Synapses électriques: comment elles sont et comment elles fonctionnent dans le système nerveux

La principale caractéristique de notre système nerveux est sa capacité à transmettre des informations d'une cellule à une autre. Cette communication intercellulaire se produit de plusieurs manières, et l'une d'entre elles passe par synapses électriques, petites fentes qui permettent le passage du courant électrique.

Bien que ce type de synapse soit plus typique des animaux invertébrés et des vertébrés inférieurs, il a également été observé dans certaines zones du système nerveux des mammifères, y compris les humains.

Ces dernières années, les synapses électriques ont perdu de leur importance au profit de synapses chimiques plus nombreuses et complexes. Dans cet article nous verrons à quoi ressemblent ces synapses électriques et ce qui les caractérise.

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Que sont les synapses électriques ?

Le transfert d'informations entre les neurones se produit au niveau d'une jonction spécialisée appelée synapse. Dans cet espace synaptique, les neurones communiquent et empruntent principalement deux voies: la synapse la chimie, lorsque la transmission d'informations se fait par la libération de substances ou de neurotransmetteurs, et la électrique.

Dans les synapses électriques, les membranes des neurones pré- et post-synaptiques sont reliées par une jonction lacunaire ou jonction lacunaire. à travers lequel le courant électrique circule d'une cellule à l'autre et directement.

Ces canaux à jonction lacunaire ont une faible résistance (ou une forte conductance), c'est-à-dire le passage du courant électrique, soit des ions chargé positivement ou négativement, il circule du neurone présynaptique au neurone postsynaptique, générant soit une dépolarisation, soit une hyperpolarisation.

hyperpolarisation et dépolarisation

Au repos, un neurone a un potentiel de repos (potentiel à travers la membrane) de -60 à -70 millivolts. Ceci implique que l'intérieur de la cellule est chargé négativement par rapport à l'extérieur.

Dans une synapse électrique, une hyperpolarisation se produit lorsque le potentiel de membrane devient plus négatif à un point particulier de la membrane neuronale, tandis que la dépolarisation se produit lorsque le potentiel de membrane devient moins négatif (ou plus positif).

Les deux hyperpolarisation telles que la dépolarisation se produisent lorsque les canaux ioniques (protéines qui permettent le passage d'ions spécifiques à travers le membrane cellulaire) de la membrane ouverte ou fermée, ce qui altère la capacité de certains types d'ions à entrer ou à sortir de la cellule. cellule.

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Différences avec les synapses chimiques

D'un point de vue fonctionnel, la communication entre les neurones à travers les synapses électriques diffère considérablement de celle qui se produit au niveau des synapses chimiques. La principale différence est la vitesse: dans cette dernière, il y a un délai synaptique à partir du moment où le potentiel d'action atteint le terminal présynaptique jusqu'à ce que le neurotransmetteur soit libéré, alors qu'au niveau des synapses électriques, le retard est pratiquement inexistant.

Cette communication intercellulaire à un tel débit permet le couplage fonctionnel simultané (une synchronisation) de réseaux de neurones reliés par des synapses électriques.

Une autre différence entre les synapses électriques et chimiques réside dans leur régulation.. Ce dernier doit suivre un processus complexe en plusieurs étapes, soumis à de nombreux points de contrôle, qui conduisent finalement à la libération et à la liaison du neurotransmetteur au récepteur. Tout cela contraste avec la simplicité des synapses électriques, où les canaux intercellulaires permettent le flux bidirectionnel d'ions et de petites molécules dans presque toutes les situations.

Avantages des synapses électriques par rapport aux synapses chimiques

synapses électriques sont les plus courantes chez les animaux vertébrés moins complexes et dans certaines régions du cerveau des mammifères. Elles sont plus rapides que les synapses chimiques mais moins plastiques. Cependant, ce type de synapse présente plusieurs avantages très notables :

Bidirectionnalité

synapse électrique a une transmission bidirectionnelle des potentiels d'action. La chimie, cependant, ne peut communiquer que dans un sens.

capacité de coordination

La synchronisation de l'activité neuronale est générée dans les synapses électriques, ce qui fait que les cellules nerveuses peuvent se coordonner les unes avec les autres.

Vitesse

Concernant la vitesse de communication, elle est plus rapide dans les synapses électriques, du fait que les potentiels d'action voyager à travers le canal ionique sans avoir à libérer de produits chimiques.

Désavantages

Les synapses électriques présentent également des inconvénients par rapport aux synapses chimiques. Principalement, qu'ils ne peuvent pas convertir un signal excitateur d'un neurone en un signal inhibiteur dans un autre. Autrement dit, ils n'ont pas la flexibilité, la polyvalence et la capacité de moduler les signaux que possèdent leurs homologues chimiques.

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Propriétés de ce type de synapse

La plupart des canaux intercellulaires qui forment les synapses électriques dépendent de la tension; c'est-à-dire que sa conductance (ou, au contraire, sa résistance au passage du courant électrique) varie en fonction de la différence de potentiel de part et d'autre des membranes qui forment la jonction.

Dans certains syndicats, en effet, cette sensibilité de tension de canal permet aux courants dépolarisants d'être conduits dans une seule direction (ce qu'on appelle des synapses électriques rectificatrices).

Il arrive aussi que la plupart des canaux de communication soient fermés en réponse à la diminution du pH intracellulaire ou due à une élévation du calcium cytoplasmique (dans le cytoplasme de nombreux processus métaboliques de la cellule).

Il a été suggéré que ces propriétés auraient un rôle protecteur en procurant le découplage des cellules lésées par d'autres cellules, puisque dans le Premièrement, il y a des augmentations significatives du calcium et des protons cytoplasmiques qui pourraient affecter les cellules adjacentes si elles traversaient les canaux. communicants.

connectivité neuronale

De nombreuses investigations ont pu vérifier que les neurones ne sont pas reliés anarchiquement les uns aux autres, mais que les relations entre les différents centres nerveux suivre des directives qui transcendent une espèce animale spécifique, étant caractéristique du groupe animal.

Cette connectivité entre les différents centres nerveux prend naissance au cours du développement embryonnaire et se perfectionne au fur et à mesure de sa croissance et de son développement. Le câblage de base dans les différents animaux vertébrés montre une ressemblance générale, un reflet des modèles d'expression génique hérité d'ancêtres communs.

Lors de la différenciation d'un neurone, son axone se développe guidé par les caractéristiques chimiques des structures qui se forment. il trouve sur son chemin et ceux-ci lui servent de référence pour savoir se positionner et se situer au sein du réseau de neurones.

Des études sur la connectivité neuronale ont également montré qu'il existe généralement une correspondance prévisible entre la position des neurones au centre d'origine et celle de ses axones au centre de destination, pouvoir établir des cartes topographiques précises de la connexion entre les deux zones.

Références bibliographiques:

• Waxman, S. (2012). Neuroanatomie clinique. Padoue: Piccin.