Sinapsele electrice: cum sunt și cum funcționează în sistemul nervos

Principala caracteristică a sistemului nostru nervos este capacitatea sa de a transmite informații de la o celulă la alta. Această comunicare intercelulară are loc în mai multe moduri, iar unul dintre ele este prin sinapse electrice, mici fante care permit trecerea curentului electric.

Deși acest tip de sinapsă este mai tipic animalelor nevertebrate și vertebratelor inferioare, a fost observat și în unele zone ale sistemului nervos al mamiferelor, inclusiv în oameni.

În ultimii ani, sinapsele electrice și-au pierdut proeminența în favoarea sinapselor chimice mai numeroase și mai complexe. În acest articol vom vedea cum sunt aceste sinapse electrice și ce le caracterizează.

• Articol înrudit: "Ce este decalajul sinaptic și cum funcționează?"

Ce sunt sinapsele electrice?

Transferul de informații între neuroni are loc la nivelul unei joncțiuni specializate cunoscută sub numele de sinapsă. În acest spațiu sinaptic, neuronii comunică și folosesc, în principal, două căi: sinapsa chimie, când transmiterea informaţiei are loc prin eliberarea de substanţe sau neurotransmiţători, iar cel electric.

În sinapsele electrice, membranele neuronilor pre- și postsinaptici sunt unite printr-o joncțiune gap, sau joncțiune gap. prin care curentul electric trece de la o celulă la alta și direct.

Aceste canale de joncțiune între goluri au o rezistență scăzută (sau o conductanță ridicată), adică trecerea curentului electric, fie a ionilor încărcat pozitiv sau negativ, curge de la neuronul presinaptic la cel postsinaptic, generând fie depolarizare, fie o hiperpolarizare.

hiperpolarizare și depolarizare

În repaus, un neuron are un potențial de repaus (potențial peste membrană) de -60 până la -70 milivolți. Asta presupune că interiorul celulei este încărcat negativ față de exterior.

Într-o sinapsă electrică, o hiperpolarizare are loc atunci când potențialul membranei devine mai negativ într-un anumit punct al membrana neuronală, în timp ce depolarizarea are loc atunci când potențialul membranei devine mai puțin negativ (sau mai mult pozitiv).

Amandoua hiperpolarizare precum depolarizarea apar atunci când canalele ionice (proteine ​​care permit trecerea ionilor specifici prin membrana celulară) a membranei se deschide sau se închide, ceea ce modifică capacitatea anumitor tipuri de ioni de a intra sau ieși din celulă. celulă.

• Te-ar putea interesa: "Potențial de acțiune: ce este și care sunt fazele sale?"

Diferențele cu sinapsele chimice

Din punct de vedere funcțional, comunicarea dintre neuroni prin sinapsele electrice diferă substanțial de cea care are loc la sinapsele chimice. Principala diferență este viteza: în cea din urmă, există o întârziere sinaptică de când potențialul de acțiune atinge terminal presinaptic până când neurotransmițătorul este eliberat, în timp ce la sinapsele electrice întârzierea este practic. inexistent.

Această comunicare intercelulară la o viteză atât de mare permite cuplarea funcțională simultană (o sincronizare) a rețelelor de neuroni care sunt legați prin sinapse electrice.

O altă diferență între sinapsele electrice și chimice constă în reglarea lor.. Acesta din urmă trebuie să urmeze un proces complex în mai multe etape, supus numeroaselor puncte de control, care în cele din urmă conduc la eliberarea și legarea neurotransmițătorului de receptor. Toate acestea contrastează cu simplitatea sinapselor electrice, unde canalele intercelulare permit fluxul bidirecțional de ioni și molecule mici în aproape orice situație.

Avantajele sinapselor electrice față de sinapsele chimice

sinapsele electrice sunt cele mai frecvente la animalele vertebrate mai puțin complexe și în unele zone ale creierului mamiferelor. Sunt mai rapide decât sinapsele chimice, dar mai puțin plastice. Cu toate acestea, acest tip de sinapsă are câteva avantaje foarte notabile:

Bidirecționalitate

sinapsa electrica are o transmisie bidirecţională a potenţialelor de acţiune. Chimia, însă, poate comunica doar într-un fel.

capacitatea de coordonare

Sincronizarea activității neuronale este generată în sinapsele electrice, ceea ce face ca celulele nervoase să se poată coordona între ele.

Viteză

În ceea ce privește viteza de comunicare, aceasta este mai rapidă în sinapsele electrice, datorită faptului că potențialele de acțiune călătorește prin canalul ionic fără a fi nevoie să elibereze substanțe chimice.

Dezavantaje

Sinapsele electrice au, de asemenea, dezavantaje față de sinapsele chimice. În principal, că nu pot converti un semnal excitator de la un neuron într-un semnal inhibitor al altuia. Adică, le lipsește flexibilitatea, versatilitatea și capacitatea de a modula semnalele pe care le posedă omologii lor chimici.

• Te-ar putea interesa: "Sinapse: ce sunt, tipuri și funcții"

Proprietățile acestui tip de sinapsă

Majoritatea canalelor intercelulare care formează sinapsele electrice sunt dependente de tensiune; adică conductanța sa (sau, dimpotrivă, rezistența sa la trecerea curentului electric) variază în funcție de diferența de potențial de pe ambele părți ale membranelor care formează joncțiunea.

În unele sindicate, de fapt, această sensibilitate la tensiunea canalului permite ca curenții de depolarizare să fie conduși într-o singură direcție (ceea ce se numește rectificarea sinapselor electrice).

De asemenea, se întâmplă ca majoritatea canalelor de comunicare să fie închise ca răspuns la scăderea pH-ului intracelular sau datorită creșterii calciului citoplasmatic (în citoplasmă multe dintre procesele metabolice ale celulă).

S-a sugerat că aceste proprietăți au un rol protector prin asigurarea decuplării celulelor lezate de către alte celule, deoarece în În primul rând, există creșteri semnificative ale calciului și ale protonilor citoplasmatici care ar putea afecta celulele adiacente dacă ar traversa canalele. comunicatori.

conectivitate neuronală

Numeroase investigații au putut verifica că neuronii nu sunt legați anarhic între ei, ci că relațiile dintre diferiți centri nervoși urmează liniile directoare care transcend o anumită specie animală, fiind caracteristice grupului de animale.

Această conexiune între diferiți centri nervoși își are originea în timpul dezvoltării embrionare și se perfecționează pe măsură ce crește și se dezvoltă. Cablajul de bază la diferitele animale vertebrate prezintă o asemănare generală, o reflectare a modelelor de expresie a genelor moștenit de la strămoși comuni.

În timpul diferențierii unui neuron, axonul acestuia crește ghidat de caracteristicile chimice ale structurilor care se formează. găsește în calea sa și acestea servesc drept referință pentru a ști să se poziționeze și să se situeze în cadrul rețelei neuronale.

Studiile privind conectivitatea neuronală au arătat, de asemenea, că există de obicei o corespondență previzibilă între poziția neuronilor în centrul de origine și cel al axonilor săi în centrul destinației, putând stabili hărți topografice precise ale conexiunii dintre ambele zone.

Referințe bibliografice:

• Waxman, S. (2012). Neuroanatomia clinică. Padova: Piccin.