Elektriksel sinapslar: nasıl oldukları ve sinir sisteminde nasıl çalıştıkları

Sinir sistemimizin temel özelliği, bilgiyi bir hücreden diğerine iletme yeteneğidir. Bu hücreler arası iletişim birkaç şekilde gerçekleşir ve bunlardan biri elektrik sinapsları, elektrik akımının geçişine izin veren küçük yarıklar.

Bu tip sinaps daha çok omurgasız hayvanlara ve aşağı omurgalılara özgü olsa da, insanlar da dahil olmak üzere memeli sinir sisteminin bazı bölgelerinde de gözlemlenmiştir.

Son yıllarda, elektriksel sinapslar, önemini daha fazla sayıda ve karmaşık kimyasal sinapslar lehine kaybetmiştir. Bu yazıda, bu elektriksel sinapsların neye benzediğini ve onları neyin karakterize ettiğini göreceğiz.

• İlgili yazı: "Sinaptik boşluk nedir ve nasıl çalışır?"

Elektriksel sinapslar nelerdir?

Nöronlar arasındaki bilgi transferi, sinaps olarak bilinen özel bir kavşak seviyesinde gerçekleşir. Bu sinaptik boşlukta, nöronlar iletişim kurar ve esas olarak iki yol kullanır: sinaps kimya, bilgi iletimi maddelerin veya nörotransmiterlerin salınmasıyla gerçekleştiğinde ve elektriksel.

Elektriksel sinapslarda, pre- ve postsinaptik nöronların zarları bir boşluk kavşağı veya boşluk kavşağı ile birleştirilir.

elektrik akımının bir hücreden diğerine aktığı ve doğrudan.

Bu boşluk bağlantı kanalları, düşük bir dirence (veya yüksek bir iletkenliğe), yani elektrik akımının geçişine sahiptir. Pozitif veya negatif yüklü, presinaptikten postsinaptik nörona akar, depolarizasyon veya hiperpolarizasyon.

hiperpolarizasyon ve depolarizasyon

Dinlenme durumunda, bir nöronun dinlenme potansiyeli (zar boyunca potansiyel) -60 ila -70 milivolttur. Bu şu anlama gelir hücrenin içi dışına göre negatif yüklüdür.

Bir elektriksel sinapsta, membran potansiyeli belirli bir noktada daha negatif hale geldiğinde bir hiperpolarizasyon meydana gelir. nöronal membran, depolarizasyon ise membran potansiyeli daha az negatif (veya daha fazla) olduğunda meydana gelir. pozitif).

İkisi de hiperpolarizasyon depolarizasyon gibi iyon kanalları (spesifik iyonların geçişine izin veren proteinler) hücre zarı), belirli iyon türlerinin hücreye girme veya hücreden ayrılma yeteneğini değiştiren zarın açılıp kapanmasıdır. hücre.

• İlginizi çekebilir: "Eylem potansiyeli: nedir ve aşamaları nelerdir?"

Kimyasal sinapslarla farklılıklar

İşlevsel bir bakış açısıyla, elektriksel sinapslar boyunca nöronlar arasındaki iletişim, kimyasal sinapslarda meydana gelenden önemli ölçüde farklıdır.. Ana fark hızdır: ikincisinde, aksiyon potansiyeli maksimuma ulaştığından itibaren sinaptik bir gecikme vardır. nörotransmitter salınana kadar presinaptik terminal, oysa elektriksel sinapslarda gecikme neredeyse yok

Bu kadar yüksek bir hızda bu hücreler arası iletişim, elektriksel sinapslarla birbirine bağlanan nöron ağlarının eşzamanlı işlevsel eşleşmesine (bir senkronizasyon) izin verir.

Elektriksel ve kimyasal sinapslar arasındaki diğer bir fark, düzenlemelerinde yatmaktadır.. İkincisi, sonuçta nörotransmiterin reseptöre salınmasına ve bağlanmasına yol açan çok sayıda kontrol noktasına tabi olan karmaşık bir çok adımlı süreci takip etmelidir. Tüm bunlar, hücreler arası kanalların hemen hemen her durumda iyonların ve küçük moleküllerin çift yönlü akışına izin verdiği elektriksel sinapsların basitliğiyle çelişir.

Kimyasal sinapslara karşı elektriksel sinapsların avantajları

elektriksel sinapslar daha az karmaşık omurgalı hayvanlarda ve memelilerin beyninin bazı bölgelerinde en yaygın olanlarıdır.. Kimyasal sinapslardan daha hızlıdırlar ancak daha az plastiktirler. Bununla birlikte, bu tür bir sinapsın çok dikkate değer birkaç avantajı vardır:

çift ​​yönlülük

elektriksel sinaps Aksiyon potansiyellerinin çift yönlü iletimi vardır. Ancak kimya yalnızca tek bir şekilde iletişim kurabilir.

koordinasyon kapasitesi

Nöronal aktivitenin senkronizasyonu elektriksel sinapslarda üretilir, sinir hücrelerinin birbirleriyle koordine olmasını sağlayan şey.

Hız

İletişim hızına gelince, elektriksel sinapslarda daha hızlıdır, çünkü aksiyon potansiyelleri Herhangi bir kimyasal salmak zorunda kalmadan iyon kanalı boyunca seyahat edin.

Dezavantajları

Elektriksel sinapsların ayrıca kimyasal sinapslara göre dezavantajları vardır. Temel olarak, bir nörondan gelen uyarıcı bir sinyali diğerinde inhibe edici bir sinyale dönüştüremezler. Yani, kimyasal muadillerinin sahip olduğu esneklik, çok yönlülük ve sinyalleri modüle etme yeteneğinden yoksundurlar.

• İlginizi çekebilir: "Sinaps: ne oldukları, türleri ve işlevleri"

Bu tür sinapsın özellikleri

Elektrik sinapslarını oluşturan hücreler arası kanalların çoğu gerilime bağlıdır; yani iletkenliği (veya tersine elektrik akımının geçişine karşı direnci), bağlantıyı oluşturan zarların her iki tarafındaki potansiyel farkın bir fonksiyonu olarak değişir.

Hatta bazı sendikalarda bu kanal voltaj hassasiyeti, kutupsuzlaştırıcı akımların yalnızca bir yönde iletilmesine izin verir (elektrik sinapslarını düzeltmek olarak bilinen şey).

Aynı zamanda, iletişim kanallarının çoğunun hücre içi pH'daki düşüşe yanıt olarak kapanması veya sitoplazmik kalsiyumun yükselmesi nedeniyle (sitoplazmada, hücre).

Bu özelliklerin yaralı hücrelerin diğer hücreler tarafından ayrılmasını sağlayarak koruyucu bir role sahip olduğu öne sürülmüştür. İlk olarak, kalsiyum ve sitoplazmik protonlarda, kanalları geçerlerse bitişik hücreleri etkileyebilecek önemli artışlar vardır. iletişimciler.

sinirsel bağlantı

Çok sayıda araştırma, nöronların birbirleriyle anarşik olarak bağlantılı olmadığını, ancak farklı sinir merkezleri arasındaki ilişkilerin doğrulandığını doğrulayabilmiştir. hayvan grubunun özelliği olan belirli bir hayvan türünü aşan yönergeleri izleyin.

Farklı sinir merkezleri arasındaki bu bağlantı, embriyonik gelişim sırasında ortaya çıkar ve büyüyüp geliştikçe mükemmelleşir. Çeşitli omurgalı hayvanlardaki temel kablolama genel bir benzerlik gösterir. gen ifade modellerinin bir yansıması ortak atalardan miras kaldı.

Bir nöronun farklılaşması sırasında aksonu, oluşan yapıların kimyasal özelliklerine göre büyür. yolunu bulur ve bunlar kendisini nasıl konumlandıracağını bilmek ve sinir ağı içinde konumlandırmak için bir referans görevi görür.

Nöronal bağlantı çalışmaları, nöronların konumu arasında genellikle öngörülebilir bir yazışma olduğunu da göstermiştir. başlangıç ​​merkezinde ve aksonlarının aksonları varış merkezinde, her ikisi arasındaki bağlantının kesin topografik haritalarını oluşturabilme bölgeler.

Bibliyografik referanslar:

• Balmumu, S. (2012). Klinik nöroanatomi. Padua: Piccin.