Πώς επικοινωνούν οι νευρώνες μεταξύ τους

Το νευρικό σύστημα των ζώων αποτελείται από δισεκατομμύρια νευρώνες. Οι νευρώνες είναι ηλεκτρικά διεγέρσιμα κύτταρα που μεταδίδουν νευρικές ώσεις σε όλο το νευρικό σύστημα. Ωστόσο, μια διασταύρωση γνωστή ως σύναψη μπορεί να εντοπιστεί μεταξύ των νευρώνων. Οι νευρώνες επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω των συνάψεων. Δύο τύποι συνάψεων μπορούν να αναγνωριστούν με βάση τον μηχανισμό μετάδοσης των νευρικών ερεθισμάτων. Είναι χημικές συνάψεις και ηλεκτρικές συνάψεις. Οι περισσότερες συνάψεις είναι χημικές συνάψεις. Η μετάδοση των νευρικών ερεθισμάτων γίνεται μέσω χημικών αγγελιοφόρων γνωστών ως νευροδιαβιβαστές. Στις ηλεκτρικές συνάψεις, οι νευρικές ώσεις μεταδίδονται μέσω μιας ροής ιόντων.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το Synapse
     – Ορισμός, Γεγονότα, Τύποι
2. Πώς επικοινωνούν οι νευρώνες μεταξύ τους μέσω των συνάψεων
     – Εισαγωγή, Χημική συναπτική μετάδοση, Ηλεκτρική συναπτική μετάδοση

Βασικοί όροι:χημικές συνάψεις, ηλεκτρικές συνάψεις, ροή ιόντων, νευρώνες, νευροδιαβιβαστές, συνάψεις

Τι είναι το Synapse

Μια σύναψη είναι μια διασταύρωση μεταξύ δύο νευρώνων. Χρησιμεύει ως σημείο λειτουργικής επαφής μεταξύ των νευρώνων, βοηθώντας τη μετάδοση των νευρικών ερεθισμάτων μεταξύ τους. Οι συνάψεις βρίσκονται ανάμεσα σε δύο δενδρίτες, δενδρίτη/άξονα ή δενδρίτη/κυτταρικό σώμα άλλου νευρώνα. Η μετάδοση των νευρικών ερεθισμάτων μέσω των νευρώνων φαίνεται στο σχήμα 1 .

Εικόνα 1:Μετάδοση νευρικών παλμών

Οι δύο τύποι συνάψεων είναι οι χημικές και οι ηλεκτρικές συνάψεις. Τα τρία συστατικά μιας τυπικής σύναψης είναι η προσυναπτική μεμβράνη, η συναπτική σχισμή και η μετασυναπτική μεμβράνη.

Πώς οι νευρώνες επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω των συνάψεων

Οι νευρώνες μεταδίδουν νευρικές ώσεις μέσω νευρικών ερεθισμάτων ή δυναμικών δράσης που δημιουργούνται στην πλασματική μεμβράνη του άξονα. Αυτό το δυναμικό δράσης θα πρέπει να μεταδοθεί μέσω της σύναψης σε έναν δεύτερο νευρώνα προκειμένου να μεταδοθεί η νευρική ώθηση στον στόχο. Ωστόσο, ο τρόπος μετάδοσης των νευρικών ερεθισμάτων μέσω της σύναψης είναι διαφορετικός. Επιπλέον, οι δύο τύποι συνάψεων μεταδίδουν τα δυναμικά δράσης με διαφορετικούς τρόπους.

Chemical Synapse:Synaptic Transmission

Οι χημικές συνάψεις είναι οι σύνδεσμοι μέσω των οποίων μεταδίδονται τα δυναμικά δράσης μέσω χημικών σημάτων. Οι περισσότερες συνδέσεις κυττάρων θηλαστικών αποτελούνται από χημικές συνάψεις. Ένα σημαντικό κενό γνωστό ως συναπτική σχισμή εμφανίζεται στις χημικές συνάψεις. Η απόσταση του διακένου θα μπορούσε να είναι 10-20 nm. Η μετάδοση των νευρικών ερεθισμάτων μέσω χημικών συνάψεων γίνεται μέσω χημικών αγγελιοφόρους γνωστούς ως νευροδιαβιβαστές. Αυτοί οι νευροδιαβιβαστές αποθηκεύονται σε συναπτικά κυστίδια κοντά στην προσυναπτική μεμβράνη. Όταν ένα δυναμικό δράσης φθάνει στο τερματικό του προσυναπτικού νευρώνα, τα κλειστά με τάση κανάλια ιόντων Ca στην προσυναπτική μεμβράνη ενεργοποιούνται για να αυξήσουν την εισροή Ca στο κύτταρο. Γενικά, η συγκέντρωση Ca είναι υψηλότερη στο εξωτερικό του νευρικού κυττάρου. Τα ιόντα Ca διευκολύνουν τη σύντηξη των συναπτικών κυστιδίων στην προσυναπτική μεμβράνη, απελευθερώνοντας τους νευροδιαβιβαστές στη συναπτική σχισμή. Η συναπτική μετάδοση μιας χημικής σύναψης φαίνεται στο σχήμα 2.

Εικόνα 2:Χημική σύναψη

Αυτοί οι νευροδιαβιβαστές διαχέονται μέσω της συναπτικής σχισμής και συνδέονται με τους υποδοχείς της μετασυναπτικής μεμβράνης. Οι ενεργοποιημένοι μετασυναπτικοί υποδοχείς προκαλούν το άνοιγμα ή το κλείσιμο διαφόρων τύπων διαύλων ιόντων κατά τη δέσμευση νευροδιαβιβαστών. Αυτό οδηγεί σε αποπόλωση ή υπερπόλωση της μετασυναπτικής μεμβράνης. Η αποπόλωση της μετασυναπτικής μεμβράνης προκαλεί το διεγερτικό μετασυναπτικό δυναμικό (EPSP), δημιουργώντας ένα δυναμικό δράσης. Η υπερπόλωση της μετασυναπτικής μεμβράνης προκαλεί το ανασταλτικό μετασυναπτικό δυναμικό (IPSP), καθιστώντας λιγότερο πιθανό να δημιουργήσει δυναμικό δράσης.

Electrical Synapse:Synaptic Transmission

Οι ηλεκτρικές συνάψεις είναι οι σύνδεσμοι μέσω των οποίων μεταδίδονται δυναμικά δράσης μέσω μιας ροής ιόντων που συμβαίνει από τον προσυναπτικό στον μετασυναπτικό νευρώνα. Βρίσκονται κυρίως σε κατώτερα σπονδυλωτά και ασπόνδυλα. Βρίσκονται επίσης στον εγκέφαλο των θηλαστικών. Γενικά, οι ηλεκτρικές συνάψεις μεταδίδουν νευρικές ώσεις με μεγαλύτερη ταχύτητα από μια χημική σύναψη. Οι ηλεκτρικές συνάψεις μπορεί να μην περιέχουν συναπτική σχισμή ή μικροσκοπική συναπτική σχισμή. Μια ηλεκτρική σύναψη σχηματίζεται από μια διασταύρωση κενού. Επιπλέον, η ηλεκτρική σύναψη μπορεί να μεταδώσει νευρικές ώσεις και προς τις δύο κατευθύνσεις. Η δράση μιας ηλεκτρικής σύναψης φαίνεται στο σχήμα 3 .

Εικόνα 3:Ηλεκτρική Σύναψη
A – Προσυναπτικός νευρώνας, Β – Μετασυναπτικός νευρώνας, 1 – Μιτοχόνδρια, 2 – Κανάλια ιόντων, 3 – Ηλεκτρικό σήμα

Ωστόσο, οι ηλεκτρικές συνάψεις δεν μπορούν να μετατρέψουν ένα EPSP σε IPSP ή ένα IPSP σε EPSP όπως κάνουν οι χημικές συνάψεις.

Συμπέρασμα

Οι νευρώνες είναι η δομική και λειτουργική μονάδα του νευρικού συστήματος. Οι συνάψεις είναι τα κενά μεταξύ των νευρώνων που είναι υπεύθυνοι για τη μετάδοση των νευρικών ερεθισμάτων μεταξύ των νευρώνων. Οι δύο τύποι νευρώνων στο νευρικό σύστημα είναι οι χημικές συνάψεις και οι ηλεκτρικές συνάψεις. Οι χημικές συνάψεις μεταδίδουν νευρικές ώσεις μέσω χημικών σημάτων γνωστών ως νευροδιαβιβαστές. Οι ηλεκτρικές συνάψεις μεταδίδουν νευρικές ώσεις μέσω μιας ροής ιόντων που συμβαίνει από τον προσυναπτικό στον μετασυναπτικό νευρώνα.

Αναφορά:

1. «Η σύναψη». Khan Academy , Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "Chemical synapse schema cropped" Από χρήστη:Looie496 δημιουργήθηκε αρχείο, Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας των ΗΠΑ, Εθνικό Ινστιτούτο για τη Γήρανση –  (Δημόσιος Τομέας) μέσω του Commons Wikimedia
2. «Εικόνα 35 02 07» Από CNX OpenStax – ( CC BY 4.0) μέσω Commons Wikimedia
3. "Synapse diag2" (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia