Synapsa to struktura, która ułatwia przekazywanie sygnału z jednego neuronu do drugiego. W układzie neurologicznym odkryto synapsy. Mogą być przez nie wysyłane sygnały elektryczne lub chemiczne. Synapsy elektryczne i chemiczne to dwa podstawowe typy synaps, które można podzielić na kategorie na podstawie rodzaju sygnału.
Dzięki zbliżeniu ich błon plazmatycznych do synapsy, dwa oddziałujące ze sobą neurony mogą przekazywać sygnał bardziej poprawnie i skutecznie.
Synapsa chemiczna a synapsa elektryczna
Różnica między synapsą chemiczną a elektryczną polega na tym, że w synapsie chemicznej impuls nerwowy jest przesyłany chemicznie przez neuroprzekaźniki, podczas gdy w synapsie elektrycznej impuls nerwowy jest przesyłany elektrycznie przez białka kanałowe. Jako sygnał elektryczny impulsy nerwowe przechodzą przez błonę aksonu. W przypadku tej pierwszej, czyli synapsy chemicznej, sygnał elektryczny zostaje zamieniony na sygnał chemiczny. Z drugiej strony synapsa elektryczna może przenosić impuls przez jony. Synapsy elektryczne są zatem znacznie szybsze niż synapsy chemiczne.
Chemiczne połączenia synaps mogą powstawać między dwoma neuronami lub neuronem i komórką nieneuronalną. Komórka nieneuronowa może być różnego rodzaju, np. komórka mięśniowa, komórka gruczołowa, komórka czuciowa). Kompleks synaptyczny każdej synapsy chemicznej jest nieredukowalną jednostką podstawową, która reprezentuje absolutne minimum dla efektywnej chemicznej transmisji synaptycznej. Te trzy składniki to element presynaptyczny (taki jak zakończenie aksonu), szczelina synaptyczna i element postsynaptyczny (taki jak kręgosłup dendrytyczny).
Synapsy elektryczne to struktura, która pozwala dwóm neuronom na interakcję ze sobą za pomocą impulsów elektrycznych, a nie substancji chemicznych. W synapsie elektrycznej błony neuronu presynaptycznego i postsynaptycznego zbliżają się do siebie i łączą się, tworząc połączenie szczelinowe. Sygnał, który ma postać prądu jonowego, przepływa pasywnie przez złącze szczelinowe, umożliwiając przesłanie sygnału. Connexony, które są kanałami białkowymi, są wykorzystywane do wytwarzania połączenia szczelinowego.
Tabela porównawcza między synapsą chemiczną a synapsą elektryczną
| Parametry porównania | Synapsa chemiczna | Synapsy elektryczne |
| Definicja | Synapsa chemiczna to połączenie między komórkami, w którym neuroprzekaźniki wysyłają impulsy nerwowe w jeden sposób. | Synapsa elektryczna to połączenie komórkowe między dwiema komórkami nerwowymi, w którym impulsy nerwowe są szybko przekazywane za pomocą jonów. |
| Występowanie | U zwierząt wyższych obecne są synapsy chemiczne. | Niższe kręgowce i bezkręgowce mają synapsy elektryczne. |
| Jednostronny/dwustronny | W synapsie chemicznej wiadomości są wysyłane tylko w jednym kierunku. | W synapsie elektrycznej wiadomości są wysyłane w obu kierunkach. |
| Rozmiar szczeliny synaptycznej | Rozmiar synapsy chemicznej jest ogromny (10-20 nm). | Synapsa elektryczna jest mniejszą wersją synaps (0,2 nm). |
| Chemo-receptory | W synapsach chemicznych chemoreceptory znajdują się na błonie postsynaptycznej. | Chemoreceptory nie występują na błonie postsynaptycznej synaps elektrycznych. |
Co to jest synapsa chemiczna?
Synapsy chemiczne to biologiczne łączniki, które umożliwiają neuronom wysyłanie impulsów do siebie, a także do komórek nieneuronalnych, takich jak mięśnie i gruczoły. Synapsy chemiczne umożliwiają neuronom w ośrodkowym układzie nerwowym tworzenie obwodów. Odgrywają kluczową rolę w obliczeniach biologicznych, które stanowią podstawę percepcji i poznania. Pozwalają układowi nerwowemu komunikować się z innymi systemami ciała i kontrolować je.
Połączenia komórkowe, przez które impulsy nerwowe są dostarczane w jednym kierunku przez neuroprzekaźniki, nazywane są synapsami chemicznymi. Błony presynaptyczne i postsynaptyczne to dwa rodzaje błon plazmatycznych. Błony presynaptyczne znajdują się w komórkach presynaptycznych, podczas gdy błony postsynaptyczne znajdują się w komórkach postsynaptycznych. Pomiędzy błoną presynaptyczną i postsynaptyczną znajduje się szczelina synaptyczna.
Płyn śródmiąższowy wypełnia lukę między synapsami. Bramkowane napięciem kanały wapniowe błony presynaptycznej otwierają się, gdy na końcu błony presynaptycznej wykrywany jest potencjał czynnościowy. Stężenie jonów wapnia w szczelinie synaptycznej wynosi około 10-3 M, podczas gdy stężenie wewnątrz komórek nerwowych wynosi zazwyczaj 10-7 M. Jony wapnia przechodzą przez kanały wapniowe ze szczeliny synaptycznej do przedsynaptycznej komórki nerwowej.
Podnosi to poziom wapnia w presynaptycznej komórce nerwowej, umożliwiając pęcherzykom synaptycznym połączenie z błoną presynaptyczną i neuroprzekaźnikami egzocytozy w szczelinie synaptycznej. Te neuroprzekaźniki przechodzą przez szczelinę synaptyczną i wiążą się z receptorami na błonie postsynaptycznej. Powodują indukowanie potencjału czynnościowego na błonie neuronu postsynaptycznego.
Co to jest synapsa elektryczna?
Synapsa elektryczna to połączenie między komórkami nerwowymi, w którym impulsy nerwowe są przekazywane przez jony. Synapsa elektryczna ma maleńką szczelinę synaptyczną, a połączenie szczelinowe łączy dwie błony plazmatyczne neuronów. Zarówno w błonie presynaptycznej, jak i postsynaptycznej, połączenie szczelinowe zawiera odpowiednio dopasowane pary białek kanałowych.
Pory utworzone przez każdą parę kanałów są znacznie większe niż w konwencjonalnym kanale jonowym. W rezultacie, oprócz jonów, przez te połączenia szczelinowe mogą przechodzić również duże molekuły. Metabolity wewnątrzkomórkowe i wtórni posłańcy mogą zatem przemieszczać się między dwoma neuronami.
Chociaż synapsy elektryczne są mniej powszechne niż synapsy chemiczne, są one rozmieszczone w całym układzie nerwowym i pełnią istotne i odrębne role. Synapsy elektryczne mają zupełnie inny sposób neuroprzekaźnictwa niż synapsy chemiczne. Błony presynaptyczne i postsynaptyczne synapsy elektrycznej są stosunkowo blisko siebie, a białka kanałowe wytwarzają połączenia szczelinowe, które łączą je fizycznie. Prąd może płynąć z jednej komórki do drugiej przez złącza szczelinowe.
Inne molekuły, w tym ATP, mogą przenikać przez pory o szerokim złączu szczelinowym oprócz jonów, które przenoszą ten prąd. Z drugiej strony synapsy elektryczne umożliwiają bierne przekazywanie potencjału czynnościowego z jednego neuronu do drugiego przez pory połączeń szczelinowych.
Główne różnice między synapsą chemiczną a synapsą elektryczną
Wniosek
Synapsa chemiczna to przestrzeń między dwoma neuronami, przez którą informacje są przesyłane chemicznie w postaci cząsteczek neuroprzekaźnika. Synapsa elektryczna to przerwa między dwoma neuronami, które są połączone białkami kanałowymi, dzięki czemu sygnał elektryczny może przejść bezpośrednio przez synapsę. Synapsy elektryczne są szybsze niż synapsy chemiczne (elektryczność przepływa szybciej niż molekuły i nie wymagają receptorów), ale brakuje im wzmocnienia.
Substancje chemiczne mogą wzmacniać sygnał, ale sygnały elektryczne są zawsze takie same lub mniejsze po synapsie. Dwie formy przerw między komórkami nerwowymi to synapsy chemiczne i synapsy elektryczne. Impulsy nerwowe są wysyłane przez oba rodzaje synaps. Neuroprzekaźniki są wykorzystywane przez synapsy chemiczne do przekazywania impulsów nerwowych. Z drugiej strony synapsy elektryczne przekazują potencjały czynnościowe za pośrednictwem jonów, które przechodzą przez złącza szczelinowe.
Sposób transmisji sygnału przez szczelinę synaptyczną w każdym rodzaju synaps jest podstawową różnicą między synapsami chemicznymi i elektrycznymi.
