Come i neuroni comunicano tra loro

Il sistema nervoso degli animali è composto da miliardi di neuroni. I neuroni sono cellule elettricamente eccitabili che trasmettono impulsi nervosi in tutto il sistema nervoso. Tuttavia, una giunzione nota come sinapsi può essere identificata tra i neuroni. I neuroni si comunicano l'un l'altro attraverso le sinapsi. Due tipi di sinapsi possono essere identificati in base al meccanismo di trasmissione degli impulsi nervosi. Sono sinapsi chimiche e sinapsi elettriche. La maggior parte delle sinapsi sono sinapsi chimiche. La trasmissione degli impulsi nervosi avviene per mezzo di messaggeri chimici noti come neurotrasmettitori. Nelle sinapsi elettriche, gli impulsi nervosi vengono trasmessi per mezzo di un flusso di ioni.

Aree chiave coperte

1. Cos'è una sinapsi
     - Definizione, fatti, tipi
2. Come i neuroni comunicano tra loro attraverso le sinapsi
     - Introduzione, Trasmissione chimica sinaptica, Trasmissione elettrica sinaptica

Termini chiave: sinapsi chimiche, sinapsi elettriche, flusso ionico, neuroni, neurotrasmettitori, sinapsi

Cos'è una sinapsi

Una sinapsi è una giunzione tra due neuroni. Serve come un sito di contatto funzionale tra i neuroni, aiutando la trasmissione di impulsi nervosi tra di loro. Le sinapsi si trovano tra due dendriti, dendrite / assone o corpo dendritico / cellulare di un altro neurone. Viene mostrata la trasmissione degli impulsi nervosi attraverso i neuroni Figura 1.

Figura 1: trasmissione degli impulsi nervosi

I due tipi di sinapsi sono sinapsi chimiche e sinapsi elettriche. Le tre componenti di una tipica sinapsi sono la membrana pre-sinaptica, la fessura sinaptica e la membrana post-sinaptica.

Come i neuroni comunicano tra loro attraverso le sinapsi

I neuroni trasmettono impulsi nervosi per mezzo di impulsi nervosi o potenziali d'azione generati sulla membrana plasmatica dell'assone. Questo potenziale d'azione dovrebbe essere trasmesso attraverso la sinapsi a un secondo neurone al fine di trasmettere l'impulso nervoso al bersaglio. Tuttavia, il modo di trasmettere impulsi nervosi attraverso la sinapsi è diverso. Inoltre, i due tipi di sinapsi trasmettono i potenziali di azione in modi diversi.

Sinapsi chimica: trasmissione sinaptica

Le sinapsi chimiche sono le giunzioni attraverso le quali i potenziali di azione vengono trasmessi per mezzo di segnali chimici. La maggior parte delle giunzioni di cellule di mammifero sono composte da sinapsi chimiche. Un notevole divario noto come la fessura sinaptica si verifica nelle sinapsi chimiche. La distanza dello spazio potrebbe essere 10-20 nm. La trasmissione degli impulsi nervosi attraverso le sinapsi chimiche avviene per mezzo di messaggeri chimici noti come neurotrasmettitori. Questi neurotrasmettitori sono immagazzinati in vescicole sinaptiche vicino alla membrana pre-sinaptica. Quando un potenziale d'azione raggiunge il terminale del neurone pre-sinaptico, il Ca voltaggio-dipendente²⁺ i canali ionici nella membrana pre-sinaptica vengono attivati ​​per aumentare il Ca²⁺ afflusso alla cella. Generalmente, Ca²⁺ la concentrazione è più elevata all'esterno della cellula nervosa. Il CA²⁺ Gli ioni facilitano la fusione delle vescicole sinaptiche con la membrana pre-sinaptica, rilasciando i neurotrasmettitori nella fessura sinaptica. La trasmissione sinaptica di una sinapsi chimica è mostrata in figura 2.

Figura 2: sinapsi chimica

Questi neurotrasmettitori si diffondono attraverso la fessura sinaptica e si legano ai recettori della membrana post-sinaptica. I recettori post-sinaptici attivati ​​provocano l'apertura o la chiusura di vari tipi di canali ionici sul legame dei neurotrasmettitori. Questo porta alla depolarizzazione o iperpolarizzazione della membrana post-sinaptica. La depolarizzazione della membrana post-sinaptica causa il potenziale postsinaptico eccitatorio (EPSP), generando un potenziale d'azione. L'iperpolarizzazione della membrana post-sinaptica causa il potenziale postsinaptico inibitorio (IPSP), rendendo meno probabile la generazione di un potenziale d'azione.

Sinapsi elettrico: trasmissione sinaptica

Le sinapsi elettriche sono le giunzioni attraverso le quali i potenziali d'azione vengono trasmessi per mezzo di un flusso di ioni che avviene dal neurone pre-sinaptico a quello post-sinaptico. Si trovano principalmente nei vertebrati inferiori e negli invertebrati. Si trovano anche nel cervello dei mammiferi. Generalmente, le sinapsi elettriche trasmettono impulsi nervosi a una velocità superiore rispetto a una sinapsi chimica. Le sinapsi elettriche possono non contenere la fessura sinaptica o una minuscola fessura sinaptica. Una sinapsi elettrica è formata da una giunzione di gap. Inoltre, la sinapsi elettrica può trasmettere impulsi nervosi in entrambe le direzioni. L'azione di una sinapsi elettrica è mostrata in figura 3.

Figura 3: Synapse elettrico
A - Neurone pre-sinaptico, B - Neurone post-sinaptico, 1 - Mitocondri, 2 - Canali ionici, 3 - Segnale elettrico

Tuttavia, le sinapsi elettriche non possono trasformare un EPSP in un IPSP o un IPSP in un EPSP come le sinapsi chimiche.

Conclusione

I neuroni sono l'unità strutturale e funzionale del sistema nervoso. Le sinapsi sono gli spazi tra i neuroni responsabili della trasmissione degli impulsi nervosi tra i neuroni. I due tipi di neuroni nel sistema nervoso sono sinapsi chimiche e sinapsi elettriche. Le sinapsi chimiche trasmettono impulsi nervosi per mezzo di segnali chimici noti come neurotrasmettitori. Le sinapsi elettriche trasmettono impulsi nervosi per mezzo di un flusso ionico che avviene dal neurone pre-sinaptico a quello post-sinaptico. 

Riferimento:

1. "La sinapsi". Khan Academy, Disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "Schema di sinapsi chimico ritagliato" Per utente: file creato da Looie496, US National Institutes of Health, National Institute on Aging - (Dominio pubblico) via Commons Wikimedia
2. "Figura 35 02 07" di CNX OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia
3. "Synapse diag2" (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia