Elektriskās sinapses: kā tās ir un kā tās darbojas nervu sistēmā

Mūsu nervu sistēmas galvenā īpašība ir tās spēja pārraidīt informāciju no vienas šūnas uz otru. Šī starpšūnu komunikācija notiek vairākos veidos, un viens no tiem ir cauri elektriskās sinapses, mazas spraugas, kas nodrošina elektriskās strāvas pāreju.

Lai gan šāda veida sinapses ir vairāk raksturīgas bezmugurkaulniekiem un zemākiem mugurkaulniekiem, tās ir novērotas arī dažās zīdītāju nervu sistēmas zonās, tostarp cilvēkiem.

Pēdējos gados elektriskās sinapses ir zaudējušas nozīmi par labu daudzām un sarežģītākām ķīmiskajām sinapsēm. Šajā rakstā mēs redzēsim, kādas ir šīs elektriskās sinapses un kas tās raksturo.

• Saistīts raksts: "Kas ir sinaptiskā plaisa un kā tā darbojas?"

Kas ir elektriskās sinapses?

Informācijas pārsūtīšana starp neironiem notiek specializēta savienojuma līmenī, kas pazīstams kā sinapse. Šajā sinaptiskajā telpā neironi sazinās un galvenokārt izmanto divus ceļus: sinapses ķīmija, kad informācijas pārraide notiek, izdalot vielas vai neirotransmiterus, un elektriskās.

Elektriskās sinapsēs pre- un postsinaptisko neironu membrānas ir savienotas ar spraugas savienojumu jeb spraugas savienojumu.

caur kuru elektriskā strāva plūst no vienas šūnas uz otru un tieši.

Šiem spraugas savienojuma kanāliem ir zema pretestība (vai augsta vadītspēja), tas ir, elektriskās strāvas pāreja, vai nu joni pozitīvi vai negatīvi uzlādēts, tas plūst no presinaptiskā uz postsinaptisko neironu, radot vai nu depolarizāciju, vai hiperpolarizācija.

hiperpolarizācija un depolarizācija

Miera stāvoklī neirona miera potenciāls (potenciāls pāri membrānai) ir no -60 līdz -70 milivoltiem. Tas nozīmē, ka šūnas iekšpuse ir negatīvi uzlādēta attiecībā pret ārpusi.

Elektriskā sinapsē hiperpolarizācija notiek, kad membrānas potenciāls kļūst negatīvāks noteiktā vietā neironu membrāna, savukārt depolarizācija notiek, kad membrānas potenciāls kļūst mazāk negatīvs (vai vairāk pozitīvs).

Gan hiperpolarizācija piemēram, depolarizācija notiek, kad jonu kanāli (olbaltumvielas, kas ļauj specifiskiem joniem iziet cauri šūnu membrāna) atveras vai aizveras, kas maina noteikta veida jonu spēju iekļūt šūnā vai iziet no tās. šūna.

• Jūs varētu interesēt: "Darbības potenciāls: kas tas ir un kādi ir tā posmi?"

Atšķirības ar ķīmiskajām sinapsēm

No funkcionālā viedokļa saziņa starp neironiem elektriskās sinapsēs būtiski atšķiras no tās, kas notiek ķīmiskajās sinapsēs. Galvenā atšķirība ir ātrums: pēdējā ir sinaptiska aizkave no brīža, kad darbības potenciāls sasniedz presinaptiskais terminālis, līdz tiek atbrīvots neiromediators, turpretim elektriskās sinapsēs kavēšanās praktiski ir neeksistējošs.

Šī starpšūnu komunikācija tik lielā ātrumā ļauj vienlaikus funkcionāli savienot (sinhronizēt) neironu tīklus, kas ir saistīti ar elektriskām sinapsēm.

Vēl viena atšķirība starp elektriskām un ķīmiskajām sinapsēm ir to regulējumā.. Pēdējam ir jāievēro sarežģīts daudzpakāpju process, kas pakļauts daudziem kontrolpunktiem, kas galu galā noved pie neirotransmitera atbrīvošanās un saistīšanās ar receptoru. Tas viss kontrastē ar elektrisko sinapsu vienkāršību, kur starpšūnu kanāli nodrošina divvirzienu jonu un mazu molekulu plūsmu gandrīz jebkurā situācijā.

Elektrisko sinapsu priekšrocības salīdzinājumā ar ķīmiskajām sinapsēm

elektriskās sinapses ir visizplatītākie mazāk sarežģītiem mugurkaulniekiem un dažos zīdītāju smadzeņu apgabalos. Tās ir ātrākas nekā ķīmiskās sinapses, bet mazāk plastmasas. Tomēr šāda veida sinapsei ir vairākas ļoti ievērojamas priekšrocības:

Divvirziena

elektriskā sinapse ir divvirzienu darbības potenciālu pārraide. Tomēr ķīmija var sazināties tikai vienā veidā.

koordinācijas spējas

Neironu aktivitātes sinhronizācija tiek ģenerēta elektriskās sinapsēs, kas liek nervu šūnām savstarpēji koordinēties.

Ātrums

Runājot par saziņas ātrumu, tas ir ātrāks elektriskās sinapsēs, pateicoties tam, ka darbības potenciāls pārvietoties pa jonu kanālu, neizlaižot nekādas ķīmiskas vielas.

Trūkumi

Elektriskajām sinapsēm ir arī trūkumi salīdzinājumā ar ķīmiskajām sinapsēm. Galvenokārt, ka tie nevar pārvērst ierosmes signālu no viena neirona par inhibējošu signālu citā. Tas nozīmē, ka viņiem trūkst elastības, daudzpusības un spējas modulēt signālus, kas piemīt viņu ķīmiskajiem kolēģiem.

• Jūs varētu interesēt: "Sinapse: kas tie ir, veidi un funkcijas"

Šāda veida sinapses īpašības

Lielākā daļa starpšūnu kanālu, kas veido elektriskās sinapses ir atkarīgi no sprieguma; tas ir, tā vadītspēja (vai, gluži pretēji, tā pretestība elektriskās strāvas pārejai) mainās atkarībā no potenciālu starpības abās membrānu pusēs, kas veido savienojumu.

Dažās arodbiedrībās patiesībā šī kanāla sprieguma jutība ļauj vadīt depolarizējošās strāvas tikai vienā virzienā (ko sauc par elektrisko sinapsu labošanu).

Gadās arī, ka lielākā daļa sakaru kanālu tiek slēgti, reaģējot uz intracelulārā pH samazināšanos vai citoplazmas kalcija līmeņa paaugstināšanās dēļ (citoplazmā daudzi vielmaiņas procesi šūna).

Ir ierosināts, ka šīm īpašībām ir aizsargājoša loma, nodrošinot ievainoto šūnu atvienošanu ar citām šūnām, jo Pirmkārt, ievērojami palielinās kalcija un citoplazmas protonu daudzums, kas varētu ietekmēt blakus esošās šūnas, ja tās šķērso kanālus. komunikatori.

neironu savienojamība

Daudzi pētījumi ir spējuši pārliecināties, ka neironi nav anarhiski saistīti viens ar otru, bet gan attiecības starp dažādiem nervu centriem. ievērojiet vadlīnijas, kas pārsniedz noteiktu dzīvnieku sugu, kas raksturīgas dzīvnieku grupai.

Šī savienojamība starp dažādiem nervu centriem rodas embrionālās attīstības laikā un tiek pilnveidota, augot un attīstoties. Dažādu mugurkaulnieku pamata vadiem ir vispārēja līdzība, gēnu ekspresijas modeļu atspoguļojums mantots no kopīgiem senčiem.

Neirona diferenciācijas laikā tā aksons aug, vadoties pēc veidojošo struktūru ķīmiskajām īpašībām. tas atrod savā ceļā, un tie kalpo kā atsauce, lai zinātu, kā pozicionēt sevi un novietot sevi neironu tīklā.

Neironu savienojamības pētījumi ir arī parādījuši, ka starp neironu stāvokli parasti ir paredzama atbilstība sākuma centrā un tā aksonu centrā galamērķa centrā, spējot izveidot precīzas topogrāfiskās kartes savienojumam starp abiem zonām.

Bibliogrāfiskās atsauces:

• Vaksmens, S. (2012). Klīniskā neiroanatomija. Paduja: Piccin.