Електрически синапси: как са и как работят в нервната система

Основната характеристика на нашата нервна система е нейната способност да предава информация от една клетка на друга. Тази междуклетъчна комуникация се осъществява по няколко начина и един от тях е чрез електрически синапси, малки прорези, които позволяват преминаването на електрически ток.

Въпреки че този тип синапс е по-типичен за безгръбначните животни и нисшите гръбначни, той също е наблюдаван в някои области на нервната система на бозайници, включително хора.

През последните години електрическите синапси са загубили известност в полза на по-многобройни и сложни химически синапси. В тази статия ще видим какви са тези електрически синапси и какво ги характеризира.

• Свързана статия: "Какво представлява синаптичната празнина и как работи?"

Какво представляват електрическите синапси?

Трансферът на информация между невроните се осъществява на ниво специализирана връзка, известна като синапс. В това синаптично пространство невроните комуникират и използват главно два пътя: синапса химия, когато предаването на информация става чрез освобождаване на вещества или невротрансмитери, и електрически.

В електрическите синапси мембраните на пре- и постсинаптичните неврони са свързани чрез празнина или празнина. през които електрическият ток протича от една клетка към друга и директно.

Тези канали за междинно свързване имат ниско съпротивление (или висока проводимост), тоест преминаването на електрически ток, или йони положително или отрицателно зареден, той тече от пресинаптичния към постсинаптичния неврон, генерирайки или деполяризация, или хиперполяризация.

хиперполяризация и деполяризация

В покой невронът има потенциал на покой (потенциал през мембраната) от -60 до -70 миливолта. Това предполага, че вътрешността на клетката е отрицателно заредена спрямо външната.

В електрически синапс възниква хиперполяризация, когато мембранният потенциал стане по-отрицателен в определена точка на невронната мембрана, докато деполяризацията настъпва, когато мембранният потенциал стане по-малко отрицателен (или повече положителен).

И двете хиперполяризация като деполяризация възниква, когато йонни канали (протеини, които позволяват преминаването на специфични йони през клетъчна мембрана) на мембраната се отваря или затваря, което променя способността на определени видове йони да влизат или излизат от клетката. клетка.

• Може да се интересувате от: "Потенциал за действие: какво е това и какви са неговите фази?"

Разлики с химическите синапси

От функционална гледна точка, комуникацията между невроните през електрическите синапси се различава съществено от тази, която се случва в химическите синапси. Основната разлика е скоростта: при последната има синаптично забавяне от момента, в който потенциалът за действие достигне пресинаптичен терминал, докато невротрансмитерът се освободи, докато при електрическите синапси забавянето е почти несъществуващ.

Тази междуклетъчна комуникация с такава висока скорост позволява едновременното функционално свързване (синхронизиране) на мрежи от неврони, които са свързани чрез електрически синапси.

Друга разлика между електрическите и химическите синапси е в тяхното регулиране.. Последният трябва да следва сложен многоетапен процес, подложен на множество контролни точки, които в крайна сметка водят до освобождаване и свързване на невротрансмитера с рецептора. Всичко това контрастира с простотата на електрическите синапси, където междуклетъчните канали позволяват двупосочния поток на йони и малки молекули в почти всяка ситуация.

Предимства на електрическите синапси срещу химическите синапси

електрически синапси са най-чести при по-малко сложни гръбначни животни и в някои области на мозъка на бозайници. Те са по-бързи от химическите синапси, но са по-малко пластични. Въпреки това, този тип синапс има няколко много забележителни предимства:

Двупосочност

електрически синапс има двупосочно предаване на акционни потенциали. Химията обаче може да комуникира само по един начин.

координационен капацитет

Синхронизирането на невронната активност се генерира в електрически синапси, това, което кара нервните клетки да се координират една с друга.

Скорост

Що се отнася до скоростта на комуникация, тя е по-бърза в електрическите синапси, поради факта, че акционните потенциали преминават през йонния канал, без да се налага да отделят химикали.

Недостатъци

Електрическите синапси също имат недостатъци пред химическите синапси. Основно, че не могат да преобразуват възбуждащ сигнал от един неврон в инхибиторен сигнал в друг. Това означава, че им липсва гъвкавостта, многофункционалността и способността да модулират сигнали, които техните химически колеги притежават.

• Може да се интересувате от: "Синапс: какво представляват, видове и функции"

Свойства на този тип синапс

Повечето от междуклетъчните канали, които образуват електрически синапси са зависими от напрежението; тоест неговата проводимост (или, обратното, съпротивлението му срещу преминаване на електрически ток) варира като функция на потенциалната разлика от двете страни на мембраните, които образуват кръстовището.

В някои съюзи всъщност тази чувствителност на напрежението на канала позволява деполяризиращите токове да се провеждат само в една посока (това, което е известно като коригиращи електрически синапси).

Също така се случва, че повечето от комуникационните канали са затворени в отговор на намаляването на вътреклетъчното pH или поради повишаване на цитоплазмения калций (в цитоплазмата много от метаболитните процеси на клетка).

Предполага се, че тези свойства имат защитна роля, като осигуряват разединяването на увредени клетки от други клетки, тъй като в Първо, има значително увеличение на калция и цитоплазмените протони, които биха могли да засегнат съседни клетки, ако преминат през каналите. комуникатори.

невронна свързаност

Многобройни изследвания са успели да потвърдят, че невроните не са анархично свързани помежду си, а че връзките между различните нервни центрове следват насоки, които надхвърлят определен животински вид, като са характерни за животинската група.

Тази връзка между различните нервни центрове възниква по време на ембрионалното развитие и се усъвършенства, докато расте и се развива. Основното окабеляване при различните гръбначни животни показва обща прилика, отражение на моделите на генна експресия наследени от общи предци.

По време на диференциацията на неврон, неговият аксон расте, ръководен от химичните характеристики на образуващите се структури. намира на пътя си и те служат като ориентир, за да знае как да се позиционира и да се позиционира в невронната мрежа.

Изследванията на невронната свързаност също показват, че обикновено има предсказуемо съответствие между позицията на невроните в центъра на произхода и този на неговите аксони в центъра на местоназначението, като е в състояние да установи точни топографски карти на връзката между двете зони.

Библиографски справки:

• Уаксман, С. (2012). Клинична невроанатомия. Падуа: Пичин.