CoachIn een synaps ontmoet het uiteinde van een neuron een doelwit — een ander neuron, een spiervezel, een kliercel. In een elektrische synaps verbinden gap junctions de twee cellen en gaat de stroom rechtstreeks over — snel, in twee richtingen, zonder versterking, gebruikt waar snelheid en synchronie tellen (vluchtreflexen, het hart). In een chemische synaps zijn de cellen gescheiden door een spleet van en is het signaal een molecuul. Een actiepotentiaal die bij het uiteinde aankomt, opent spanningsafhankelijke calciumkanalen; calcium komt binnen en laat binnen een fractie van een milliseconde blaasjes met neurotransmitter met het membraan versmelten en in de spleet leeglopen; de transmitter diffundeert in microseconden naar de overkant en bindt receptoren op het postsynaptische membraan — ofwel ionkanalen die hij opent (ionotroop, snel), ofwel G-eiwitgekoppelde receptoren (metabotroop, trager, Hoofdstuk 19); de resulterende stroom verschuift de postsynaptische potentiaal met enkele millivolts, omhoog (een exciterende postsynaptische potentiaal, door kanalen die natrium doorlaten) of omlaag (een inhiberende, door kanalen die chloride of kalium doorlaten); en de transmitter wordt binnen milliseconden verwijderd door een enzym of een transporter. De vertraging is een halve milliseconde; die prijs koopt overdracht in één richting, versterking, remming en veranderbaarheid — alles wat een zenuwstelsel nodig heeft naast louter geleiding.
Voorbeelden
Voorbeeld 20.10 (Transmitters en geneesmiddelen)
Acetylcholine in de neuromusculaire overgang en in het autonome zenuwstelsel; glutamaat, de belangrijkste exciterende transmitter van de hersenen, en GABA, de belangrijkste inhiberende; de monoaminen noradrenaline, dopamine en serotonine, die vanuit enkele duizenden cellen hele circuits moduleren; en tientallen peptiden. Bijna elk middel dat op de geest werkt, werkt op een synaps: benzodiazepinen versterken het kanaal van GABA, antidepressiva blokkeren de transporter van serotonine, cocaïne die van dopamine, opiaten bootsen een peptide na, nicotine bootst acetylcholine na op één receptor en atropine blokkeert haar op een andere, botulinetoxine knipt de eiwitten door die het blaasje laten versmelten. De synaps is waar de chemie van Hoofdstuk 19 en de elektriciteit van dit hoofdstuk elkaar ontmoeten, en waar een zenuwstelsel leert: synapsen die gebruikt worden, worden sterker, en die versterking (het deel van jaar 3) is het geheugen.