Elektromos szinapszisok: milyenek és hogyan működnek az idegrendszerben

Idegrendszerünk fő jellemzője, hogy képes információt továbbítani egyik sejtből a másikba. Ez az intercelluláris kommunikáció többféleképpen is megtörténik, és az egyik a keresztül elektromos szinapszisok, kis rések, amelyek lehetővé teszik az elektromos áram áthaladását.

Bár ez a fajta szinapszis inkább a gerinctelen állatokra és az alacsonyabb rendű gerincesekre jellemző, az emlősök idegrendszerének bizonyos területein is megfigyelték, beleértve az embert is.

Az elmúlt években az elektromos szinapszisok elveszítették a jelentőségüket a több és összetettebb kémiai szinapszis javára. Ebben a cikkben megnézzük, milyenek ezek az elektromos szinapszisok, és mi jellemzi őket.

• Kapcsolódó cikk: "Mi a szinaptikus rés és hogyan működik?"

Mik azok az elektromos szinapszisok?

A neuronok közötti információátadás a szinapszisnak nevezett speciális csomópont szintjén történik. Ebben a szinaptikus térben a neuronok főként két útvonalat kommunikálnak és használnak: a szinapszist kémia, amikor az információátadás anyagok vagy neurotranszmitterek felszabadulásával történik, és a elektromos.

Az elektromos szinapszisokban a pre- és posztszinaptikus neuronok membránjait rés junction vagy gap junction köti össze. amelyen keresztül elektromos áram folyik egyik cellából a másikba és közvetlenül.

Ezeknek a réscsatlakozó csatornáknak alacsony az ellenállása (vagy nagy a vezetőképessége), vagyis az elektromos áram, vagy az ionok áthaladása pozitív vagy negatív töltésű, a preszinaptikus neuronból a posztszinaptikus neuronba áramlik, depolarizációt vagy hiperpolarizáció.

hiperpolarizáció és depolarizáció

Nyugalmi állapotban a neuron nyugalmi potenciálja (a membránon keresztüli potenciál) -60 és -70 millivolt között van. Ez arra utal a sejt belseje a külsőhöz képest negatív töltésű.

Egy elektromos szinapszisban hiperpolarizáció következik be, amikor a membránpotenciál negatívabbá válik egy adott ponton a neuronális membrán, míg a depolarizáció akkor következik be, amikor a membránpotenciál kevésbé lesz negatív (vagy több pozitív).

Mind a hiperpolarizáció Ilyen például a depolarizáció, amikor ioncsatornák (olyan fehérjék, amelyek lehetővé teszik specifikus ionok áthaladását a sejtmembrán) a membrán nyitása vagy zárása, ami megváltoztatja bizonyos típusú ionok képességét, hogy belépjenek vagy elhagyják a sejtet. sejt.

• Érdekelheti: "Akciós potenciál: mi ez és mik a fázisai?"

Különbségek a kémiai szinapszisokkal

Funkcionális szempontból a neuronok közötti kommunikáció az elektromos szinapszisokon keresztül lényegesen eltér attól, ami a kémiai szinapszisoknál történik. A fő különbség a sebesség: az utóbbiban szinaptikus késleltetés van attól kezdve, amikor az akciós potenciál eléri a preszinaptikus terminális, amíg a neurotranszmitter felszabadul, míg az elektromos szinapszisoknál a késleltetés gyakorlatilag nem létező.

Ez az ilyen nagy sebességű intercelluláris kommunikáció lehetővé teszi az elektromos szinapszisok által összekapcsolt neuronhálózatok egyidejű funkcionális összekapcsolását (szinkronizálását).

Egy másik különbség az elektromos és kémiai szinapszisok között a szabályozásukban rejlik.. Ez utóbbinak összetett, több lépésből álló folyamatot kell követnie, számos ellenőrzőpontnak alávetve, amelyek végül a neurotranszmitter felszabadulásához és a receptorhoz való kötődéséhez vezetnek. Mindez ellentétben áll az elektromos szinapszisok egyszerűségével, ahol az intercelluláris csatornák szinte bármilyen helyzetben lehetővé teszik az ionok és kis molekulák kétirányú áramlását.

Az elektromos szinapszisok előnyei a kémiai szinapszisokkal szemben

elektromos szinapszisok a leggyakoribbak a kevésbé összetett gerinces állatokban és az emlősök agyának egyes területein. Gyorsabbak, mint a kémiai szinapszisok, de kevésbé műanyagok. Ennek a szinapszistípusnak azonban számos jelentős előnye van:

Kétirányúság

elektromos szinapszis Az akciós potenciálok kétirányú átvitele van. A kémia azonban csak egyféleképpen kommunikálhat.

koordinációs képesség

A neuronális aktivitás szinkronizálása elektromos szinapszisokban jön létre, amitől az idegsejtek képesek koordinálni egymással.

Sebesség

Ami a kommunikáció sebességét illeti, az elektromos szinapszisokban gyorsabb, az akciós potenciálok miatt áthaladnak az ioncsatornán anélkül, hogy vegyi anyagokat kellene felszabadulniuk.

Hátrányok

Az elektromos szinapszisoknak is vannak hátrányai a kémiai szinapszisokkal szemben. Főleg, hogy nem tudják átalakítani az egyik idegsejtből származó gerjesztő jelet egy másik idegsejt gátló jelévé. Vagyis hiányzik belőlük az a rugalmasság, sokoldalúság és a jelek modulálásának képessége, mint amilyennel kémiai társaik rendelkeznek.

• Érdekelheti: "Szinapszis: mik ezek, típusai és funkciói"

Az ilyen típusú szinapszis tulajdonságai

A legtöbb intercelluláris csatorna, amely elektromos szinapszisokat képez feszültség függőek; vagyis a vezetőképessége (vagy fordítva, az elektromos áram áthaladásával szembeni ellenállása) a csomópontot alkotó membránok mindkét oldalán a potenciálkülönbség függvényében változik.

Egyes szakszervezetekben valójában ez a csatornafeszültség érzékenység lehetővé teszi a depolarizáló áramok csak egy irányba történő vezetését (az úgynevezett elektromos szinapszisok egyenirányítója).

Az is előfordul, hogy a kommunikációs csatornák nagy része bezárul az intracelluláris pH csökkenésére reagálva ill a citoplazmatikus kalciumszint emelkedése miatt (a citoplazmában számos anyagcsere-folyamat sejt).

Feltételezik, hogy ezek a tulajdonságok védő szerepet töltenek be azáltal, hogy elősegítik a sérült sejtek más sejtek általi leválasztását, mivel a Először is, a kalcium és a citoplazmatikus protonok jelentős növekedése tapasztalható, amely hatással lehet a szomszédos sejtekre, ha áthaladnak a csatornákon. kommunikátorok.

idegi kapcsolat

Számos vizsgálat igazolta, hogy a neuronok nem anarchikusan kapcsolódnak egymáshoz, hanem a különböző idegközpontok közötti kapcsolatok. követni azokat az irányelveket, amelyek túlmutatnak egy adott állatfajon, az állatcsoportra jellemzőek.

Ez a kapcsolat a különböző idegközpontok között az embrionális fejlődés során keletkezik, és a növekedés és fejlődés során tökéletesedik. A különböző gerinces állatok alapvető vezetékei általános hasonlóságot mutatnak, a génexpressziós minták tükröződése közös ősöktől örökölték.

A neuron differenciálódása során axonja a kialakuló struktúrák kémiai jellemzőitől vezérelve nő. megtalálja az útjában, és ezek referenciaként szolgálnak ahhoz, hogy tudja, hogyan pozícionálja magát és helyezze el magát a neurális hálózaton belül.

A neuronok kapcsolódási képességével kapcsolatos vizsgálatok azt is kimutatták, hogy általában megjósolható összefüggés van a neuronok helyzete között a kiindulási központban, az axonjai pedig a rendeltetési hely közepén, pontos topográfiai térképet tud készíteni a kettő közötti kapcsolatról zónák.

Bibliográfiai hivatkozások:

• Waxman, S. (2012). Klinikai neuroanatómia. Padova: Piccin.