Električne sinapse: kako su i kako rade u živčanom sustavu

Glavna karakteristika našeg živčanog sustava je njegova sposobnost prijenosa informacija iz jedne stanice u drugu. Ova međustanična komunikacija odvija se na više načina, a jedan od njih je putem električne sinapse, mali prorezi koji omogućuju prolaz električne struje.

Iako je ova vrsta sinapse tipičnija za beskralješnjake i niže kralježnjake, također je primijećena u nekim područjima živčanog sustava sisavaca, uključujući ljude.

Posljednjih su godina električne sinapse izgubile na važnosti u korist brojnijih i složenijih kemijskih sinapsi. U ovom ćemo članku vidjeti kakve su te električne sinapse i što ih karakterizira.

• Povezani članak: "Što je sinaptički jaz i kako funkcionira?"

Što su električne sinapse?

Prijenos informacija između neurona događa se na razini specijaliziranog spoja poznatog kao sinapsa. U tom sinaptičkom prostoru neuroni komuniciraju i koriste uglavnom dva puta: sinapsu kemija, kada se prijenos informacija odvija otpuštanjem tvari ili neurotransmitera, i električni.

U električnim sinapsama, membrane pre- i postsinaptičkih neurona spojene su praznim spojem, ili praznim spojem.

kroz koje teče električna struja iz jedne ćelije u drugu i izravno.

Ovi kanali praznih spojeva imaju mali otpor (ili visoku vodljivost), odnosno prolazak električne struje, bilo iona pozitivno ili negativno nabijen, teče od presinaptičkog do postsinaptičkog neurona, generirajući depolarizaciju ili hiperpolarizacija.

hiperpolarizacija i depolarizacija

U mirovanju, neuron ima potencijal mirovanja (potencijal preko membrane) od -60 do -70 milivolti. Ovo implicira da unutrašnjost ćelije je negativno nabijena u odnosu na vanjštinu.

U električnoj sinapsi, hiperpolarizacija se događa kada membranski potencijal postane negativniji u određenoj točki neuronalnu membranu, dok depolarizacija nastaje kada membranski potencijal postane manje negativan (ili više pozitivan).

Oba hiperpolarizacija kao što je depolarizacija nastaje kada ionski kanali (proteini koji dopuštaju prolaz specifičnih iona kroz stanična membrana) otvaranja ili zatvaranja membrane, što mijenja sposobnost određenih vrsta iona da uđu ili izađu iz stanice. ćelija.

• Možda će vas zanimati: "Akcijski potencijal: što je to i koje su njegove faze?"

Razlike s kemijskim sinapsama

S funkcionalnog gledišta, komunikacija između neurona preko električnih sinapsi bitno se razlikuje od one koja se događa u kemijskim sinapsama. Glavna razlika je u brzini: u potonjoj postoji sinaptička odgoda od trenutka kada akcijski potencijal dosegne presinaptički terminal dok se neurotransmiter ne oslobodi, dok je kod električnih sinapsi kašnjenje praktički nepostojeći.

Ova međustanična komunikacija tako velikom brzinom omogućuje simultano funkcionalno spajanje (sinkronizaciju) mreža neurona koji su povezani električnim sinapsama.

Druga razlika između električnih i kemijskih sinapsi leži u njihovoj regulaciji.. Potonji mora slijediti složen proces u više koraka, podložan brojnim kontrolnim točkama, koje u konačnici dovode do otpuštanja i vezanja neurotransmitera na receptor. Sve je to u suprotnosti s jednostavnošću električnih sinapsi, gdje međustanični kanali omogućuju dvosmjerni protok iona i malih molekula u gotovo svakoj situaciji.

Prednosti električnih sinapsi naspram kemijskih sinapsi

električne sinapse najčešći su u manje složenih kralješnjaka iu nekim područjima mozga sisavaca. Brže su od kemijskih sinapsi, ali manje plastične. Međutim, ova vrsta sinapse ima nekoliko vrlo značajnih prednosti:

Dvosmjernost

električna sinapsa ima dvosmjerni prijenos akcijskih potencijala. Kemija, međutim, može komunicirati samo na jedan način.

sposobnost koordinacije

Sinkronizacija neuronske aktivnosti stvara se u električnim sinapsama, ono što čini da se živčane stanice mogu međusobno koordinirati.

Ubrzati

Što se tiče brzine komunikacije, ona je brža u električnim sinapsama, zahvaljujući akcijskim potencijalima putuju kroz ionski kanal bez oslobađanja kemikalija.

Nedostaci

Električne sinapse također imaju nedostatke u odnosu na kemijske sinapse. Uglavnom, da ne mogu pretvoriti ekscitacijski signal iz jednog neurona u inhibitorni signal u drugom. To jest, nedostaje im fleksibilnost, svestranost i sposobnost moduliranja signala koju posjeduju njihovi kemijski dvojnici.

• Možda će vas zanimati: "Sinapse: što su, vrste i funkcije"

Svojstva ove vrste sinapse

Većina međustaničnih kanala koji tvore električne sinapse ovise o naponu; to jest, njegova vodljivost (ili, obrnuto, njezin otpor prolazu električne struje) varira kao funkcija razlike potencijala na obje strane membrana koje tvore spoj.

U nekim sindikatima, naime, ova osjetljivost kanala na napon omogućuje provođenje depolarizirajućih struja samo u jednom smjeru (što je poznato kao ispravljanje električnih sinapsi).

Također se događa da se većina komunikacijskih kanala zatvori kao odgovor na smanjenje unutarstaničnog pH ili zbog povišenja citoplazmatskog kalcija (u citoplazmi se odvijaju mnogi metabolički procesi ćelija).

Pretpostavlja se da ta svojstva imaju zaštitnu ulogu osiguravanjem odvajanja ozlijeđenih stanica od strane drugih stanica, budući da u Prvo, postoji značajno povećanje kalcija i protona citoplazme koji bi mogli utjecati na susjedne stanice ako pređu kanale. komunikatori.

neuralna povezanost

Brojna istraživanja uspjela su potvrditi da neuroni nisu anarhično povezani jedni s drugima, već da su odnosi između različitih živčanih centara slijediti smjernice koje nadilaze određenu životinjsku vrstu, budući da su karakteristike životinjske skupine.

Ova povezanost između različitih živčanih centara nastaje tijekom embrionalnog razvoja i usavršava se kako raste i razvija se. Osnovno ožičenje kod raznih kralješnjaka pokazuje opću sličnost, odraz obrazaca ekspresije gena naslijeđeno od zajedničkih predaka.

Tijekom diferencijacije neurona, njegov akson raste vođen kemijskim karakteristikama struktura koje nastaju. nalazi na svom putu i oni služe kao referenca da zna kako se postaviti i smjestiti unutar neuronske mreže.

Studije povezanosti neurona također su pokazale da obično postoji predvidljiva korespondencija između položaja neurona u središtu podrijetla i njegovih aksona u središtu odredišta, u mogućnosti uspostaviti precizne topografske karte veze između oba zonama.

Bibliografske reference:

• Waxman, S. (2012). Klinička neuroanatomija. Padova: Piccin.