Διαφορά μεταξύ χημικής και ηλεκτρικής σύναψης

Κύρια διαφορά – Χημική έναντι ηλεκτρικής σύναψης

Η χημική σύναψη και η ηλεκτρική σύναψη είναι δύο τύποι κενών που εμφανίζονται μεταξύ των νευρικών κυττάρων του νευρικού συστήματος. Η κύρια διαφορά μεταξύ χημικής σύναψης και ηλεκτρικής σύναψης είναι ότι σε μια χημική σύναψη, η νευρική ώθηση περνά χημικά μέσω νευροδιαβιβαστών, ενώ μια ηλεκτρική σύναψη συνδέεται μέσω πρωτεϊνών καναλιών . Οι νευρικές ώσεις διέρχονται από τη μεμβράνη του άξονα ως ηλεκτρικό σήμα. Αυτό το ηλεκτρικό σήμα μετατρέπεται σε χημικό σήμα σε μια χημική σύναψη. Αλλά σε μια ηλεκτρική σύναψη, η ώθηση μπορεί να μεταδοθεί ως έχει μέσω ιόντων. Επομένως, οι ηλεκτρικές συνάψεις είναι πολύ πιο γρήγορες από τις χημικές συνάψεις.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι η χημική σύναψη
      – Ορισμός, Χαρακτηριστικό
2. Τι είναι η Ηλεκτρική Σύναψη
      – Ορισμός, Χαρακτηριστικά
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της χημικής και της ηλεκτρικής σύναψης
      – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της χημικής και της ηλεκτρικής σύναψης
      – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Πρωτεΐνες καναλιού, Χημικό σήμα, Χημική σύναψη, Ηλεκτρικό σήμα, Ηλεκτρική σύναψη, Νευροδιαβιβαστές

Τι είναι ένα Chemical Synapse

Η χημική σύναψη αναφέρεται στις κυτταρικές συνδέσεις μέσω των οποίων οι νευρικές ώσεις μεταδίδονται προς μία κατεύθυνση μέσω νευροδιαβιβαστών. Οι δύο πλασματικές μεμβράνες ονομάζονται προσυναπτικές και μετασυναπτικές μεμβράνες. Η προσυναπτική μεμβράνη βρίσκεται στο προσυναπτικό κύτταρο και η μετασυναπτική μεμβράνη στο μετασυναπτικό κύτταρο. Η συναπτική σχισμή βρίσκεται μεταξύ των προσυναπτικών και μετασυναπτικών μεμβρανών. Μια χημική σύναψη φαίνεται στο σχήμα 1.

Εικόνα 1:Χημική σύναψη

Η συναπτική σχισμή είναι γεμάτη με διάμεσο υγρό. Όταν λαμβάνεται ένα δυναμικό δράσης στο τερματικό της προσυναπτικής μεμβράνης, ανοίγουν τα κανάλια ασβεστίου που καλύπτονται από τάση της προσυναπτικής μεμβράνης. Γενικά, η συγκέντρωση των ιόντων ασβεστίου στη συναπτική σχισμή είναι 10-3 Μ και αυτή στο εσωτερικό των νευρικών κυττάρων είναι 10-7 Μ. Επομένως, τα ιόντα ασβεστίου μετακινούνται από τη συναπτική σχισμή στο προσυναπτικό νευρικό κύτταρο μέσω του ασβεστίου κανάλια. Αυτό αυξάνει τη συγκέντρωση ασβεστίου μέσα στο προσυναπτικό νευρικό κύτταρο, επιτρέποντας στα συναπτικά κυστίδια να συγχωνευτούν με την προσυναπτική μεμβράνη για να απελευθερώσουν νευροδιαβιβαστές στη συναπτική σχισμή μέσω εξωκυττάρωσης. Αυτοί οι νευροδιαβιβαστές διαχέονται μέσω της συναπτικής σχισμής για να συνδεθούν με τους υποδοχείς της μετασυναπτικής μεμβράνης. Επάγουν ένα δυναμικό δράσης στη μεμβράνη του μετασυναπτικού νευρώνα.

Τι είναι το Electrical Synapse

Μια ηλεκτρική σύναψη αναφέρεται σε κυτταρικές διασταυρώσεις μεταξύ νευρικών κυττάρων μέσω των οποίων πραγματοποιείται η μετάδοση των νευρικών ερεθισμάτων μέσω ιόντων. Η συναπτική σχισμή μιας ηλεκτρικής σύναψης είναι μικρή και οι δύο πλασματικές μεμβράνες των νευρώνων συνδέονται μεταξύ τους μέσω μιας διασταύρωσης κενού. Μία διασταύρωση κενού περιέχει επακριβώς ευθυγραμμισμένα ζεύγη πρωτεϊνικών καναλιών τόσο στις προσυναπτικές όσο και στις μετασυναπτικές μεμβράνες. Κάθε ζεύγος καναλιών σχηματίζει έναν πόρο, ο οποίος είναι πολύ μεγαλύτερος από τον πόρο ενός τυπικού καναλιού ιόντων. Ως εκ τούτου, μεγάλα μόρια μπορούν να μεταφερθούν μέσω αυτών των κενών συνδέσεων εκτός από τα ιόντα. Ως εκ τούτου, οι ενδοκυτταρικοί μεταβολίτες και οι δεύτεροι αγγελιοφόροι μπορούν να περάσουν από δύο νευρώνες. Ωστόσο, οι ηλεκτρικές συνάψεις επιτρέπουν την παθητική μετάδοση του δυναμικού δράσης μέσω των πόρων των κενών συνδέσεων από τον ένα νευρώνα στον δεύτερο νευρώνα. Η δομή των ηλεκτρικών συνάψεων φαίνεται στο σχήμα 2 .

Εικόνα 2:Ηλεκτρικές συνάψεις

Η μετάδοση των δυναμικών δράσης μπορεί να συμβεί και προς τις δύο κατευθύνσεις μέσω μιας ηλεκτρικής σύναψης. Επιπλέον, η ταχύτητα μετάδοσης των δυναμικών δράσης είναι πολύ υψηλή. Οι ηλεκτρικές συνάψεις εμπλέκονται κυρίως στο συγχρονισμό της δραστηριότητας μιας ομάδας νευρώνων. Οι νευρώνες στον υποθάλαμο περιέχουν ηλεκτρικές συνάψεις, ενεργοποιώντας τα δυναμικά δράσης πολλών νευρώνων ταυτόχρονα.

Ομοιότητες μεταξύ της χημικής και της ηλεκτρικής σύναψης

• Οι χημικές και ηλεκτρικές συνάψεις αποτελούνται από συναπτικές σχισμές.
• Τόσο οι χημικές όσο και οι ηλεκτρικές συνάψεις μεταδίδουν νευρικές ώσεις μεταξύ νευρώνων ή μεταξύ νευρώνων και οργάνων τελεστών.

Διαφορά μεταξύ χημικής και ηλεκτρικής σύναψης

Ορισμός

Χημική σύναψη: Μια χημική σύναψη είναι μια σύνδεση κυττάρου με κύτταρο μέσω της οποίας οι νευρικές ώσεις μεταδίδονται προς μία κατεύθυνση μέσω νευροδιαβιβαστών.

Ηλεκτρική σύναψη: Μια ηλεκτρική σύναψη είναι μια κυτταρική διασταύρωση μεταξύ δύο νευρικών κυττάρων μέσω της οποίας πραγματοποιείται ταχεία μετάδοση νευρικών ερεθισμάτων μέσω ιόντων.

Εμφάνιση

Χημική σύναψη: Οι χημικές συνάψεις βρίσκονται σε ανώτερα σπονδυλωτά.

Ηλεκτρική σύναψη: Οι ηλεκτρικές συνάψεις βρίσκονται σε κατώτερα σπονδυλωτά και ασπόνδυλα.

Τρόπος μετάδοσης  Νευρικών παλμών

Χημική σύναψη: Οι νευρικές ώσεις μεταδίδονται ως χημικό σήμα μέσω νευροδιαβιβαστών σε μια χημική σύναψη.

Ηλεκτρική σύναψη: Οι νευρικές ώσεις μεταδίδονται ως ηλεκτρικό σήμα μέσω κενών συνδέσεων ή γεφυρών χαμηλής αντίστασης σε μια ηλεκτρική σύναψη.

Μονής κατεύθυνσης/Διπλής κατεύθυνσης

Χημική σύναψη: Η μετάδοση των σημάτων γίνεται μονόδρομα σε μια χημική σύναψη.

Ηλεκτρική σύναψη: Η μετάδοση των σημάτων πραγματοποιείται αμφίδρομα σε μια ηλεκτρική σύναψη.

Μέγεθος της συναπτικής σχισμής

Χημική σύναψη: Η χημική σύναψη είναι μεγάλου μεγέθους (10-20 nm).

Ηλεκτρική σύναψη: Η ηλεκτρική σύναψη είναι μικρότερη σε μέγεθος (0,2 nm).

Συναπτικά κυστίδια και μιτοχόνδρια

Χημική σύναψη: Τα χημικά συναπτικά πόμολα περιέχουν συναπτικά κυστίδια και μεγάλο αριθμό μιτοχονδρίων.

Ηλεκτρική σύναψη: Τα ηλεκτρικά συναπτικά πόμολα δεν περιέχουν συναπτικά κυστίδια και πολύ λίγα μιτοχόνδρια.

Χημειοϋποδοχείς

Χημική σύναψη: Χημειοϋποδοχείς υπάρχουν στη μετασυναπτική μεμβράνη σε χημικές συνάψεις.

Ηλεκτρική σύναψη: Οι χημειοϋποδοχείς απουσιάζουν στη μετασυναπτική μεμβράνη στις ηλεκτρικές συνάψεις.

Ταχύτητα μετάδοσης σημάτων

Χημική σύναψη: Η μετάδοση πληροφοριών σε μια χημική σύναψη είναι αργή.

Ηλεκτρική σύναψη: Η μετάδοση πληροφοριών σε μια ηλεκτρική σύναψη γίνεται με υψηλή ταχύτητα.

Ευπάθεια στην κόπωση

Χημική σύναψη: Οι χημικές συνάψεις είναι πιο ευάλωτες στην κόπωση.

Ηλεκτρική σύναψη: Οι ηλεκτρικές συνάψεις είναι λιγότερο ευάλωτες στην κόπωση.

Ευαισθησία στην υποξία και το pH

Χημική σύναψη: Οι χημικές συνάψεις είναι ευαίσθητες στην υποξία και το pH.

Ηλεκτρική σύναψη: Οι ηλεκτρικές συνάψεις δεν είναι ευαίσθητες στην υποξία και το pH.

Τοποθεσία στο σώμα

Χημική σύναψη: Οι χημικές συνάψεις βρίσκονται στις περισσότερες από τις συνδέσεις των νευρώνων.

Ηλεκτρική σύναψη: Οι ηλεκτρικές συνάψεις βρίσκονται στον αμφιβληστροειδή, τον οσφρητικό βολβό, τον εγκεφαλικό φλοιό, τον πλευρικό αιθουσαίο πυρήνα και τον ιππόκαμπο.

Συμπέρασμα

Οι χημικές συνάψεις και οι ηλεκτρικές συνάψεις είναι οι δύο τύποι χασμάτων που εμφανίζονται μεταξύ των νευρικών κυττάρων. Και οι δύο τύποι συνάψεων μεταδίδουν νευρικές ώσεις. Οι χημικές συνάψεις μεταδίδουν νευρικές ώσεις μέσω νευροδιαβιβαστών. Όμως, οι ηλεκτρικές συνάψεις μεταδίδουν τα δυναμικά δράσης μέσω ιόντων που μέσω των κενών συνδέσεων. Η κύρια διαφορά μεταξύ χημικών συνάψεων και ηλεκτρικών συνάψεων είναι ο τρόπος μετάδοσης των σημάτων μέσω της συναπτικής σχισμής σε κάθε τύπο συνάψεων.

Αναφορά:

1. Purves, Dale. «Χημικές Συνάψεις». Νευροεπιστήμη. 2nd edition., U.S. National Library of Medicine, 1 Ιανουαρίου 1970, Διαθέσιμο εδώ. Πρόσβαση στις 12 Σεπτεμβρίου 2017.
2. Purves, Dale. «Ηλεκτρικές Συνάψεις». Νευροεπιστήμη. 2nd edition., U.S. National Library of Medicine, 1 Ιανουαρίου 1970, Διαθέσιμο εδώ. Πρόσβαση στις 12 Σεπτεμβρίου 2017.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "1225 Chemical Synapse" από το OpenStax –  (CC BY 4.0) μέσω του Commons Wikimedia
2. "Gap cell junction-en" Από Mariana Ruiz LadyofHats – (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia