ไซแนปส์ไฟฟ้า: พวกมันเป็นอย่างไรและทำงานอย่างไรในระบบประสาท

ลักษณะสำคัญของระบบประสาทของเราคือความสามารถในการส่งข้อมูลจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง การสื่อสารระหว่างเซลล์นี้เกิดขึ้นได้หลายวิธีและหนึ่งในนั้นก็คือ ไซแนปส์ไฟฟ้า ช่องเล็ก ๆ ที่ช่วยให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้.

แม้ว่าไซแนปส์ประเภทนี้จะพบได้ทั่วไปในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังและสัตว์มีกระดูกสันหลังชั้นต่ำ แต่ก็พบได้ในบางพื้นที่ของระบบประสาทของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม รวมทั้งมนุษย์ด้วย

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ไซแนปส์ไฟฟ้าได้สูญเสียความโดดเด่นไปเนื่องจากซินแนปส์เคมีจำนวนมากและซับซ้อนมากขึ้น ในบทความนี้เราจะมาดูกันว่าไซแนปส์ไฟฟ้าเหล่านี้มีลักษณะอย่างไรและมีลักษณะอย่างไร

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "Synaptic Gap คืออะไร และทำงานอย่างไร"

ไซแนปส์ไฟฟ้าคืออะไร?

การถ่ายโอนข้อมูลระหว่างเซลล์ประสาทเกิดขึ้นที่ระดับของจุดเชื่อมต่อพิเศษที่เรียกว่าไซแนปส์ ในซินแนปติกสเปซนี้ เซลล์ประสาทจะสื่อสารและใช้สองเส้นทางหลักคือ ไซแนปส์ เคมี เมื่อการส่งข้อมูลเกิดขึ้นโดยการปล่อยสารหรือสารสื่อประสาท และ ไฟฟ้า.

ในไซแนปส์ไฟฟ้า เยื่อหุ้มเซลล์ประสาททั้งก่อนและหลังซินแน็ปทิคจะเชื่อมต่อกันด้วยจุดแยกช่องว่างหรือจุดแยกช่องว่าง ซึ่งกระแสไฟฟ้าไหลจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งโดยตรง.

ช่องแยกช่องว่างเหล่านี้มีความต้านทานต่ำ (หรือค่านำไฟฟ้าสูง) นั่นคือทางผ่านของกระแสไฟฟ้า ไอออนอย่างใดอย่างหนึ่ง ประจุบวกหรือประจุลบ จะไหลจากพรีไซแนปติกไปยังเซลล์ประสาทโพสต์ซินแนปติก ทำให้เกิดดีโพลาไรเซชันหรือ ไฮเปอร์โพลาไรเซชัน

โพลาไรเซชันและโพลาไรเซชัน

ขณะพัก เซลล์ประสาทจะมีค่าศักย์ไฟฟ้าขณะพัก (ศักย์ข้ามเมมเบรน) ที่ -60 ถึง -70 มิลลิโวลต์ นี่หมายความว่า ภายในเซลล์มีประจุลบเมื่อเทียบกับภายนอก.

ในไซแนปส์ไฟฟ้า โพลาไรเซชันแบบไฮเปอร์โพลาไรเซชันเกิดขึ้นเมื่อศักย์ไฟฟ้าของเมมเบรนกลายเป็นลบมากขึ้นที่จุดใดจุดหนึ่ง เยื่อหุ้มเซลล์ประสาท ในขณะที่ดีโพลาไรเซชันเกิดขึ้นเมื่อศักย์ไฟฟ้าของเยื่อหุ้มกลายเป็นลบน้อยลง (หรือมากกว่านั้น เชิงบวก).

ทั้ง ไฮเปอร์โพลาไรเซชัน เช่น การดีโพลาไรเซชันเกิดขึ้นเมื่อช่องไอออน (โปรตีนที่ยอมให้ไอออนเฉพาะผ่านไปได้ เยื่อหุ้มเซลล์) ของเมมเบรนเปิดหรือปิด ซึ่งเปลี่ยนแปลงความสามารถของไอออนบางชนิดในการเข้าหรือออกจากเซลล์ เซลล์

• คุณอาจจะสนใจ: "ศักยภาพในการดำเนินการ: มันคืออะไรและระยะของมันคืออะไร?"

ความแตกต่างกับ synapses ทางเคมี

จากมุมมองการทำงาน การสื่อสารระหว่างเซลล์ประสาทผ่านไซแนปส์ไฟฟ้าแตกต่างอย่างมากจากที่เกิดขึ้นที่ไซแนปส์ทางเคมี. ความแตกต่างหลักคือความเร็ว: ในระยะหลัง มีความล่าช้าของซินแนปติกเมื่อศักยะงานมาถึง presynaptic terminal จนกว่าสารสื่อประสาทจะถูกปล่อยออกมา ในขณะที่ที่ synapses ไฟฟ้า ความล่าช้าเกือบจะเป็นจริง ไม่มีอยู่จริง

การสื่อสารระหว่างเซลล์ด้วยความเร็วสูงนี้ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อการทำงานพร้อมกัน (การซิงโครไนซ์) ของเครือข่ายของเซลล์ประสาทที่เชื่อมโยงกันด้วยไซแนปส์ไฟฟ้า

ข้อแตกต่างระหว่างไซแนปส์ไฟฟ้าและเคมีนั้นอยู่ในกฎระเบียบ. ขั้นตอนหลังต้องปฏิบัติตามกระบวนการหลายขั้นตอนที่ซับซ้อน ขึ้นอยู่กับจุดตรวจสอบจำนวนมาก ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่การปลดปล่อยและการจับตัวของสารสื่อประสาทกับตัวรับ ทั้งหมดนี้ตรงกันข้ามกับความเรียบง่ายของไซแนปส์ไฟฟ้า ซึ่งช่องระหว่างเซลล์ช่วยให้ไอออนและโมเลกุลขนาดเล็กไหลแบบสองทิศทางในเกือบทุกสถานการณ์

ข้อดีของไซแนปส์ไฟฟ้า vs ไซแนปส์เคมี

ประสาทไฟฟ้า เป็นสัตว์ที่พบได้บ่อยที่สุดในสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังที่มีความซับซ้อนน้อยกว่าและในบางพื้นที่ของสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม. พวกเขาเร็วกว่าสารเคมี แต่พลาสติกน้อยกว่า อย่างไรก็ตาม ไซแนปส์ประเภทนี้มีข้อดีหลายประการ:

ความเป็นสองทิศทาง

ไซแนปส์ไฟฟ้า มีการส่งผ่านศักยภาพของการกระทำแบบสองทิศทาง. อย่างไรก็ตามเคมีสามารถสื่อสารได้ทางเดียวเท่านั้น

ความสามารถในการประสานงาน

การซิงโครไนซ์ของกิจกรรมของเซลล์ประสาทถูกสร้างขึ้นในไซแนปส์ไฟฟ้า ซึ่งทำให้เซลล์ประสาทสามารถประสานสัมพันธ์กันได้.

ความเร็ว

เกี่ยวกับความเร็วของการสื่อสารนั้นเร็วกว่าในซิงก์ไฟฟ้าเนื่องจากศักยภาพในการดำเนินการ เดินทางผ่านช่องไอออนโดยไม่ต้องปล่อยสารเคมีใดๆ.

ข้อเสีย

ไซแนปส์ไฟฟ้ายังมีข้อเสียเหนือซินแนปส์เคมี โดยหลักแล้ว พวกเขาไม่สามารถแปลงสัญญาณกระตุ้นจากเซลล์ประสาทหนึ่งไปเป็นสัญญาณยับยั้งในอีกเซลล์หนึ่งได้ นั่นคือพวกมันขาดความยืดหยุ่น ความเก่งกาจ และความสามารถในการปรับสัญญาณที่คู่เคมีของมันมีอยู่

• คุณอาจจะสนใจ: "ไซแนปส์: คืออะไร ประเภทและหน้าที่"

คุณสมบัติของไซแนปส์ประเภทนี้

ช่องระหว่างเซลล์ส่วนใหญ่ที่ก่อตัวเป็นไซแนปส์ไฟฟ้า ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า; นั่นคือ สื่อนำไฟฟ้า (หรือตรงกันข้าม ความต้านทานต่อการผ่านของกระแสไฟฟ้า) จะแปรผันตามฟังก์ชันของความต่างศักย์ทั้งสองด้านของเยื่อที่ก่อตัวเป็นทางแยก

ในความเป็นจริงแล้ว สหภาพแรงงานบางแห่ง ความไวของแรงดันไฟฟ้าของช่องสัญญาณนี้ช่วยให้กระแสดีโพลาไรซ์สามารถดำเนินการได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น (สิ่งที่เรียกว่าการแก้ไขไซแนปส์ไฟฟ้า)

นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นที่ช่องทางการสื่อสารส่วนใหญ่ถูกปิดเพื่อตอบสนองต่อค่า pH ภายในเซลล์ที่ลดลงหรือ เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของแคลเซียมในไซโตพลาสซึม (ในไซโตพลาสซึม กระบวนการเมแทบอลิซึมของ เซลล์).

มีข้อเสนอแนะว่าคุณสมบัติเหล่านี้มีบทบาทในการป้องกันโดยการจัดหาเซลล์อื่นที่ได้รับบาดเจ็บออกจากเซลล์เนื่องจากใน ประการแรก มีแคลเซียมและโปรตอนไซโตพลาสซึมเพิ่มขึ้นอย่างมากซึ่งอาจส่งผลต่อเซลล์ที่อยู่ติดกันหากพวกมันข้ามช่อง ผู้สื่อสาร

การเชื่อมต่อของระบบประสาท

การตรวจสอบจำนวนมากสามารถตรวจสอบได้ว่าเซลล์ประสาทไม่ได้เชื่อมต่อกันแบบอนาธิปไตย แต่ความสัมพันธ์ระหว่างศูนย์ประสาทต่างๆ ปฏิบัติตามแนวทางที่อยู่เหนือสัตว์ชนิดใดชนิดหนึ่งซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของกลุ่มสัตว์.

การเชื่อมต่อระหว่างศูนย์ประสาทที่แตกต่างกันนี้เกิดขึ้นระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อนและจะสมบูรณ์แบบเมื่อมันเติบโตและพัฒนา การเดินสายพื้นฐานในสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังต่างๆ แสดงความคล้ายคลึงกันโดยทั่วไป ภาพสะท้อนของรูปแบบการแสดงออกของยีน สืบทอดมาจากบรรพบุรุษร่วมกัน

ในระหว่างการแยกความแตกต่างของเซลล์ประสาท แอกซอนของมันจะเติบโตตามลักษณะทางเคมีของโครงสร้างที่ก่อตัวขึ้น พบในเส้นทางของมันและใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงเพื่อทราบวิธีวางตำแหน่งตัวเองและวางตำแหน่งตัวเองภายในโครงข่ายประสาทเทียม

การศึกษาเกี่ยวกับการเชื่อมต่อของเซลล์ประสาทยังแสดงให้เห็นว่าโดยปกติแล้วจะมีความสอดคล้องกันระหว่างตำแหน่งของเซลล์ประสาทที่สามารถคาดเดาได้ ในจุดศูนย์กลางของแหล่งกำเนิดและแอกซอนของมันในศูนย์กลางของปลายทาง ทำให้สามารถสร้างแผนที่ภูมิประเทศที่แม่นยำของการเชื่อมต่อระหว่างทั้งสอง โซน

การอ้างอิงบรรณานุกรม:

• แว็กซ์แมน, เอส. (2012). กายวิภาคศาสตร์ทางคลินิก ปาดัว: Piccin