनैप्स में नियोजित रिसेप्टर्स और न्यूरोट्रांसमीटर के प्रकार का एक कार्य है। दूसरा तरीका एक रिसेप्टर झिल्ली क्षमता को प्रभावित कर सकता है, जो कि पोस्टसिनेप्टिक न्यूरॉन के अंदर दूसरा दूत प्रणाली के उत्पादन को संशोधित करता है। ये दूसरे संदेशवाहक तब न्यूरोट्रांसमीटर के निरोधात्मक या उत्तेजक प्रतिक्रिया को बढ़ा सकते हैं।

समाप्ति
एक न्यूरोट्रांसमीटर अणु एक रिसेप्टर अणु के लिए बाध्य होने के बाद, पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली को बाद के उत्तेजक पोस्टसिनेप्टिक क्षमता और / या IPSPs को रिले करने के लिए जारी रखने की अनुमति देने के लिए इसे हटा दिया जाना चाहिए। यह निष्कासन एक या अधिक प्रक्रियाओं के माध्यम से हो सकता है:


 * न्यूरोट्रांसमीटर इसके और रिसेप्टर दोनों के थर्मली-प्रेरित दोलनों के कारण फैल सकता है, जिससे यह न्यूरॉन के बाहर मेटाबॉलिक रूप से टूटने या पुन: अवशोषित होने के लिए उपलब्ध हो जाता है। कैल्शियम आयन तब सिनैप्टिक पुटिकाओं की झिल्लियों के अन्दर पाए जाने वाले सिनैप्टोटैगमिन प्रोटीन से जुड़ते हैं, जिससे पुटिकाओं को प्रीसानेप्टिक झिल्ली के साथ फ्यूज करने की अनुमति मिलती है। एक पुटिका का संलयन एक स्टोकेस्टिक प्रक्रिया है, जो केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के लिए विशिष्ट बहुत छोटे सिनैप्स पर सिनैप्टिक संचरण अंतरापृष्ठ की लगातार विफलता का कारण बनती है। दूसरी ओर, बड़े रासायनिक सिनैप्स (जैसे न्यूरोमस्कुलर जंक्शन), एक सिनैप्टिक निवारण संभावना है, वास्तविक में, 1. पुटिका संयोजन प्रीसानेप्टिक टर्मिनल में प्रोटीन के एक सेट की क्रिया द्वारा संचालित होता है जिसे SNAREs के रूप में जाना जाता है। एक पूरे के रूप में, प्रोटीन कॉम्प्लेक्स या संरचना जो प्रीसानेप्टिक पुटिकाओं के डॉकिंग और संलयन में मध्यस्थता करती है, सक्रिय क्षेत्र कहलाती है। संलयन प्रक्रिया द्वारा जोड़ी गई झिल्ली को बाद में एंडोसाइटोसिस द्वारा पुनः प्राप्त किया जाता है और ताजा न्यूरोट्रांसमीटर से भरे पुटिकाओं के निर्माण के लिए पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।

पुटिकामय संयोजन द्वारा न्यूरोट्रांसमीटर रिलीज की सामान्य प्रवृत्ति का अपवाद स्तनधारी स्वाद कलियों के टाइप II रिसेप्टर कोशिकाओं में पाया जाता है। यहां न्यूरोट्रांसमीटर एटीपी को साइटोप्लाज्म से सीधे वोल्टेज गेटेड चैनलों के माध्यम से सिनैप्टिक फांक में छोड़ा जाता है।

रिसेप्टर बंधन

सिनैप्टिक गैप के विपरीत दिशा में रिसेप्टर्स न्यूरोट्रांसमीटर अणुओं को बांधते हैं। रिसेप्टर्स दो सामान्य विधियों में से किसी एक में प्रतिक्रिया कर सकते हैं। सबसे पहले, रिसेप्टर्स पोस्टसिनेप्टिक कोशिका झिल्ली में सीधे लिगेंड-गेटेड आयन चैनल खोल सकते हैं, जिससे आयन कोशिका में प्रवेश या बाहर निकल सकते हैं और स्थानीय ट्रांसमेम्ब्रेन क्षमता को बदल सकते हैं। वोल्टेज में परिणामी परिवर्तन को पोस्टसिनेप्टिक क्षमता कहा जाता है। सामान्य तौर पर, परिणाम विध्रुवण धाराओं के मामले में उत्तेजक है, और हाइपरपोलराइजिंग धाराओं के मामले में निरोधात्मक है। सिनेप्स उत्तेजक या निरोधात्मक है या नहीं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि किस प्रकार के आयन चैनल पोस्टसिनेप्टिक करंट का संचालन करते हैं, जो बदले में सिनैप्स में नियोजित रिसेप्टर्स और न्यूरोट्रांसमीटर के प्रकार का एक कार्य है। दूसरी प्रणाली एक रिसेप्टर झिल्ली क्षमता को प्रभावित कर सकता है जो कि पोस्टसिनेप्टिक न्यूरॉन के अंदर रासायनिक दूतों के उत्पादन को संशोधित करता है। ये दूसरे संदेशवाहक तब न्यूरोट्रांसमीटर के निरोधात्मक या उत्तेजक प्रतिक्रिया को बढ़ा सकते हैं।

समापन

एक न्यूरोट्रांसमीटर अणु एक रिसेप्टर अणु को बांधने के बाद, इसे बाद के ईपीएसपी और / या आईपीएसपी को रिले करने के लिए पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली को जारी रखने की अनुमति देने के लिए हटा दिया जाना चाहिए। यह निष्कासन एक या अधिक प्रक्रियाओं के माध्यम से हो सकता है:
 * न्यूरोट्रांसमीटर इसके और रिसेप्टर दोनों के ऊष्मीय रूप से प्रेरित दोलनों के कारण फैल सकता है, जिससे यह न्यूरॉन के बाहर मेटाबॉलिक रूप से टूटने या पुन: अवशोषित होने के लिए उपलब्ध हो जाता है।
 * सबसानेप्टिक झिल्ली के अन्दर के एंजाइम न्यूरोट्रांसमीटर को निष्क्रिय/चयापचयित कर सकते हैं।
 * पुनर्ग्रहण पंप सक्रिय रूप से न्यूरोट्रांसमीटर को वापस प्रीसानेप्टिक अक्षतंतु टर्मिनल में पुन: प्रसंस्करण और बाद की कार्रवाई क्षमता के बाद फिर से निवारण करने के लिए पंप कर सकते हैं।

सूत्रयुग्मक शक्ति
सिनैप्स की शक्ति को सर बर्नार्ड काट्ज़ द्वारा (प्रीसानेप्टिक) निवारण प्रोबेबिलिटी पीआर, क्वांटल साइज क्यू (एकल न्यूरोट्रांसमीटर पुटिका, एक 'क्वांटम' की निवारण के लिए पोस्टसिनेप्टिक प्रतिक्रिया), और एन, निवारण की संख्या के उत्पाद के रूप में निवारण साइटों को परिभाषित किया गया है।। एकात्मक संबंध सामान्यतः प्रीसानेप्टिक न्यूरॉन को अंतर्ग्रथनपश्च न्यूरॉन से जोड़ने वाले व्यक्तिगत सिनेप्स की अज्ञात संख्या को संदर्भित करता है।

अंतर्ग्रथनपश्च पोटेंशियल (PSPs) का आयाम 0.4 mV से लेकर 20 mV जितना कम हो सकता है। पीएसपी के आयाम को न्यूरोमॉड्यूलेटर द्वारा संशोधित किया जा सकता है या पिछली गतिविधि के परिणामस्वरूप बदल सकता है। अन्तर्ग्रथनी शक्ति में परिवर्तन अल्पकालिक, स्थायी सेकंड से मिनट, या दीर्घकालिक (दीर्घकालिक पोटेंशिएशन, या एलटीपी), स्थायी घंटे हो सकते हैं। माना जाता है कि सूत्रयुग्मक सुनम्यता नामक तंत्र के माध्यम से सीखने और स्मृति को सूत्रयुग्मक शक्ति में दीर्घकालिक परिवर्तन से परिणाम मिलता है।

रिसेप्टर असंवेदीकरण
अंतर्ग्रथनपश्च रिसेप्टर्स का असंवेदीकरण ही न्यूरोट्रांसमीटर उत्तेजना की प्रतिक्रिया में कमी है। इसका अर्थ यह है कि सिनैप्स की शक्ति प्रभावी रूप से कम हो सकती है क्योंकि एक्शन पोटेंशिअल की ट्रेन तेजी से उत्तराधिकार में आती है - ऐसी घटना जो सिनैप्स की तथाकथित आवृत्ति निर्भरता को जन्म देती है। तंत्रिका तंत्र कम्प्यूटेशनल उद्देश्यों के लिए इस गुण का शोषण करता है, और इसमें सम्मिलित प्रोटीनों के फास्फारिलीकरण जैसे साधनों के माध्यम से इसके सिनैप्स को ट्यून कर सकता है।

सूत्रयुग्मक सुनम्यता
सूत्रयुग्मक संचरण अंतरापृष्ठ को पिछली गतिविधि द्वारा बदला जा सकता है। इन परिवर्तनों को सूत्रयुग्मक सुनम्यता कहा जाता है और इसके परिणामस्वरूप या तो सिनैप्स की प्रभावकारिता में कमी हो सकती है, जिसे अवसाद कहा जाता है, या प्रभावकारिता में वृद्धि, जिसे पोटेंशिएशन कहा जाता है। ये परिवर्तन या तो दीर्घकालिक या अल्पकालिक हो सकते हैं। अल्पकालिक प्लास्टिसिटी के रूपों में सूत्रयुग्मक थकान या अवसाद और सूत्रयुग्मक सुनम्यता वृद्धि सम्मिलित हैं। दीर्घकालिक सुनम्यता में दीर्घकालिक अवसाद और दीर्घकालिक शक्ति सम्मिलित है। सूत्रयुग्मक सुनम्यता या तो होमोसूत्रयुग्मक (सिनैप्स पर होने वाली) या हेटेरोसूत्रयुग्मक (कई सिनैप्स पर होने वाली) हो सकती है।

होमोसूत्रयुग्मक सुनम्यता
होमोसूत्रयुग्मक सुनम्यता (या होमोट्रोपिक मॉड्यूलेशन) सूत्रयुग्मक शक्ति में बदलाव है जो किसी विशेष सिनैप्स पर गतिविधि के इतिहास से उत्पन्न होता है। यह प्रीसानेप्टिक कैल्शियम में परिवर्तन के साथ-साथ प्रीसानेप्टिक रिसेप्टर्स पर प्रतिक्रिया, अर्थात् ऑटोक्राइन सिग्नलिंग का रूप हो सकता है। होमोसूत्रयुग्मक सुनम्यता पुटिकाओं की संख्या और पुनःपूर्ति दर को प्रभावित कर सकती है या यह कैल्शियम और पुटिका निवारण के बीच संबंध को प्रभावित कर सकती है। होमोसूत्रयुग्मक सुनम्यता प्रकृति में अंतर्ग्रथनपश्च भी हो सकती है। इसके परिणामस्वरूप सूत्रयुग्मक शक्ति में वृद्धि या कमी हो सकती है।

उदाहरण सहानुभूति तंत्रिका तंत्र (एसएनएस) के न्यूरॉन्स हैं, जो नॉरएड्रेनालाईन जारी करते हैं, जो अंतर्ग्रथनपश्च रिसेप्टर्स को प्रभावित करने के अतिरिक्त, प्रीसानेप्टिक α2-एड्रीनर्जिक रिसेप्टर्स को भी प्रभावित करता है, नॉरएड्रेनालाईन के आगे निवारण को रोकता है। एसएनएस पर अवरोधक प्रभाव करने के लिए क्लोनिडाइन के साथ इस प्रभाव का उपयोग किया जाता है।

हेटेरोसूत्रयुग्मक सुनम्यता
हेटेरोसूत्रयुग्मक सुनम्यता (या हेटरोट्रोपिक मॉड्यूलेशन) सूत्रयुग्मक शक्ति में बदलाव है जो अन्य न्यूरॉन्स की गतिविधि से उत्पन्न होता है। फिर से, सुनम्यता पुटिकाओं की संख्या या उनकी पुनःपूर्ति दर या कैल्शियम और पुटिकाओं के निवारण के बीच संबंध को बदल सकती है। इसके अतिरिक्त, यह सीधे कैल्शियम प्रवाह को प्रभावित कर सकता है। हेटेरोसूत्रयुग्मक सुनम्यता भी प्रकृति में अंतर्ग्रथनपश्च हो सकती है, जो रिसेप्टर संवेदनशीलता को प्रभावित करती है।

उदाहरण फिर से सहानुभूति तंत्रिका तंत्र के न्यूरॉन्स हैं, जो नॉरएड्रेनालाईन जारी करते हैं, जो इसके अतिरिक्त, पैरासिम्पेथेटिक तंत्रिका तंत्र के न्यूरॉन्स के प्रीसानेप्टिक टर्मिनलों पर निरोधात्मक प्रभाव उत्पन्न करता है।

अन्तर्ग्रथनी आदानों का एकीकरण
सामान्य तौर पर, यदि उत्तेजक अन्तर्ग्रथन अधिक शक्तिशाली है, तो प्रीसानेप्टिक न्यूरॉन में एक्शन पोटेंशिअल अंतर्ग्रथनपश्च कोशिका में एक्शन पोटेंशिअल को ट्रिगर करेगा। कई स्थितियों में एक्साइटरी अंतर्ग्रथनपश्च पोटेंशिअल (ईपीएसपी) एक्शन पोटेंशिअल प्राप्त करने के लिए एक्शन पोटेंशिअल तक नहीं पहुंच पाएगा। जब कई प्रीसानेप्टिक न्यूरॉन्स से ऐक्शन पोटेंशिअल साथ प्रज्वलित होते हैं, या यदि एकल प्रीसानेप्टिक न्यूरॉन पर्याप्त उच्च आवृत्ति पर प्रज्वलित होता है, तो ईपीएसपी ओवरलैप और समाहित हो सकते हैं। यदि पर्याप्त ईपीएसपी ओवरलैप हो जाते हैं, तो सारांशित ईपीएसपी कार्य क्षमता प्रारंभ करने की सीमा तक पहुंच सकता है। इस प्रक्रिया को योग के रूप में जाना जाता है, और न्यूरॉन्स के लिए उच्च पास फिल्टर के रूप में काम कर सकता है। दूसरी ओर, प्रीसानेप्टिक न्यूरॉन निरोधात्मक न्यूरोट्रांसमीटर, जैसे सामने, अंतर्ग्रथनपश्च न्यूरॉन में निरोधात्मक अंतर्ग्रथनपश्च क्षमता (आईपीएसपी) उत्पन्न कर सकता है, झिल्ली क्षमता को निकटता से दूर ला सकता है, इसकी उत्तेजना को कम कर सकता है और इसे क्रिया क्षमता आरंभ करने के लिए न्यूरॉन अधिक कठिन बना सकता है। यदि आईपीएसपी ईपीएसपी के साथ ओवरलैप करता है, तो आईपीएसपी कई स्थितियों में न्यूरॉन को एक्शन पोटेंशिअल को सक्रिय करने से रोक सकता है। इस प्रकार, न्यूरॉन का आउटपुट कई अलग-अलग न्यूरॉन्स के इनपुट पर निर्भर हो सकता है, जिनमें से प्रत्येक का प्रभाव अलग-अलग हो सकता है, जो उस न्यूरॉन के साथ सिनैप्स की शक्ति और प्रकार पर निर्भर करता है। जॉन कैरव एक्लस ने सूत्रयुग्मक एकीकरण पर कुछ महत्वपूर्ण प्रारंभिक प्रयोग किए, जिसके लिए उन्हें 1963 में फिजियोलॉजी या मेडिसिन के लिए नोबेल पुरस्कार मिला।

प्रबलता संचरण अंतरापृष्ठ
जब न्यूरोट्रांसमीटर अन्तर्ग्रथन पर छोड़ा जाता है, तो यह अन्तर्ग्रथनी फांक के संकीर्ण स्थान के अंदर अपनी उच्चतम सांद्रता तक पहुँच जाता है, किन्तु इसमें से कुछ को पुन: अवशोषित या टूटने से पहले दूर जाना निश्चित है। यदि यह दूर फैल जाता है, तो इसमें उन रिसेप्टर्स को सक्रिय करने की क्षमता होती है जो या तो अन्य सिनैप्स पर या किसी सिनैप्स से दूर झिल्ली पर स्थित होते हैं। न्यूरोट्रांसमीटर की एक्सट्रैसूत्रयुग्मक गतिविधि को प्रबलता संचरण अंतरापृष्ठ के रूप में जाना जाता है। यह अच्छी प्रकार से स्थापित है कि ऐसे प्रभाव कुछ सीमा तक होते हैं, किन्तु उनका कार्यात्मक महत्व लंबे समय से विवाद का विषय रहा है।

नवीन के काम से संकेत मिलता है कि प्रबलता संचरण अंतरापृष्ठ कुछ विशेष प्रकार के न्यूरॉन्स के लिए बातचीत का प्रमुख विधि हो सकता है। स्तनधारी प्रमस्तिष्कीय आवरण में, न्यूरोग्लिफ़ॉर्म कोशिकाओं नामक न्यूरॉन्स का वर्ग न्यूरोट्रांसमीटर गाबा को बाह्य अंतरिक्ष में जारी करके अन्य पास के कॉर्टिकल न्यूरॉन्स को बाधित कर सकता है। उसी नस के साथ न्यूरोग्लिफ़ॉर्म कोशिकाओं से बाह्य अंतरिक्ष में जारी जीएबीए भी आसपास के एस्ट्रोसाइट्स पर भी कार्य करता है, आयनिक और न्यूरोट्रांसमीटर होमियोस्टेसिस के नियंत्रण में मात्रा संचरण के लिए भूमिका प्रदान करता है। लगभग 78% न्यूरोग्लियाफॉर्म कोशिका बूटॉन मौलिक सिनैप्स नहीं बनाते हैं। यह रासायनिक रूप से संचार करने वाले न्यूरॉन्स का पहला निश्चित उदाहरण हो सकता है जहां मौलिक सिनैप्स उपस्थित नहीं हैं।

इलेक्ट्रिकल सिनैप्स से संबंध
विद्युत अन्तर्ग्रथन दो जुड़े हुए न्यूरॉन्स के बीच विद्युतीय विद्युत कंडक्टर लिंक है जो पूर्व और पश्च-अन्तर्ग्रथनी कोशिका (जीव विज्ञान) के बीच संकीर्ण अंतराल पर बनता है, जिसे अंतराल संधि के रूप में जाना जाता है। गैप संधियों पर, कोशिकाएँ रासायनिक सिनैप्स पर कोशिकाओं को अलग करने वाली 20 से 40 एनएम की दूरी के अतिरिक्त दूसरे के लगभग 3.5 नैनोमीटर के अन्दर पहुंचती हैं। रासायनिक सिनैप्स के विपरीत, विद्युत सिनैप्स में अंतर्ग्रथनपश्च क्षमता रासायनिक ट्रांसमीटरों द्वारा आयन चैनलों के खुलने के कारण नहीं होती है, किन्तु दोनों न्यूरॉन्स के बीच प्रत्यक्ष विद्युत युग्मन के कारण होती है। इलेक्ट्रिकल सिनैप्स रासायनिक सिनेप्स की तुलना में तेज़ होते हैं। इलेक्ट्रिकल सिनैप्स पूरे तंत्रिका तंत्र में पाए जाते हैं, जिसमें रेटिना, थैलेमस के रेटिकुलर न्यूक्लियस, नियोआवरण और समुद्री घोड़ा सम्मिलित हैं। चूंकि रासायनिक सिनैप्स उत्तेजक और निरोधात्मक न्यूरॉन्स दोनों के बीच पाए जाते हैं, विद्युत सिनैप्स सामान्यतः छोटे स्थानीय निरोधात्मक न्यूरॉन्स के बीच पाए जाते हैं। इलेक्ट्रिकल सिनैप्स दो अक्षतंतु, दो पार्श्वतन्तु, या अक्षतंतु और पार्श्वतन्तु  के बीच उपस्थित हो सकते हैं।  कुछ मछलियों और उभयचरों में, वैद्युत अन्तर्ग्रथन रासायनिक अन्तर्ग्रथन के ही टर्मिनल के अन्दर पाए जा सकते हैं, जैसा कि मौथनर कोशिकाओं में होता है।

दवाओं का प्रभाव
रासायनिक सिनैप्स की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से यह है कि वे अधिकांश साइकोएक्टिव दवाओं के लिए क्रिया स्थल हैं। सिनैप्स ड्रग्स से प्रभावित होते हैं, जैसे कि करारे, स्ट्राइकिन, कोकीन, अफ़ीम का सत्त्व, अल्कोहल, एलएसडी, और अनगिनत अन्य। इन दवाओं के सूत्रयुग्मक फ़ंक्शन पर अलग-अलग प्रभाव होते हैं, और अधिकांश सिनैप्स तक ही सीमित होते हैं जो विशिष्ट न्यूरोट्रांसमीटर का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, करारे ज़हर है जो एसिटाइलकोलाइन को अंतर्ग्रथनपश्च झिल्ली को विध्रुवित करने से रोकता है, जिससे पक्षाघात होता है। बच्छनाग न्यूरोट्रांसमीटर ग्लाइसिन के निरोधात्मक प्रभाव को अवरुद्ध करता है, जिससे शरीर कमजोर और पहले से उपेक्षित उत्तेजनाओं को लेने और प्रतिक्रिया करने का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप अनियंत्रित मांसपेशियों की ऐंठन होती है। मॉर्फिन सिनैप्स पर कार्य करता है जो एंडोर्फिन न्यूरोट्रांसमीटर का उपयोग करता है, और शराब (दवा)दवा) न्यूरोट्रांसमीटर गाबा के निरोधात्मक प्रभाव को बढ़ाता है। एलएसडी न्यूरोट्रांसमीटर सेरोटोनिन का उपयोग करने वाले सिनैप्स के साथ हस्तक्षेप करता है। कोकीन डोपामाइन के पुनर्ग्रहण को रोकता है और इसलिए इसके प्रभाव को बढ़ाता है।

इतिहास और व्युत्पत्ति
1950 के दशक के समय, बर्नार्ड काट्ज़ और पॉल फेट ने मेंढक न्यूरोमस्कुलर संधि पर सहज लघु अन्तर्ग्रथनी धाराओं का अवलोकन किया। इन अवलोकनों के आधार पर, उन्होंने 'क्वांटल परिकल्पना' विकसित की जो एक्सोसाइटोसिस के रूप में न्यूरोट्रांसमीटर निवारण की हमारी वर्तमान समझ का आधार है और जिसके लिए काट्ज़ को 1970 में फिजियोलॉजी या मेडिसिन में नोबेल पुरस्कार मिला। 1960 के दशक के अंत में, रिकार्डो मिलेदी और काट्ज़ ने इस परिकल्पना को आगे बढ़ाया कि कैल्शियम आयनों का विध्रुवण-प्रेरित प्रवाह एक्सोसाइटोसिस को ट्रिगर करता है।

चार्ल्स स्कॉट शेरिंगटन ने 'सिनैप्स' शब्द गढ़ा और शब्द का इतिहास शेरिंगटन ने जॉन फुल्टन को लिखे पत्र में दिया:

"'मुझे तंत्रिका-कोशिका और तंत्रिका-कोशिका के बीच के संधि को बुलाने के लिए किसी नाम की आवश्यकता अनुभव हुआ ... मैंने 'सिंडेसम' का उपयोग करने का सुझाव दिया ... उन्होंने सर माइकल फोस्टर] से परामर्श किया ट्रिनिटी दोस्त वेराल, यूरिपिडियन विद्वान, इसके बारे में, और वेराल ने 'सिनैप्स' (ग्रीक 'क्लैस्प' से) का सुझाव दिया।'–चार्ल्स स्कॉट शेरिंगटन<रेफ नाम='कोवान'/>"

यह भी देखें

 * अनुकूलन (न्यूरॉन्स)
 * तंत्रिका विज्ञान
 * रिबन सिनैप्स

बाहरी संबंध

 * Synapse Review for Kids
 * Synapses Biologymad.com (2004)
 * Synapse – Cell Centered Database
 * Atlas of Ultrastructure Neurocytology A great electron microscope picture gallery assembled by Kristen Harris' lab of synapses and other neuronal structures.