Una sinapsi è una struttura che facilita la trasmissione del segnale da un neurone all'altro. Nel sistema neurologico vengono scoperte le sinapsi. Segnali elettrici o chimici possono essere inviati da loro. Le sinapsi elettriche e chimiche sono i due tipi fondamentali di sinapsi che possono essere classificati in base al tipo di segnale.
Avvicinando le loro membrane plasmatiche alla sinapsi, i due neuroni interagenti possono trasferire il segnale in modo più corretto ed efficace.
Sinapsi chimica vs sinapsi elettrica
La differenza tra una sinapsi chimica ed elettrica è che in una sinapsi chimica, l'impulso nervoso viene inviato chimicamente tramite neurotrasmettitori, mentre in una sinapsi elettrica, l'impulso nervoso viene trasmesso elettricamente tramite proteine di canale. Come segnale elettrico, gli impulsi nervosi viaggiano attraverso la membrana dell'assone. Nel caso della prima, cioè della sinapsi chimica, un segnale elettrico si trasforma in segnale chimico. Una sinapsi elettrica, invece, può veicolare l'impulso attraverso gli ioni. Le sinapsi elettriche sono, quindi, molto più veloci delle sinapsi chimiche.
Le connessioni sinapsi chimiche possono essere formate tra due neuroni o un neurone e una cellula non neuronale. La cellula non neuronale può essere di vario tipo, come cellula muscolare, cellula ghiandolare, cellula sensoriale). Il complesso sinaptico di ogni sinapsi chimica è un'unità fondamentale non riducibile che rappresenta il minimo indispensabile per un'efficace trasmissione sinaptica chimica. I tre componenti sono l'elemento presinaptico (come un terminale assone), la fessura sinaptica e l'elemento postsinaptico (come una spina dendritica).
Una sinapsi elettrica è una struttura che consente a due neuroni di interagire tra loro utilizzando impulsi elettrici anziché sostanze chimiche. In una sinapsi elettrica, le membrane del neurone presinaptico e del neurone postsinaptico si avvicinano molto e si uniscono formando una giunzione gap. Il segnale, che è sotto forma di corrente ionica, scorre quindi passivamente attraverso il gap junction, consentendo l'invio del segnale. Connexons, che sono canali proteici, vengono utilizzati per produrre una giunzione gap.
Tabella di confronto tra sinapsi chimica e sinapsi elettrica
| Parametri di confronto | sinapsi chimica | sinapsi elettrica |
| Definizione | Una sinapsi chimica è una connessione cellula-cellula in cui i neurotrasmettitori inviano impulsi nervosi in un modo. | Una sinapsi elettrica è una connessione cellulare tra due cellule nervose in cui gli impulsi nervosi vengono trasmessi rapidamente mediante l'uso di ioni. |
| Evento | Negli animali superiori sono presenti sinapsi chimiche. | I vertebrati inferiori e gli invertebrati hanno sinapsi elettriche. |
| Unidirezionale/Bidirezionale | In una sinapsi chimica, i messaggi vengono inviati solo in una direzione. | In una sinapsi elettrica, i messaggi vengono inviati in entrambe le direzioni. |
| Dimensione fessura sinaptica | La dimensione della sinapsi chimica è piuttosto enorme (10-20 nm). | La sinapsi elettrica è una versione più piccola delle sinapsi (0,2 nm). |
| Chemio-recettori | Nelle sinapsi chimiche, i chemio-recettori si trovano sulla membrana post-sinaptica. | I chemio-recettori non esistono sulla membrana post-sinaptica delle sinapsi elettriche. |
Cos'è la sinapsi chimica?
Le sinapsi chimiche sono connettori biologici che consentono ai neuroni di inviare impulsi tra loro e alle cellule non neuronali come muscoli e ghiandole. Le sinapsi chimiche consentono ai neuroni del sistema nervoso centrale di creare circuiti. Svolgono un ruolo fondamentale nei calcoli biologici che sono alla base della percezione e della cognizione. Consentono al sistema nervoso di comunicare e controllare altri sistemi corporei.
Le giunzioni cellulari attraverso le quali gli impulsi nervosi vengono consegnati in una direzione dai neurotrasmettitori sono indicate come sinapsi chimiche. Le membrane pre-sinaptiche e post-sinaptiche sono i due tipi di membrane plasmatiche. Le membrane presinaptiche si trovano nelle cellule presinaptiche, mentre le membrane postsinaptiche si trovano nelle cellule postsinaptiche. Tra le membrane pre-sinaptiche e post-sinaptiche c'è la fessura sinaptica.
Il liquido interstiziale riempie il divario tra le sinapsi. I canali del calcio voltaggio-dipendenti della membrana presinaptica vengono aperti quando viene rilevato un potenziale d'azione al terminale della membrana presinaptica. La concentrazione di ioni calcio nella fessura sinaptica è di circa 10-3 M, mentre la concentrazione all'interno delle cellule nervose è tipicamente 10-7 M. Gli ioni di calcio passano attraverso i canali del calcio dalla fessura sinaptica alla cellula nervosa pre-sinaptica.
Ciò aumenta i livelli di calcio all'interno della cellula nervosa presinaptica, consentendo alle vescicole sinaptiche di fondersi con la membrana presinaptica e i neurotrasmettitori di esocitosi nella fessura sinaptica. Questi neurotrasmettitori passano attraverso la fessura sinaptica e si legano ai recettori sulla membrana post-sinaptica. Causano l'induzione di un potenziale d'azione sulla membrana del neurone post-sinaptico.
Cos'è la sinapsi elettrica?
Una sinapsi elettrica è una connessione tra le cellule nervose in cui gli impulsi nervosi vengono trasmessi attraverso gli ioni. Una sinapsi elettrica ha una minuscola fessura sinaptica e una giunzione gap collega le due membrane plasmatiche dei neuroni. In entrambe le membrane pre-sinaptiche e post-sinaptiche, una giunzione gap comprende coppie di proteine canale opportunamente abbinate.
Il poro formato da ciascuna coppia di canali è significativamente più grande di quello di un canale ionico convenzionale. Di conseguenza, oltre agli ioni, grandi molecole possono passare attraverso queste giunzioni gap. I metaboliti intracellulari e i secondi messaggeri possono quindi viaggiare tra due neuroni.
Sebbene le sinapsi elettriche siano meno comuni delle sinapsi chimiche, sono distribuite in tutto il sistema nervoso e svolgono ruoli essenziali e distinti. Le sinapsi elettriche hanno un modo completamente diverso di neurotrasmissione rispetto alle sinapsi chimiche. Le membrane presinaptica e postsinaptica di una sinapsi elettrica sono relativamente vicine tra loro e le proteine canale producono giunzioni gap che le collegano fisicamente. La corrente può fluire da una cella all'altra attraverso giunzioni gap.
Altre molecole, incluso l'ATP, possono permeare attraverso i pori della giunzione ad ampio gap oltre agli ioni che convogliano questa corrente. Le sinapsi elettriche, invece, consentono la trasmissione passiva del potenziale d'azione da un neurone all'altro attraverso i pori delle giunzioni gap.
Principali differenze tra sinapsi chimica e sinapsi elettrica
Conclusione
Una sinapsi chimica è uno spazio tra due neuroni attraverso il quale le informazioni vengono inviate chimicamente sotto forma di molecole di neurotrasmettitori. Una sinapsi elettrica è uno spazio vuoto tra due neuroni collegati da proteine di canale, che consentono al segnale elettrico di passare direttamente attraverso la sinapsi. Le sinapsi elettriche sono più veloci delle sinapsi chimiche (l'elettricità scorre più velocemente delle molecole e non richiedono recettori), ma mancano di guadagno.
I prodotti chimici possono aumentare un segnale, ma i segnali elettrici sono sempre gli stessi o meno dopo una sinapsi. Le due forme di gap che sorgono tra le cellule nervose sono sinapsi chimiche e sinapsi elettriche. Gli impulsi nervosi vengono inviati attraverso entrambi i tipi di sinapsi. I neurotrasmettitori sono usati dalle sinapsi chimiche per trasferire gli impulsi nervosi. Le sinapsi elettriche, d'altra parte, trasmettono potenziali d'azione tramite ioni che passano attraverso giunzioni gap.
Il modo di trasmissione del segnale attraverso la fessura sinaptica in ogni tipo di sinapsi è la distinzione fondamentale tra sinapsi chimiche ed elettriche.
