Cum neuroni comunică între ei

Sistemul nervos al animalelor este format din miliarde de neuroni. Neuronii sunt celule excitabile electric care transmit impulsuri nervoase în sistemul nervos. Cu toate acestea, o joncțiune cunoscută sub numele de sinapse poate fi identificată între neuroni. Neuronii se comunică reciproc prin sinapse. Două tipuri de sinapsă pot fi identificate pe baza mecanismului de transmitere a impulsurilor nervoase. Acestea sunt sinapse chimice și sinapse electrice. Majoritatea sinapselor sunt sinapse chimice. Transmiterea impulsurilor nervoase are loc prin intermediul mesagerilor chimici cunoscuți ca neurotransmițători. În sinapselor electrice, impulsurile nervoase sunt transmise prin intermediul unui flux de ioni.

Domenii cheie acoperite

1. Ce este o Synapse
     - Definiție, fapte, tipuri
2. Cum neuronii comunică unul cu altul prin intermediul sinapsei
     - Introducere, transmisie sinaptică chimică, transmisie electrică sinaptică

Termeni-cheie: Sinapse chimice, Synapse electrice, flux ionic, neuroni, neurotransmițători, sinapse

Ce este o Synapse

O sinapsă este o joncțiune între doi neuroni. Acesta servește ca un loc de contact funcțional între neuroni, ajutând la transmiterea impulsurilor nervoase între ele. Sinapsele se găsesc între doi dendriți, dendriți / axoni sau dendriți / celula unui alt neuron. Transmiterea impulsurilor nervoase prin neuroni este prezentată în figura 1.

Figura 1: Transmiterea impulsurilor nervoase

Cele două tipuri de sinapsă sunt sinapsele chimice și sinapsele electrice. Cele trei componente ale sinapselor tipice sunt membrana pre-sinaptică, cleftul sinaptic și membrana post-sinaptică.

Cum neuronii comunică unul cu altul prin intermediul sinapsei

Neuronii transmit impulsuri nervoase prin impulsuri nervoase sau potențiale de acțiune generate pe membrana plasmatică a axonului. Acest potențial de acțiune ar trebui să fie transmis prin sinapse unui al doilea neuron pentru a transmite impulsul nervos țintă. Cu toate acestea, modul de transmitere a impulsurilor nervoase prin sinapse este diferit. În plus, cele două tipuri de sinapsă transmit potențialul de acțiune în moduri diferite.

Sinapse chimice: transmisie sinaptică

Sinapsele chimice sunt joncțiunile prin care potențialele de acțiune sunt transmise prin intermediul semnalelor chimice. Cele mai multe joncțiuni de celule mamifere sunt compuse din sinapse chimice. Un decalaj considerabil cunoscut sub numele de despicare sinaptică are loc în sinapsele chimice. Distanța dintre decalaj ar putea fi de 10-20 nm. Transmiterea impulsurilor nervoase prin sinapse chimice are loc prin intermediul mesagerilor chimici cunoscuți ca neurotransmițători. Acești neurotransmițători sunt depozitați în vezicule sinaptice în apropierea membranei pre-sinaptice. Când un potențial de acțiune ajunge la terminalul neuronului pre-sinaptic, tensiunea Ca²⁺ canalele de ioni din membrana pre-sinaptică sunt activate pentru a mări Ca²⁺ aflux la celula. În general, Ca²⁺ concentrația este mai mare la exteriorul celulei nervoase. Ca²⁺ ionii facilitează fuziunea veziculelor sinaptice cu membrana pre-sinaptică, eliberând neurotransmițătorii în cleștele sinaptice. Transmiterea sinaptică a unei sinapse chimice este prezentată în figura 2.

Figura 2: Sinapse chimice

Acești neurotransmițători difuzează prin cleștele sinaptice și se leagă de receptorii de pe membrana post-sinaptică. Receptorii post-sinaptici activi determină deschiderea sau închiderea diferitelor tipuri de canale ionice la legarea neurotransmițătorilor. Aceasta duce la depolarizarea sau hiperpolarizarea membranei post-sinaptice. Depolarizarea membranei post-sinaptice determină potențialul postsynaptic excitator (EPSP), generând un potențial de acțiune. Hiperpolarizarea membranei post-sinaptice determină potențialul postsynaptic inhibitor (IPSP), făcând mai puțin probabil să genereze un potențial de acțiune.

Sinapse electrice: transmisie sinaptică

Sinexele electrice sunt joncțiunile prin care potențialele de acțiune sunt transmise prin intermediul unui flux de ioni care apare de la neuronul pre-sinaptic la cel post-sinaptic. Acestea se găsesc în principal în vertebrate și nevertebrate inferioare. Ele se regăsesc și în creierul mamiferelor. În general, sinapsele electrice transmit impulsuri nervoase la o viteză mai mare decât o sinapsă chimică. Sinapsele electrice nu pot conține cleft sinaptic sau o mică cleftă sinaptică. O sinapsă electrică este formată de o joncțiune gap. În plus, sinapsele electrice pot transmite impulsuri nervoase în ambele direcții. Acțiunea unei sinapse electrice este prezentată în figura 3.

Figura 3: Sinapse electrice
A - Neuron pre-sinaptic, B - Neuron post-sinaptic, 1 - Mitocondrie, 2 canale ionice, 3 - Semnal electric

Cu toate acestea, sinapsele electrice nu pot transforma un EPSP într-un IPSP sau un IPSP într-un EPSP, deoarece sinapsele chimice nu.

Concluzie

Neuronii sunt unitatea structurală și funcțională a sistemului nervos. Sinapsele sunt diferențele dintre neuronii responsabili de transmiterea impulsurilor nervoase între neuroni. Cele două tipuri de neuroni din sistemul nervos sunt sinapsele chimice și sinapsele electrice. Sinapsele chimice transmit impulsuri nervoase prin intermediul semnalelor chimice cunoscute sub numele de neurotransmițători. Sinexele electrice transmit impulsuri nervoase prin intermediul unui flux de ioni ce apare de la neuronul pre-sinaptic la cel post-sinaptic. 

Referinţă:

1. "Sinapsei". Academia Khan, Disponibil aici.

Datorită fotografiei:

1. "Schema synapse chimice cultivată" de către utilizator: Looie496 a creat fișierul, US National Institutes of Health, Institutul Național pentru îmbătrânire - (Domeniul Public) prin Wikimedia Wikimedia
2. "Figura 35 02 07" Prin CNX OpenStax - (CC BY 4.0) prin Wikimedia Commons
3. "Synapse diag2" (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons