ელექტრული სინაფსები: როგორ არიან ისინი და როგორ მუშაობენ ნერვულ სისტემაში

ჩვენი ნერვული სისტემის მთავარი მახასიათებელია ინფორმაციის ერთი უჯრედიდან მეორეზე გადაცემის უნარი. ეს უჯრედშორისი კომუნიკაცია რამდენიმე გზით ხდება და ერთ-ერთი მათგანის მეშვეობით ხდება ელექტრული სინაფსები, პატარა ნაპრალები, რომლებიც ელექტრული დენის გავლის საშუალებას იძლევა.

მიუხედავად იმისა, რომ ამ ტიპის სინაფსი უფრო დამახასიათებელია უხერხემლო ცხოველებისთვის და ქვედა ხერხემლიანებისთვის, ის ასევე დაფიქსირდა ძუძუმწოვრების ნერვული სისტემის ზოგიერთ უბანში, მათ შორის ადამიანებში.

ბოლო წლებში ელექტრო სინაფსებმა დაკარგეს უპირატესობა უფრო მრავალრიცხოვანი და რთული ქიმიური სინაფსების სასარგებლოდ. ამ სტატიაში ვნახავთ, როგორია ეს ელექტრული სინაფსები და რა ახასიათებს მათ.

• დაკავშირებული სტატია: "რა არის სინაფსური უფსკრული და როგორ მუშაობს იგი?"

რა არის ელექტრული სინაფსები?

ნეირონებს შორის ინფორმაციის გადაცემა ხდება სპეციალიზებული შეერთების დონეზე, რომელიც ცნობილია როგორც სინაფსი. ამ სინაფსურ სივრცეში ნეირონები ურთიერთობენ და იყენებენ ძირითადად ორ გზას: სინაფსს ქიმია, როდესაც ინფორმაციის გადაცემა ხდება ნივთიერებების ან ნეიროტრანსმიტერების გამოთავისუფლებით და ელექტრო.

ელექტრულ სინაფსებში პრე- და პოსტსინაფსური ნეირონების მემბრანებს უერთდება უფსკრული შეერთება ან უფსკრული. რომლის მეშვეობითაც ელექტრული დენი მიედინება ერთი უჯრედიდან მეორეში და პირდაპირ.

ამ უფსკრული შეერთების არხებს აქვთ დაბალი წინააღმდეგობა (ან მაღალი გამტარობა), ანუ ელექტრული დენის გავლა, ან იონები. დადებითად ან უარყოფითად დამუხტული, ის მიედინება პრესინაფსურიდან პოსტსინაფსურ ნეირონში, წარმოქმნის დეპოლარიზაციას ან ჰიპერპოლარიზაცია.

ჰიპერპოლარიზაცია და დეპოლარიზაცია

მოსვენების დროს ნეირონს აქვს მოსვენების პოტენციალი (პოტენციალი მემბრანის გასწვრივ) -60-დან -70 მილივოლტამდე. ეს იმას გულისხმობს უჯრედის შიდა ნაწილი გარედან უარყოფითად არის დამუხტული.

ელექტრულ სინაფსში ჰიპერპოლარიზაცია ხდება მაშინ, როდესაც მემბრანის პოტენციალი უფრო უარყოფითი ხდება კონკრეტულ წერტილში. ნეირონული მემბრანა, ხოლო დეპოლარიზაცია ხდება მაშინ, როდესაც მემბრანის პოტენციალი ხდება ნაკლებად უარყოფითი (ან მეტი დადებითი).

ორივე ჰიპერპოლარიზაცია მაგალითად, დეპოლარიზაცია ხდება, როდესაც იონური არხები (ცილები, რომლებიც სპეციფიკური იონების გავლის საშუალებას იძლევა). უჯრედის მემბრანა) მემბრანის გახსნა ან დახურვა, რაც ცვლის გარკვეული ტიპის იონების უნარს, შევიდნენ ან გავიდნენ უჯრედში. უჯრედი.

• შეიძლება დაგაინტერესოთ: "მოქმედების პოტენციალი: რა არის და რა ფაზები აქვს?"

განსხვავებები ქიმიურ სინაფსებთან

ფუნქციური თვალსაზრისით, ნეირონებს შორის კომუნიკაცია ელექტრულ სინაფსებში არსებითად განსხვავდება ქიმიურ სინაფსებში არსებული კომუნიკაციისგან.. მთავარი განსხვავება არის სიჩქარე: ამ უკანასკნელში არის სინაფსური შეფერხება, როდესაც მოქმედების პოტენციალი აღწევს პრესინაფსური ტერმინალი ნეიროტრანსმიტერის გათავისუფლებამდე, ხოლო ელექტრულ სინაფსებში შეფერხება პრაქტიკულად არარსებული.

ასეთი მაღალი სიჩქარით ეს უჯრედშორისი კომუნიკაცია იძლევა ნეირონების ქსელების ერთდროულ ფუნქციურ შეერთებას (სინქრონიზაციას), რომლებიც დაკავშირებულია ელექტრული სინაფსებით.

კიდევ ერთი განსხვავება ელექტრულ და ქიმიურ სინაფსებს შორის მდგომარეობს მათ რეგულირებაში.. ეს უკანასკნელი უნდა მოჰყვეს კომპლექსურ მრავალსაფეხურიან პროცესს, ექვემდებარება მრავალ საკონტროლო პუნქტს, რაც საბოლოოდ იწვევს ნეიროტრანსმიტერის რეცეპტორთან გათავისუფლებას და შეკავშირებას. ეს ყველაფერი ეწინააღმდეგება ელექტრული სინაფსების სიმარტივეს, სადაც უჯრედშორისი არხები საშუალებას იძლევა იონების და მცირე მოლეკულების ორმხრივი ნაკადი თითქმის ნებისმიერ სიტუაციაში.

ელექტრული სინაფსების უპირატესობები ქიმიური სინაფსების წინააღმდეგ

ელექტრული სინაფსები ყველაზე გავრცელებულია ნაკლებად რთულ ხერხემლიან ცხოველებში და ძუძუმწოვრების თავის ტვინის ზოგიერთ უბანში. ისინი უფრო სწრაფია ვიდრე ქიმიური სინაფსები, მაგრამ ნაკლებად პლასტიკური. თუმცა, ამ ტიპის სინაფსს აქვს რამდენიმე ძალიან მნიშვნელოვანი უპირატესობა:

ორმხრივობა

ელექტრული სინაფსი აქვს მოქმედების პოტენციალების ორმხრივი გადაცემა. თუმცა, ქიმიას მხოლოდ ერთი გზით შეუძლია კომუნიკაცია.

კოორდინაციის უნარი

ნეირონების აქტივობის სინქრონიზაცია წარმოიქმნება ელექტრულ სინაფსებში, რა აიძულებს ნერვულ უჯრედებს ერთმანეთთან კოორდინირება.

სიჩქარე

რაც შეეხება კომუნიკაციის სიჩქარეს, ის უფრო სწრაფია ელექტრულ სინაფსებში, მოქმედების პოტენციალის გამო იმოგზაურეთ იონური არხით ქიმიკატების გამოყოფის გარეშე.

ნაკლოვანებები

ელექტრო სინაფსებს ასევე აქვთ უარყოფითი მხარეები ქიმიურ სინაფსებთან შედარებით. ძირითადად, რომ მათ არ შეუძლიათ ერთი ნეირონიდან აგზნების სიგნალის მეორეში ინჰიბიტორულ სიგნალად გადაქცევა. ანუ, მათ არ გააჩნიათ მოქნილობა, მრავალმხრივობა და სიგნალების მოდულაციის უნარი, რაც მათ ქიმიურ კოლეგებს გააჩნიათ.

• შეიძლება დაგაინტერესოთ: "სინაფსი: რა არის ისინი, ტიპები და ფუნქციები"

ამ ტიპის სინაფსის თვისებები

უჯრედშორისი არხების უმეტესობა, რომლებიც ქმნიან ელექტრულ სინაფსებს ძაბვაზეა დამოკიდებული; ანუ, მისი გამტარობა (ან, პირიქით, მისი წინააღმდეგობა ელექტრული დენის გავლის მიმართ) იცვლება როგორც შეერთების შემქმნელი მემბრანების ორივე მხარეს პოტენციური სხვაობის ფუნქციის მიხედვით.

ზოგიერთ გაერთიანებაში, ფაქტობრივად, ეს არხის ძაბვის მგრძნობელობა საშუალებას იძლევა დეპოლარიზაციის დენები განხორციელდეს მხოლოდ ერთი მიმართულებით (რაც ცნობილია როგორც ელექტრული სინაფსების გასწორება).

ასევე ხდება, რომ საკომუნიკაციო არხების უმეტესობა იხურება უჯრედშიდა pH-ის შემცირების საპასუხოდ ან ციტოპლაზმური კალციუმის მატების გამო (ციტოპლაზმაში ბევრი მეტაბოლური პროცესია უჯრედი).

ვარაუდობენ, რომ ამ თვისებებს აქვს დამცავი როლი სხვა უჯრედების მიერ დაზიანებული უჯრედების გამოყოფის გზით, ვინაიდან პირველ რიგში, კალციუმის და ციტოპლაზმური პროტონების მნიშვნელოვანი მატებაა, რამაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს მიმდებარე უჯრედებზე, თუ ისინი გადაკვეთენ არხებს. კომუნიკატორები.

ნერვული კავშირი

მრავალრიცხოვანმა გამოკვლევებმა შეძლეს დაადასტურონ, რომ ნეირონები არ არის ანარქიულად დაკავშირებული ერთმანეთთან, არამედ რომ ურთიერთობა სხვადასხვა ნერვულ ცენტრს შორის დაიცავით მითითებები, რომლებიც სცილდება ცხოველთა სპეციფიკურ სახეობას, რაც დამახასიათებელია ცხოველთა ჯგუფისთვის.

ეს კავშირი სხვადასხვა ნერვულ ცენტრებს შორის წარმოიქმნება ემბრიონის განვითარების დროს და სრულყოფილება იზრდება და ვითარდება. სხვადასხვა ხერხემლიან ცხოველებში ძირითადი გაყვანილობა ზოგად მსგავსებას აჩვენებს, გენის გამოხატვის ნიმუშების ასახვა საერთო წინაპრებისგან მემკვიდრეობით მიღებული.

ნეირონის დიფერენციაციის დროს, მისი აქსონი იზრდება ფორმირების სტრუქტურების ქიმიური მახასიათებლებით. ის აღმოაჩენს თავის გზას და ისინი ემსახურება როგორც მინიშნებას იმის ცოდნა, თუ როგორ უნდა განთავსდეს საკუთარი თავი და განთავსდეს ნერვულ ქსელში.

ნეირონთა კავშირის კვლევებმა ასევე აჩვენა, რომ ჩვეულებრივ არსებობს პროგნოზირებადი კორესპონდენცია ნეირონების პოზიციას შორის წარმოშობის ცენტრში და მის აქსონებს დანიშნულების ცენტრში, რომ შეუძლია დაადგინოს ორივეს შორის კავშირის ზუსტი ტოპოგრაფიული რუქები ზონები.

ბიბლიოგრაფიული ცნობები:

• უექსმენი, ს. (2012). კლინიკური ნეიროანატომია. პადუა: პიცინი.